Химические свойства брома: Бром и его действие на организм человека. Справка

Антуан Жером Балар, 1870-е годы

Первым, кто официально объявил об открытии брома, был Антони Балард. Однако он был не первым, кто это обнаружил. В 1825 году Карл Лоуиг, ученый-исследователь из Гейдельбергского университета в Цюрихе, приготовил жидкость из соленой воды, смешав ее с диэтиловым эфиром и пропустив через нее хлор.После отгонки эфира из раствора у него осталась красно-коричневая жидкость, которую он принес в лабораторию своему профессору Леопольду Гмелину. Гмелин попросил его приготовить этот раствор в больших количествах, чтобы они могли изучить его свойства. Тем временем другой профессор химии в College De France, Антони Балар, объявил об открытии брома в своей статье «Annales de Chimie et Physique». Он проводил эксперименты с золой морских водорослей для получения йода, но, к своему удивлению, он также обнаружил бром в дистиллированном растворе золы морских водорослей, когда он насытил его хлором.

Карл Якоб Лоуиг

Имя брома так же сложно, как и его открытие. Некоторые источники предполагают, что Антони Баллард изменил название с «мурид» на «бром» в связи с греческим словом, обозначающим зловоние в одной из его следующих статей о броме, тогда как другие предполагают, что французский химик и физик Жозеф-Луи Гей-Лузак предложил название «бром» из-за резкого запаха. Более того, крупномасштабное производство брома не производилось до 1858 года, когда открытие большого хранилища солей в Штасфурте сделало это возможным.{81} {Br} имеют значительные периоды полураспада 17,7 мин, 4,421 часа и 35,28 часа соответственно. Эти радиоактивные изотопы могут быть произведены в лаборатории путем захвата электронов. Пока радиоизотопов с массой нет. менее 79 предпочитают распадаться на селен в процессе захвата электронов, а те, у которых масса нет. более 81 предпочитают распадаться на криптон в процессе бета-распада.

Бром принадлежит к 17-й группе периодической таблицы Менделеева, иначе известной как семейство галогенов.Как и другие члены семейства галогенов, такие как фтор, хлор, йод и астат, бром также на один электрон меньше, чем его оптимальная электронная конфигурация, из-за чего он показывает много сходств по своим свойствам с другими элементами 17-й группы.

Бром — это элемент периодической таблицы с атомным номером. {5}.Как и другим галогеновым элементам, брому нужно либо получить 1 электрон, либо потерять 5 электронов, чтобы достичь стабильной электронной конфигурации. Таким образом, наиболее распространенные окислительные состояния брома — -1 и +5. Однако в некоторых случаях также может наблюдаться степень окисления +3, +1 и +7. Электроотрицательность брома меньше, чем у хлора и фтора, поэтому он умеренно окисляет по сравнению с последними. И наоборот, это лучший восстановитель, чем хлор. Давайте разберемся в этих свойствах с помощью следующих реакций.{-} + {HOBr}

Бром не реагирует с молекулой кислорода {O} _ {2} и молекулой азота {N} _ {2} в воздухе. Однако он реагирует с озоном при -78 ° C, образуя оксид брома (IV), {BrO} _ {2}

{Br} _ {2} (l) + 2 {O} _ {3} (g) → 2 {BrO} _ {2} (s) + {O} _ {2} (g)

Бром реагирует с оксидом углерода CO, образуя {COBr} _ {2}.

{Br} _ {2} (l) + {CO} (g) → {COBr} _ {2} (l)

Водород реагирует с {Br} _ {2} с образованием бромистого водорода.Реакция протекает медленно при комнатной температуре и ускоряется с повышением температуры.

{H} _ {2} (г) + {Br} _ {2} (г) → 2 {HBr} (г)

Бром, {Br} _ {2}, реагирует с фтором, {F} _ {2} в газовой фазе, образуя BrF. Продукт трудно получить в чистом виде, поскольку BrF реагирует сам с собой, образуя {Br} _ {2}, {BrF} _ {3} и {BrF} _ {5}.

{Br} _ {2} (г) + {F} _ {2} (г) → 2 {BrF} (г)

3 {BrF} (г) → {Br} _ {2} (l) + {BrF} _ {3} (l)

5 {BrF} (г) → 2 {Br} _ {2} (л) + {BrF} _ {5} (л)

Используя избыток фтора при 150 ° C, бром реагирует с фтором с образованием {BrF} _ {5}.

{Br} _ {2} (l) + 5 {F} _ {2} (g) → 2 {BrF} _ {5} (l)

Из фтористых соединений брома (BrF, BrF3, BrF5) наибольшее практическое значение имеет BrF3, поскольку он используется для фторирования органических веществ.

Хлор, {Cl} _ {2}, реагирует с бромом, {Br} _ {2}, в газовой фазе, образуя нестабильный хлорид брома (I), {ClBr}.

{Cl} _ {2} (г) + {Br} _ {2} (г) → 2 {ClBr} (г)

Бром, {Br} _ {2}, реагирует с йодом, {I} _ {2}, при комнатной температуре, образуя иодид брома (I), {BrI}.

{Br} _ {2} (l) + {I} _ {2} (s) → 2 {BrI} (s)

Бром легко присоединяется к непредельным соединениям. Такие реакции обычно проводят при низкой температуре, чтобы избежать побочных реакций замещения. Хотя катализатор обычно не требуется, для ускорения реакции можно использовать ультрафиолетовое излучение или высокую температуру. Реакция электрофильного ароматического замещения на сегодняшний день является наиболее важным типом ароматического бромирования.В присутствии катализатора бром реагирует с ароматическими соединениями с образованием арилбромидов и бромистого водорода.

{ArH} + {Br} _ {2} → {ArBr} + {HBr}

Бром эффективно используется в реакциях ароматического замещения для получения соляной кислоты с помощью хлора.

2 {ArH} + {Br} _ {2} + {Cl} _ {2} → 2 {ArBr} + {HCl}

Бромирование насыщенных углеводородов и боковых алкильных цепей ароматических соединений происходит в результате цепной реакции свободных радикалов.

{Br} _ {2} → 2 {Br⋅}

Диссоциация брома может быть достигнута термически, фотолитически, с помощью гамма-лучей и с помощью пероксидных инициаторов.

{RH} + {Br⋅} → {R⋅} + {HBr}

{R⋅} + {Br} _ {2} → {RBr} + {Br⋅}

Бром реагирует со многими металлами с образованием бромидов. Натрий устойчив в сухом броме, но пары натрия активно реагируют. Калий и цезий бурно реагируют с бромом. Бром также очень реактивен с алюминием и титаном. Алюминий реагирует испусканием света. Магний, серебро, никель и свинец покрываются их бромидами, что предотвращает дальнейшую реакцию.{2 +} (вод.) + {Br} _ {2} (вод.) + 2 {H} _ {2} {O} (l)

Наибольшее промышленное применение брома с начала 1920-х до конца 1980-х было в топливной промышленности в виде 1,2-дибромэтана ({C} _ {2} {H} _ {4} {Br} _ {2}). Этилендибромид или EDB широко использовался в качестве поглотителя свинца с тетралкилами для уменьшения разрушительного явления, известного как детонация двигателя. Однако после открытия канцерогенных свойств EDB его использование в качестве добавки к бензину было заменено другой менее вредной альтернативой — метил-трет-бутиловым эфиром.

Огнезащитные составы (FR) добавляются или наносятся на материал для повышения огнестойкости этого продукта. Большинство товаров повседневной жизни, таких как одежда, мебель, электроника, автомобили и компьютеры, представляют собой полимерные материалы на нефтяной основе и, следовательно, они горючие. Чтобы соответствовать правилам пожарной безопасности, к этим материалам обычно применяют бромированные антипирены (BFR), чтобы повысить их огнестойкость. BFR делятся на три подгруппы в зависимости от способа включения этих соединений в полимеры: бромированные мономеры, реакционноспособные и аддитивные.Бромированный мономер, такой как бромированный стирол или бромированный бутадиен, добавляется перед полимеризацией, тогда как реактивные антипирены, такие как тетрабромбисфенол A (TBBPA), и дополнительные антипирены, такие как полибромированные дифениловые эфиры (PBDE) и гексабромциклододекан) представляют собой просто HBCDD. во время процесса.

1,2-дибромэтан ({C} _ {2} {H} _ {4} {Br} _ {2}) был впервые использован в 1952 году для борьбы с вредителями в зернохранилищах.Его эффективность сделала его пригодным для использования в качестве пестицида против многих почвенных вредителей, таких как нематоды, почвенные грибы, дикие сорняки, паразитические растения и некоторые почвенные насекомые. Однако использование EBD в качестве пестицида впоследствии во многих странах сократилось из-за осознания необходимости чистой окружающей среды.

Потребность в пестициде для предотвращения деградации сельскохозяйственных культур и создания пахотных земель была удовлетворена с помощью другого соединения брома, известного как бромметан (широко известный как бромистый метил, {CH} _ {3} {Br}).Благодаря низкой температуре кипения это активный газ даже при относительно низких температурах, который может проникать в почву на значительную глубину.

Завод по добыче природного газа

Нефть и газ — это углеводороды, которые находятся в пористых камнях. Для извлечения этих масел снизу используется тяжелое буровое оборудование. Бурение требует удельного веса, необходимого для компенсации давления, чтобы избежать закрытия пор при сохранении проницаемости.Из-за их более высокой плотности, чем пресная вода, рассолы (солевые жидкости) используются при проникновении в продуктивную зону (пласт или часть пласта, содержащую экономически добываемые углеводороды). Бромид кальция, бромид натрия и бромид цинка вместе называются прозрачными рассольными жидкостями. Они используются в индустрии бурения нефтяных и газовых скважин для заканчивания, пакера и жидкостей для ремонта скважин, не содержащих твердых частиц, с высокой плотностью, чтобы снизить вероятность повреждения ствола скважины и продуктивной зоны.

Бромид серебра (AgBr) используется в фотографии как компонент эмульсии, которая помогает в проявлении фотографического изображения. Бромид серебра чувствителен к свету, и, будучи взвешенными в желатине, зерна бромида серебра создают фотографическую эмульсию. Под воздействием света бромид серебра разлагается и в результате сохраняет фотографическое изображение. После того, как бромид серебра создает фотографическое изображение, его нужно проявить.Зерна бромистого серебра, которые прореагировали на свет, становятся металлическим серебром, тогда как те, на которые не влияет свет, не изменяются. Эти оставшиеся зерна смываются фиксирующим раствором.

Древние римляне в пурпурной одежде

Возможно, самое раннее упоминание об использовании брома восходит к библейской эпохе, когда римляне использовали красновато-пурпурный натуральный краситель под названием Тирский пурпур для окрашивания своей одежды. При производстве этого красителя они использовали морских улиток.Это был очень ценный краситель, так как потребовались тысячи улиток и большой труд, чтобы произвести всего несколько граммов его; Кроме того, он не тускнеет легко. Фактически, дорогая природа этого красителя стала символом статуса среди королевских особ двадцатого века. Позже было обнаружено, что химическим веществом, ответственным за этот королевский оттенок, было 6,6-диброминдиго. Многие соединения брома до сих пор используются в текстильной промышленности для создания элегантных оттенков одежды.

Хотя элементарный бром токсичен по своей природе, многие безрецептурные спасающие жизнь лекарства содержат соединения брома в качестве основного ингредиента.Многие броморганические соединения используются в качестве седативных средств, поскольку ионы бромида обладают способностью снижать чувствительность центральной нервной системы. Соединения брома используются в производстве седативных, анальгетических и антигистаминных препаратов. Также они используются в различных препаратах для лечения пневмонии, кокаиновой зависимости; более того, они также используются в качестве катализатора для ускорения реакции на лекарства внутри тела. Помимо этих применений, лекарства на основе брома также поставляются тем, кто страдает сердечными заболеваниями, гиперактивностью щитовидной железы и истерией.Некоторые органические бромиды также используются в производстве дизайнерских лекарств, которые могут излечивать многие неизлечимые заболевания. Например, 5-бромурацил используется в качестве искусственного мутагена, который помогает ученым модифицировать генетические материалы, такие как ДНК.

С физиологической точки зрения в парообразном состоянии бром очень похож на хлор. Из-за его окислительного действия вдыхание 10 ppm и более высоких концентраций брома может вызвать сильное раздражение всех дыхательных путей, слизистых оболочек и глаз; вызывающие такие симптомы, как кашель, кровотечение из носа, чувство подавленности, головокружение, головная боль и, возможно, отсроченная боль в животе и диарея.Пневмония также может быть поздним осложнением тяжелого заражения.

Жидкий бром вызывает ощущение легкого охлаждения при первом контакте с кожей, за которым следует ощущение тепла. Он может оставить на коже сильные волдыри и ожоги, если сразу не удалить его путем обливания водой области контакта. Контакт с концентрированным паром также может вызвать ожоги и волдыри. Для обработки крошечных участков контакта в лаборатории 10% раствор тиосульфата натрия в воде может нейтрализовать бром, и такой раствор должен быть доступен при работе с бромом.

Свойства галогенов | Введение в химию

Цель обучения

• Опишите физические и химические свойства галогенов.

Ключевые моменты

• Галогены — неметаллы 17 (или VII) группы периодической таблицы Менделеева. Вниз по группе размер атома увеличивается. Как двухатомная молекула, фтор имеет самую слабую связь из-за отталкивания электронов малых атомов.
• Из-за увеличения силы Ван-дер-Ваальса, понижающей группу, температуры кипения галогенов увеличиваются. Следовательно, физическое состояние элементов в группе изменяется с газообразного фтора на твердый йод.
• Из-за высокого эффективного ядерного заряда галогены обладают высокой электроотрицательностью. Следовательно, они обладают высокой реакционной способностью и могут получить электрон в результате реакции с другими элементами. Галогены в достаточных количествах могут быть вредными или смертельными для биологических организмов.

Условия

• галогены Группа 17 (или VII) в периодической таблице, состоящая из фтора (F), хлора (Cl), брома (Br), йода (I) и астата (At). У них схожие химические свойства.
• электроотрицательность: тенденция атома притягивать к себе электроны.

Галогены представляют собой ряд неметаллических элементов из 17 группы периодической таблицы (ранее VII). Галогены включают фтор (F), хлор (Cl), бром (Br), йод (I) и астат (At).Искусственно созданный элемент 117 (ununseptium) также может считаться галогеном.

Физические свойства

Атомы увеличиваются в группе по мере заполнения дополнительных электронных оболочек. Когда фтор существует в виде двухатомной молекулы, связь F – F оказывается неожиданно слабой. Это связано с тем, что атомы фтора являются наименьшими из галогенов — атомы тесно связаны друг с другом, что приводит к отталкиванию между свободными электронами в двух атомах фтора.

Точки кипения галогенов повышаются вниз по группе из-за увеличения силы Ван-дер-Ваальса по мере увеличения размера и относительной атомной массы атомов.Это изменение проявляется в изменении фазы элементов с газовой (F ₂ , Cl ₂ ) на жидкую (Br ₂ ), на твердую (I ₂ ). Галогены — единственная группа периодической таблицы, содержащая элементы во всех трех известных состояниях вещества (твердое, жидкое и газообразное) при стандартной температуре и давлении.

Химические свойства

Электроотрицательность — это способность атома притягивать электроны или электронную плотность к себе внутри ковалентной связи. Электроотрицательность зависит от притяжения между ядром и связывающими электронами во внешней оболочке. Это, в свою очередь, зависит от баланса между числом протонов в ядре, расстоянием между ядром и связывающими электронами и экранирующим эффектом внутренних электронов.В галогенидах водорода (HX, где X — галоген) связь H-X удлиняется по мере увеличения числа атомов галогена. Это означает, что общие электроны находятся дальше от ядра галогена, что увеличивает экранирование внутренних электронов. Это означает, что электроотрицательность уменьшается по группе.

Галогены обладают высокой реакционной способностью и в достаточных количествах могут быть вредными или смертельными для биологических организмов. Эта реактивность обусловлена ​​высокой электроотрицательностью и высоким эффективным зарядом ядра. Галогены могут получить электрон, вступая в реакцию с атомами других элементов.

Фтор — один из самых реактивных элементов. Он реагирует с инертными материалами, такими как стекло, и образует соединения с более тяжелыми инертными газами. Это едкий и очень токсичный газ. Реакционная способность фтора означает, что, как только он вступает в реакцию с чем-либо, он связывается настолько прочно, что образующаяся молекула становится инертной и нереактивной. Фтор может реагировать со стеклом в присутствии небольшого количества воды с образованием тетрафторида кремния (SiF4). Таким образом, с фтором необходимо обращаться с такими веществами, как инертное фторорганическое соединение тефлон.

Фтор бурно реагирует с водой с образованием кислорода (O ₂ ) и фтороводорода:

[латекс] 2 F_2 (г) + 2 H_2O (l) \ вправо O_2 (г) + 4 HF (водн.) [/ Латекс]

Хлор имеет максимальную растворимость 7,1 г на кг воды при температуре окружающей среды (21 ° C). Растворенный хлор реагирует с образованием соляной кислоты (HCl) и хлорноватистой кислоты (HClO), раствора, который можно использовать в качестве дезинфицирующего средства или отбеливателя:

[латекс] Cl_2 (г) + H_2O (л) \ стрелка вправо HCl (водн.) + HClO (водн.) [/ Латекс]

Бром имеет растворимость 3.41 г на 100 г воды. Он медленно реагирует с образованием бромистого водорода (HBr) и бромистоводородной кислоты (HBrO):

[латекс] Br_2 (г) + H_2O (l) \ rightarrow HBr (водн.) + HBrO (водн.) [/ Латекс]

Йод минимально растворим в воде, его растворимость составляет 0,03 г на 100 г воды. Однако йод образует водный раствор в присутствии иодид-иона. Это происходит при добавлении йодида калия (KI) с образованием трииодид-иона.

Boundless проверяет и курирует высококачественный контент с открытой лицензией из Интернета.Этот конкретный ресурс использовал следующие источники:

фактов о броме | Живая наука

Элемент № 35 с запахом, бром, является элементом в довольно большом количестве, но обладает редким свойством: это единственный неметалл, существующий в жидкой форме при комнатной температуре, и один из двух элементов (второй — ртуть), который является жидким при комнатной температуре. комнатная температура и давление.

Это 44-й по частоте элемент в земной коре согласно Периодической таблице с содержанием 2.4 части на миллион по весу, согласно Chemicool. Бром присутствует в соединениях, присутствующих в морской воде, природных рассолах и соленых озерах. Месторождения брома в Соединенных Штатах находятся в скважинах с естественным рассолом в Мичигане и Арканзасе. Мировое производство оценивается примерно в 330 000 тонн в год. По данным Коалиции по образованию в области минералов, он также добывается в Израиле, России, Франции и Японии.

Бром очень вреден для атмосферы. Согласно Chemicool, атомы брома в озоновом слое в 40-100 раз более разрушительны, чем атомы хлора.До половины потерь озона над Антарктидой происходит из-за реакций с участием брома. Бромистый метил, используемый в качестве фумиганта, является крупнейшим источником озоноразрушающего брома. Около 30% брома в атмосфере образуется в результате деятельности человека, остальное — естественного происхождения.

Только факты

• Атомный номер (количество протонов в ядре): 35
• Символ атома (в периодической таблице элементов): Br
• Атомный вес (средняя масса атома): 79,904
• Плотность : 1.805 унций на кубический дюйм (3,122 грамма на куб см)
• Фаза при комнатной температуре: жидкость
• Точка плавления: 19,4 градуса по Фаренгейту (минус 7 градусов Цельсия)
• Точка кипения: 138,0 F (58,9 C)
• Количество натуральных изотопы (атомы одного и того же элемента с разным числом нейтронов): 2. В лаборатории также создано не менее 24 радиоактивных изотопов.
• Наиболее распространенные изотопы: Br-79 (50,7% естественного содержания), Br-81 (49,3% естественного содержания.

История

Два ученых, работавшие независимо друг от друга, открыли бром в 1820-х годах, по словам голландского историка Питера ван дер Крогта.

Карл Лёвиг, немецкий студент-химик, учившийся у немецкого химика Леопольда Гмелина, выделил жидкий бром в 1825 году, взяв образец воды из соляного источника в Бад-Кройцнахе и добавив хлор, согласно Chemicool. После встряхивания раствора с эфиром Лёвиг обнаружил в растворе красно-коричневое вещество и выделил его, выпарив эфир.Гмелин посоветовал своему ученику произвести больше вещества, чтобы его можно было изучить более подробно. К тому времени, когда Лёвиг произвел больше вещества, после того, как его работа замедлилась между зимними экзаменами и отпусками, другие ученые уже опубликовали свои выводы.

По словам Питера ван дер Крогта, этот ученый, французский химик Антуан-Жером Балар, выделил бром при изучении бурых морских водорослей, известных как фукус. Согласно Chemicool, Балард взял образец рассола, в котором были обнаружены водоросли, и перегонял смесь рассола с хлором, чтобы получить темно-красную жидкость.Первоначально он думал, что это соединение хлора или йода, и когда он не смог выделить ни один элемент, он предположил, что фактически обнаружил новый элемент. Балард предложил название «мурид» от латинского слова «мурия» или рассол для своего нового элемента. Его результаты были опубликованы в 1826 году.

Кто знал?

• Бром — это галоген, согласно Chemicool. Согласно «Объясненной химии», галогеновые элементы (фтор, хлор, бром, йод и астат) никогда не встречаются в природе в одиночку и образуют соли при реакции с металлами.
• Название бром происходит от греческого слова «бромос», означающего зловоние, согласно данным Лос-Аламосской национальной лаборатории. Красновато-коричневая жидкость легко испаряется, превращаясь в красный пар с сильным запахом, напоминающим хлор.
• Согласно Lenntech, бром опасен. Он разъедает человеческие ткани в жидком состоянии, раздражает глаза и горло и очень токсичен при вдыхании в парообразном состоянии. Бром повреждает многие основные органы, включая печень, почки, легкие и желудок, а в некоторых случаях может вызвать рак.
• По данным Центров по контролю за заболеваниями, бром может всасываться в организм через загрязненную воду и пищу, вдыхая его и через кожу.
• По данным Cameo Chemicals, бром может вызвать самовоспламенение в сочетании с калием, фосфором и оловом, а также со многими химическими веществами.
• По данным Королевского химического общества, бром находит широкое применение в различных областях, включая сельскохозяйственные химикаты, инсектициды, красители, фармацевтические препараты, антипирены, мебельную пену, бензин, пластиковые корпуса для электроники и пленочную фотографию.
• По данным Лос-Аламосской национальной лаборатории, бром используется для очистки воды, в лекарствах и в качестве дезинфицирующих средств.
• По данным Bromine Science Environmental Forum, бром также используется для сокращения выбросов ртути на 90 процентов от угольных электростанций. Бром, добавленный в процесс, окисляет ртуть, облегчая извлечение с помощью оборудования для контроля выбросов.
• По данным Королевского химического общества, из-за токсичности и экологических проблем использование брома в качестве антипиренов и в сельском хозяйстве постепенно прекращается.
• Древние цивилизации производили дорогой пурпурный краситель из органических соединений брома, выделенных из мурекса, морской мидии, по данным лаборатории Джефферсона.
• По данным Minerals Education Coalition, человеческое тело содержит около 0,0004% брома, хотя использование брома в организме человека не известно.

Текущие исследования

Одна из областей исследований, в которой изучается бром, — это то, как бром влияет на атмосферу. Ресурс, опубликованный Национальным управлением океанических и атмосферных исследований (NOAA), описывает, как бром, а также хлор разрушают молекулы озона в течение трех циклов реакции.В первом цикле реакции между хлором или монооксидом хлора, взаимодействующими с озоном, приводят к монотонному (O) или двухатомному кислороду (O ₂ ). Во втором цикле хлор также реагирует с озоном, в результате чего образуется двухатомный кислород. Третий цикл показывает реакцию брома с озоном с образованием двухатомного кислорода. Во всех этих случаях для реакций необходим солнечный свет, поэтому истощение озонового слоя сильнее в летние месяцы и значительно замедляется или прекращается в зимние месяцы, когда солнечный свет достигает полюсов минимально или вовсе отсутствует.

Существует несколько исследований, в том числе одно исследование, опубликованное в 2017 году в журнале «Атмосферная химия и физика» Бодо Вернером и др., Группой ученых из Германии, США и Великобритании. В исследовании использовались различные методы для расчета количества брома, присутствующего в атмосфере. Исследование показало, что примерно одна треть истощения озонового слоя происходит из-за брома. Согласно исследованию, соединения брома в атмосфере имеют четыре основных источника:

• естественные и антропогенные источники
• галоны
• так называемые очень короткоживущие виды (VSLS)
• неорганический бром, который был перенесен в верхние слои тропосфера

Начиная с пика 2000 года, когда уровень брома составлял примерно 20 частей на миллион, уровень брома в атмосфере снижался со скоростью 0.6 процентов в год. В расчетах авторов использовалось несколько ресурсов, которые были сосредоточены в тропических и субтропических регионах.

В конце 2016 года NOAA также сообщило, что уровни брома и других озоноразрушающих газов в атмосфере снижаются. В исследовании рассматривалась атмосфера над Антарктидой и средними широтами, а текущие значения сочетались с данными наблюдений, относящихся к 1970-м годам, и прогнозируемыми значениями до 2080 года. Используя значения 1980 года в качестве ориентира, исследователи прогнозируют, что озоноразрушающие газы, в основном содержащие бром и хлор , снизится до уровней 1980 года между 2040 и 2050 годами в средних широтах и ​​примерно до 2070 года над Антарктидой.Снижение уровней этих газов в атмосфере является частью продолжающихся усилий по замедлению изменения климата и содействию регенерации защитного озонового слоя.

Дополнительные ресурсы

Бром | Encyclopedia.com

Примечание: эта статья, первоначально опубликованная в 1998 году, была обновлена ​​в 2006 году для электронной книги.

Обзор

Бром относится к семейству галогенов. Галогены — это элементы, которые составляют группу 17 (VIIA) периодической таблицы.Периодическая таблица — это диаграмма, которая показывает, как элементы связаны друг с другом. Галогены также известны как солеобразователи. Фтор, хлор, бром, йод, и астатин образуют соли при химическом соединении с металлом.

Бром был открыт почти одновременно в 1826 году двумя людьми, немецким химиком Карлом Ловигом (1803-90) и французским химиком Антуаном-Жеромом Баларом (1802-76). В то время как Балард первым объявил о своем открытии, Лоуиг просто не завершил изучение элемента, когда Балард сделал свое объявление.

СИМВОЛ
Br

АТОМНОЕ ЧИСЛО
35

АТОМНАЯ МАССА
79.904

СЕМЕЙСТВО
Группа 17 (VIIA)

всего производимого брома поступает из США, Израиля или Великобритании. В 1996 году во всем мире было произведено около 450 000 000 килограммов (один миллиард фунтов) этого элемента. В наибольшей степени этот элемент используется в производстве антипиренов.Антипирены — это химические вещества, добавляемые к материалам, чтобы предотвратить горение или чтобы они не вышли из-под контроля. Другие основные области применения — производство буровых растворов, пестицидов, химикатов для для очистки воды, фотохимии, а также в качестве добавки к резине.

Открытие и присвоение названия

Соединения брома были известны за сотни лет до открытия этого элемента. Одним из самых известных таких соединений был тирский пурпур, также называемый королевским пурпуром.(Тириан происходит от слова Тир, древнего финикийского города.) Только очень богатые люди или члены королевской семьи могли позволить себе купить ткань, окрашенную в тирский пурпур. Он был получен из моллюска (моллюска), найденного на берегу Средиземного моря (большого водоема, граничащего с Европой, Азией и Африкой).

В 1825 году Левиг поступил в Гейдельбергский университет в Германии, чтобы изучать химию. Он продолжил начатый дома эксперимент, в котором он добавил хлор в родниковую воду. Добавление эфира к этой смеси дает красивый красный цвет.Лёвиг подозревал, что он открыл новое доброе вещество. Профессор поддержал его, предложив изучить вещество более подробно.

По мере продвижения этих исследований Балард опубликовал в химическом журнале отчет, в котором было объявлено об открытии нового элемента — брома. Элемент обладал всеми свойствами новой субстанции Лёвига. Два химика сделали открытие почти одновременно! Балар, однако, считается первооткрывателем брома, потому что ученые признают, что первый человек опубликовал своих открытий.

По-гречески слово bromos означает «зловоние» (сильный неприятный запах). Бром соответствует описанию. Запах интенсивный и сильно раздражает глаза и легкие.

Химики обнаружили, что бром принадлежит к семейству галогенов. Они знали, что он имеет свойства, аналогичные другим галогенам, и поместили его ниже фтора и хлора в периодической таблице.

Физические свойства

Существуют только два жидких элемента — бром и ртуть. При комнатной температуре бром представляет собой жидкость глубокого красновато-коричневого цвета.Он легко испаряется, выделяя сильные пары, раздражающие горло и легкие. Бром кипит при 58,8 ° C (137,8 ° F), а его плотность составляет 3,1023 грамма на кубический сантиметр. Бром замерзает при -7,3 ° C (18,9 ° F).

Бром хорошо растворяется в органических жидкостях, таких как эфир, спирт и четыреххлористый углерод, но лишь незначительно в воде. Органические соединения содержат элемент углерод.

Химические свойства

Бром — очень реактивный элемент. Хотя он менее активен, чем фтор или хлор, он более активен, чем йод.Реагирует со многими металлами, иногда очень активно. Например, с калием , реагирует взрывоопасно. Бром даже соединяется с относительно инертными металлами, такими как платина и палладий.

Встречается в природе

Бром слишком реакционноспособен, чтобы существовать как свободный элемент в природе. Вместо этого он встречается в соединениях, наиболее распространенными из которых являются бромид натрия, (NaBr) и бромид калия (KBr). Эти соединения встречаются в морской воде и подземных соляных пластах.Эти соляные пласты образовались в регионах, где когда-то сушу покрывали океаны. Когда океаны испарились (высохли), остались соли — в первую очередь хлорид натрия (NaCl), хлорид калия (KCl) и бромид натрия и калия. Позже движения земной коры погребли солевые отложения. Теперь они похоронены на много миль под землей. Соли выводятся на поверхность почти так же, как добывают уголь.

Бром — элемент с умеренным содержанием. Его распространенность в земной коре оценивается примерно в 1.От 6 до 2,4 частей на миллион. Его гораздо больше в морской воде, где, по оценкам, около 65 частей на миллион.

В некоторых регионах содержание брома еще выше. Например, Мертвое море (граничащее с Израилем и Иорданией) имеет высокий уровень растворенных солей. Количество брома оценивается в 4000 частей на миллион. Соленость или содержание соли настолько высоки, что в воде ничего не живет. Вот почему его называют Мертвым морем.

Изотопы

Существуют два естественно существующих изотопа брома, бром-79 и бром-81.Изотопы — это две или более формы элемента. Изотопы отличаются друг от друга по своему массовому числу. Число, написанное справа от названия элемента, является массовым числом. Массовое число представляет собой количество протонов плюс нейтронов в ядре атома элемента. Количество протонов определяет элемент, но количество нейтронов в атоме любого элемента может варьироваться. Каждая вариация — изотоп.

Известно также по крайней мере 16 радиоактивных изотопов брома.Радиоактивный изотоп — это изотоп, который распадается и испускает некоторую форму излучения. Радиоактивные изотопы образуются, когда очень маленькие частицы стреляют по атомам. Эти частицы прилипают к атомам и делают их радиоактивными.

Ни один изотоп брома не имеет важного коммерческого использования.

Соленость или содержание соли настолько высоки, что в воде ничего не живет. Вот почему его называют Мертвым морем.

Экстракция

Метод, используемый Лоуигом и Балардом для сбора брома, используется и сегодня.Хлор добавляется в морскую воду, содержащую бромид натрия или бромид калия. Хлор более активен, чем бром, и заменяет бром в реакции:

Использует

Наиболее важным применением брома сегодня является производство огнестойких материалов. Многие материалы, используемые для изготовления одежды, ковров, штор и занавесок, легко воспламеняются, и если их коснется пламя, они очень быстро воспламенится. Химики научились делать материалы более устойчивыми к пожарам, погружая их в соединение брома.Состав покрывает волокна материала. Соединение брома также может быть химически включено в материал.

Соединения брома, используемые в антипиренах, часто бывают сложными. Одно такое соединение называется трис (дибромопропил) фосфат ((Br ₂ C ₃ H ₅ O) ₃ PO). Однако было обнаружено, что это соединение является канцерогеном (веществом, вызывающим рак). Поэтому его использование строго ограничено.

Около 20 процентов всего брома используется в бурении скважин.Бромид кальция (CaBr ₂ ), бромид натрия (NaBr) или бромид цинка (ZnBr ₂ ) добавляют в скважину для повышения эффективности процесса бурения.

Бром также важен при производстве пестицидов, химических веществ, используемых для уничтожения вредителей. Бромистый метил (CH ₃ Br) в течение многих лет использовался для обработки посевных площадей. Бромистый метил распыляют на поверхность или впрыскивают прямо в землю.

Некоторое количество бромистого метила всегда испаряется в воздух, повреждая озоновый слой.Озон (O ₃ ) отфильтровывает часть ультрафиолетового (УФ) излучения солнца. УФ-излучение вызывает рак кожи, солнечный ожог и повреждение растений и хрупких организмов.

Мировое производство бромистого метила прекратится в 2001 году из-за его воздействия на озоновый слой. США планируют прекратить производство препарата еще раньше. Фермеры считают, что ничто не помогает лучше, чем бромистый метил в уничтожении определенных вредителей. Они обеспокоены тем, что в случае запрета бромистого метила пострадает растениеводство.

Наиболее важным применением брома в настоящее время является производство огнестойких материалов.

Дибромид этилена (C ₂ H ₄ Br ₂ ) представляет собой бромидное соединение, добавляемое в этилированный бензин. Свинец в «этилированном бензине» представляет собой тетраэтил свинец (Pb (C ₂ H ₅ )) ₄ ). Он способствует более чистому сгоранию топлива и предохраняет двигатели автомобилей от «детонации». «Стук» — это повторяющийся металлический стук, который возникает при проблемах с зажиганием. с автомобильным двигателем.«Стук» снижает КПД автомобильного двигателя.

Но этилированный бензин при горении выделяет свободный свинец. Свободный свинец — очень токсичный элемент, вызывающий поражение нервной системы. Дибромид этилена добавляется для реакции со свободным свинцом и превращения его в безопасное соединение.

Дибромид этилена полностью не решает проблему. Некоторое количество свободного свинца все еще улетучивается в атмосферу. Этилированный бензин был запрещен в Соединенных Штатах в течение многих лет, но до сих пор используется в других странах.

Самым популярным элементом для очистки водопроводной воды и бассейнов был хлор. Соединения брома стали более популярными благодаря своей превосходной способности убивать бактерии.

Воздействие на здоровье

Бром токсичен при вдыхании или проглатывании.