- คุณสมบัติทางกายภาพและทางเคมี
- ปฏิกิริยาและอันตราย
- การจัดการและการจัดเก็บ
- สังเคราะห์
- การประยุกต์ใช้งาน
- อ้างอิง
โบรไมด์ไฮโดรเจน , สารประกอบของสูตร HBr เคมีเป็นโมเลกุลอะตอมสองอะตอมที่มีพันธะโควาเลน สารประกอบนี้จัดอยู่ในประเภทไฮโดรเจนเฮไลด์เป็นก๊าซไม่มีสีซึ่งเมื่อละลายในน้ำจะสร้างกรดไฮโดรโบรมิกโดยอิ่มตัวตัวเองที่ 68.85% w / p ที่อุณหภูมิห้อง
สารละลายที่เป็นน้ำ 47.6% w / w จะทำให้ส่วนผสมของ azeotropic เดือดคงที่โดยเดือดที่อุณหภูมิ 124.3 องศาเซนติเกรด สารละลายที่มีความเข้มข้นน้อยกว่าและเดือดจะปล่อย H2O จนกว่าจะถึงองค์ประกอบของส่วนผสม azeotropic ที่เดือดคงที่
รูปที่ 1: โครงสร้างของไฮโดรเจนโบรไมด์
คุณสมบัติทางกายภาพและทางเคมี
ไฮโดรเจนโบรไมด์เป็นก๊าซไม่มีสีที่อุณหภูมิห้องมีกลิ่นเปรี้ยวและระคายเคือง สารประกอบมีความเสถียร แต่จะค่อยๆมืดลงเมื่อสัมผัสกับอากาศหรือแสงดังแสดงในรูปที่ 2 (National Center for Biotechnology Information, SF)
รูปที่ 2: ลักษณะของไฮโดรเจนโบรไมด์
มีน้ำหนักโมเลกุล 80.91 g / mol และความหนาแน่น 3.307 g / L ซึ่งทำให้หนักกว่าอากาศ ก๊าซกลั่นตัวเป็นของเหลวไม่มีสีโดยมีจุดเดือด -66.73 องศาเซลเซียส
เมื่อมันเย็นลงเรื่อย ๆ ของเหลวจะแข็งตัวได้ผลึกสีขาวซึ่งมีจุดหลอมเหลวอยู่ที่ -86.82 องศาเซลเซียสโดยมีความหนาแน่น 2.603 กรัม / มิลลิลิตร (Egon Wiberg, 2001) ลักษณะของผลึกเหล่านี้แสดงไว้ในรูปที่ 3
รูปที่ 3: ลักษณะของไฮโดรเจนโบรไมด์
ระยะพันธะระหว่างโบรมีนและไฮโดรเจนคือ 1.414 อังสตรอมและพลังงานการแยกตัวคือ 362.5 กิโลจูล / โมล
ไฮโดรเจนโบรไมด์ละลายในน้ำได้มากกว่าไฮโดรเจนคลอไรด์และ 221 กรัมสามารถละลายได้ในน้ำ 100 มิลลิลิตรที่อุณหภูมิ 0 องศาเซลเซียสซึ่งเทียบเท่ากับปริมาตร 612 ลิตรของก๊าซนี้สำหรับน้ำแต่ละลิตร นอกจากนี้ยังสามารถละลายได้ในแอลกอฮอล์และตัวทำละลายอินทรีย์อื่น ๆ
ในสารละลายในน้ำ (กรดไฮโดรโบรมิก) คุณสมบัติที่เป็นกรดของ HBr มีความโดดเด่น (เช่นเดียวกับกรณีของ HF และ HCl) และในพันธะระหว่างไฮโดรเจนกับฮาโลเจนจะอ่อนลงในกรณีของไฮโดรเจนโบรไมด์มากกว่าใน ไฮโดรเจนคลอไรด์
ดังนั้นหากคลอรีนถูกส่งผ่านไฮโดรเจนโบรไมด์จะสังเกตเห็นการก่อตัวของไอระเหยสีน้ำตาลที่มีลักษณะเฉพาะของโบรมีนโมเลกุล ปฏิกิริยาที่อธิบายได้มีดังต่อไปนี้:
2HBr + Cl2 → 2HCl + Br2
นี่เป็นการบ่งชี้ว่าไฮโดรเจนโบรไมด์เป็นตัวรีดิวซ์ที่แข็งแกร่งกว่าไฮโดรเจนคลอไรด์และไฮโดรเจนคลอไรด์เป็นตัวออกซิไดซ์ที่ดีกว่า
ไฮโดรเจนโบรไมด์เป็นกรดไฮไดรด์ที่เข้มข้น (ไม่มีน้ำ) ทำปฏิกิริยาอย่างรวดเร็วและคายความร้อนกับเบสทุกชนิด (รวมทั้งเอมีนและเอไมด์)
ทำปฏิกิริยากับคาร์บอเนตแบบคายความร้อน (รวมทั้งหินปูนและวัสดุก่อสร้างที่มีหินปูน) และไฮโดรเจนคาร์บอเนตเพื่อสร้างก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์
ทำปฏิกิริยากับซัลไฟด์คาร์ไบด์บอไรด์และฟอสไฟด์เพื่อสร้างก๊าซที่ไวไฟหรือเป็นพิษ
ทำปฏิกิริยากับโลหะหลายชนิด (รวมถึงอลูมิเนียมสังกะสีแคลเซียมแมกนีเซียมเหล็กดีบุกและโลหะอัลคาไลทั้งหมด) เพื่อสร้างก๊าซไฮโดรเจนที่ติดไฟได้
ตอบสนองอย่างรุนแรงด้วย:
- อะซิติกแอนไฮไดรด์
- 2 aminoethanol
- แอมโมเนียมไฮดรอกไซด์
- แคลเซียมฟอสไฟด์
- กรดคลอโรซัลโฟนิก
- 1,1-difluoroethylene
- ethylenediamine
- ethyleneimine
- การรมกรดซัลฟิวริก
- กรดเปอร์คลอริก
- B-propriolactone
- OXID ของโพรพิลีน
- ซิลเวอร์เปอร์คลอเรต
- ยูเรเนียม (IV) ฟอสไฟด์
- ไวนิลอะซิเตท
- แคลเซียมคาร์ไบด์
- รูบิเดียมคาร์ไบด์
- ซีเซียมอะซิติล
- รูบิเดียมอะซิทิไลด์
- แมกนีเซียมบอไรด์
- ปรอท (II) ซัลเฟต
- แคลเซียมฟอสไฟด์
- แคลเซียมคาร์ไบด์ (Chemical Datasheet, 2016)
ปฏิกิริยาและอันตราย
ไฮโดรเจนโบรไมด์จัดเป็นสารประกอบที่มีฤทธิ์กัดกร่อนและระคายเคือง เป็นอันตรายอย่างยิ่งในกรณีที่สัมผัสกับผิวหนัง (ระคายเคืองและกัดกร่อน) และดวงตา (ระคายเคือง) และในกรณีที่กลืนกินและสูดดม (ระคายเคืองต่อปอด)
สารประกอบจะถูกเก็บไว้ในภาชนะบรรจุก๊าซเหลวแรงดัน การสัมผัสกับไฟเป็นเวลานานหรือความร้อนสูงอาจส่งผลให้ภาชนะบรรจุแรงดันแตกอย่างรุนแรงซึ่งสามารถปล่อยออกมาโดยปล่อยควันพิษที่ระคายเคืองออกมา
การได้รับสารที่มีความเข้มข้นต่ำเป็นเวลานานหรือการได้รับสารที่มีความเข้มข้นสูงเป็นเวลาสั้น ๆ อาจส่งผลเสียต่อสุขภาพเนื่องจากการสูดดม
การสลายตัวด้วยความร้อนของไฮโดรเจนโบรไมด์ที่ปราศจากน้ำก่อให้เกิดก๊าซโบรมีนที่เป็นพิษ สามารถติดไฟได้หากทำปฏิกิริยาโดยการปล่อยไฮโดรเจน เมื่อสัมผัสกับไซยาไนด์จะก่อให้เกิดก๊าซไฮโดรเจนไซยาไนด์ที่เป็นพิษ
การหายใจเข้าไปทำให้จมูกและทางเดินหายใจส่วนบนระคายเคืองอย่างรุนแรงซึ่งอาจทำให้ปอดได้รับบาดเจ็บ
การกลืนกินทำให้เกิดแผลไหม้ในปากและกระเพาะอาหาร การสัมผัสกับดวงตาทำให้เกิดการระคายเคืองอย่างรุนแรงและไหม้ การสัมผัสกับผิวหนังทำให้เกิดการระคายเคืองและไหม้
หากสารเคมีนี้เข้าตาควรล้างออกทันทีด้วยน้ำปริมาณมากยกเปลือกตาล่างและบนขึ้นเป็นครั้งคราว
ไม่ควรใส่คอนแทคเลนส์เมื่อทำงานกับสารเคมีนี้ หากเนื้อเยื่อตาแข็งตัวให้รีบไปพบแพทย์ทันที
หากเนื้อเยื่อไม่แข็งตัวให้รีบล้างตาทันทีด้วยน้ำปริมาณมากอย่างน้อย 15 นาทียกฝาล่างและบนขึ้นเป็นครั้งคราว
หากยังคงมีอาการระคายเคืองปวดบวมหรือฉีกขาดให้ไปพบแพทย์โดยเร็วที่สุด
หากสารเคมีในสารละลายนี้สัมผัสกับผิวหนังและไม่ทำให้เกิดอาการบวมเป็นน้ำเหลืองให้ล้างผิวหนังที่ปนเปื้อนออกทันทีด้วยน้ำ
หากสารเคมีนี้โดนเสื้อผ้าให้ถอดเสื้อผ้าออกทันทีและล้างผิวหนังด้วยน้ำ
หากเกิดอาการบวมเป็นน้ำเหลืองให้ไปพบแพทย์ทันที อย่าถูบริเวณที่ได้รับผลกระทบหรือล้างออกด้วยน้ำ เพื่อป้องกันความเสียหายต่อเนื้อผ้าไม่ควรพยายามถอดเสื้อผ้าที่แช่แข็งออกจากบริเวณที่มีอากาศหนาวจัด
หากสูดดมสารเคมีนี้ในปริมาณมากควรเคลื่อนย้ายผู้สัมผัสไปยังที่ที่มีอากาศบริสุทธิ์ทันที หากหยุดหายใจให้ทำการช่วยชีวิตแบบปากต่อปาก ผู้ป่วยควรอยู่ในความอบอุ่นและพักผ่อนและรีบไปพบแพทย์โดยเร็วที่สุด
หากกลืนสารเคมีในสารละลายนี้ไปพบแพทย์ทันที
การจัดการและการจัดเก็บ
ถังไฮโดรเจนโบรไมด์ควรเก็บไว้ในที่เย็นและมีอากาศถ่ายเทสะดวก การจัดการต้องมีการระบายอากาศที่เพียงพอ ควรเก็บเมื่ออุณหภูมิไม่เกิน 52 องศาเซลเซียสเท่านั้น
ภาชนะบรรจุต้องได้รับการยึดอย่างแน่นหนาในตำแหน่งตั้งตรงเพื่อป้องกันไม่ให้หล่นหรือถูกกระแทก นอกจากนี้ให้ติดตั้งฝาครอบป้องกันวาล์วถ้ามีให้เข้าที่อย่างแน่นหนาด้วยมือรวมทั้งจัดเก็บภาชนะที่เต็มและเปล่าแยกกัน (praxair inc., 2016)
เมื่อต้องจัดการผลิตภัณฑ์ภายใต้แรงกดดันควรใช้ระบบประปาและอุปกรณ์ที่ออกแบบอย่างเหมาะสมเพื่อให้ทนต่อแรงกดดันที่พบ อย่าทำงานกับระบบแรงดันและใช้อุปกรณ์ป้องกันการไหลย้อนกลับในท่อ ก๊าซอาจทำให้หายใจไม่ออกอย่างรวดเร็วเนื่องจากการขาดออกซิเจน
การจัดเก็บและใช้งานที่มีการระบายอากาศเพียงพอเป็นสิ่งสำคัญ หากเกิดการรั่วไหลให้ปิดวาล์วภาชนะและปิดระบบอย่างปลอดภัยและเป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อม จากนั้นซ่อมแซมรอยรั่ว อย่าวางภาชนะที่อาจเป็นส่วนหนึ่งของวงจรไฟฟ้า
ควรสวมถุงมือนิรภัยหนังและรองเท้าที่เหมาะสมเมื่อใช้งานกระบอกสูบ สิ่งเหล่านี้ต้องได้รับการปกป้องและต้องหลีกเลี่ยงลากรีดหรือเลื่อน
เมื่อเคลื่อนย้ายกระบอกสูบควรเก็บฝาครอบวาล์วที่ถอดออกได้ให้เข้าที่เสมอ อย่าพยายามยกกระบอกสูบด้วยฝาปิดซึ่งมีไว้เพื่อป้องกันวาล์วเท่านั้น
เมื่อเคลื่อนย้ายกระบอกสูบแม้ในระยะทางสั้น ๆ ให้ใช้รถเข็น (รถเข็นรถบรรทุกมือ ฯลฯ ) ที่ออกแบบมาเพื่อขนย้ายกระบอกสูบ
ไม่ควรใส่วัตถุ (เช่นประแจไขควงงัดแงะ) เข้าไปในช่องเปิดของฝาปิดเพราะการทำเช่นนั้นอาจทำให้วาล์วเสียหายและทำให้เกิดการรั่วได้
ประแจสายรัดแบบปรับได้ใช้เพื่อถอดฝาปิดที่แน่นเกินไปหรือเป็นสนิม วาล์วควรเปิดอย่างช้าๆและหากทำไม่ได้ให้หยุดใช้และติดต่อซัพพลายเออร์ของคุณ แน่นอนว่าจะต้องปิดวาล์วภาชนะทุกครั้งหลังการใช้งาน
ภาชนะดังกล่าวจะต้องปิดสนิทแม้ว่าจะว่างเปล่าก็ตาม ไม่ควรใช้เปลวไฟหรือความร้อนที่แปลเป็นภาษาท้องถิ่นโดยตรงกับส่วนใดส่วนหนึ่งของภาชนะบรรจุ อุณหภูมิที่สูงอาจทำให้ภาชนะเสียหายและทำให้อุปกรณ์ระบายความดันล้มเหลวก่อนเวลาอันควรโดยการระบายเนื้อหาในภาชนะ (praxair inc., 2016)
สังเคราะห์
ไฮโดรเจนโบรไมด์ที่เป็นก๊าซสามารถผลิตได้ในห้องปฏิบัติการโดยโบรมิเนตเตตราลิน (1,2,3,4-tetrahydronaphthalene) ข้อเสียคือโบรมีนหายไปครึ่งหนึ่ง ผลผลิตอยู่ที่ประมาณ 94% หรือเท่ากัน 47% ของโบรมีนกลายเป็น HBr
C 10 H 12 + 4 Br 2 → C 10 H 8 Br 4 + 4 HBr
ก๊าซไฮโดรเจนโบรไมด์สามารถสังเคราะห์ได้ในห้องปฏิบัติการโดยทำปฏิกิริยากรดซัลฟิวริกเข้มข้นกับโซเดียมโบรไมด์
NaBr (s) + H 2 SO 4 → HBr (g) + NaHSO 4
ข้อเสียของวิธีนี้คือผลิตภัณฑ์ส่วนใหญ่จะสูญเสียไปจากการออกซิเดชั่นกับกรดซัลฟิวริกส่วนเกินเพื่อสร้างโบรมีนและซัลเฟอร์ไดออกไซด์
2 HBr + H 2 SO 4 → Br 2 + SO 2 + 2 H 2 O
ไฮโดรเจนโบรไมด์สามารถเตรียมได้ในห้องปฏิบัติการโดยปฏิกิริยาระหว่างก๊าซไฮโดรเจนบริสุทธิ์และโบรมีน สิ่งนี้ถูกเร่งปฏิกิริยาโดยแร่ใยหินแพลทินัมและดำเนินการในหลอดควอตซ์ที่ 250 ° C
Br 2 + H 2 → 2 HBr
ไฮโดรเจนโบรไมด์ที่ปราศจากน้ำสามารถผลิตได้ในปริมาณเล็กน้อยโดยเทอร์โมไลซิสของไตรฟีนิลฟอสเฟตโบรไมด์ในไซลีนภายใต้การไหลย้อน
HBr สามารถหาได้โดยวิธีฟอสฟอรัสแดง ประการแรกฟอสฟอรัสแดงจะถูกเติมลงในเครื่องปฏิกรณ์น้ำและต่อมาโบรมีนอย่างช้าๆภายใต้การกวนและปฏิกิริยาของกรดไฮโดรโบรมิกและกรดฟอสฟอรัสโดยการตกตะกอนการกรองและการกลั่นที่ได้จะเป็นกรดไฮโดรโบรมิก
P 4 +6 Br 2 +12 H 2 O → 12 HBr + 4 H 3 PO 3
ไฮโดรเจนโบรไมด์ที่เตรียมโดยวิธีการข้างต้นสามารถปนเปื้อนด้วย Br 2ซึ่งสามารถกำจัดออกได้โดยการส่งก๊าซผ่านสารละลายฟีนอลในเตตระคลอโรมีเทนหรือตัวทำละลายอื่น ๆ ที่เหมาะสมที่อุณหภูมิห้องผลิต 2, 4, 6- ไตรโบรโมฟีนอลและทำให้เกิด บวก HBr.
กระบวนการนี้สามารถทำได้โดยใช้ชิปทองแดงที่มีอุณหภูมิสูงหรือผ้ากอซทองแดง (ไฮโดรเจน: ไฮโดรเจนโบรไมด์, 1993-2016)
การประยุกต์ใช้งาน
HBr ใช้ในการผลิตโบรไมด์อินทรีย์เช่นเมธิลโบรไมด์โบรมีเธนเป็นต้นและสารอนินทรีย์เช่นโซเดียมโบรไมด์โพแทสเซียมโบรไมด์ลิเทียมโบรไมด์และแคลเซียมโบรไมด์เป็นต้น
นอกจากนี้ยังใช้ในการถ่ายภาพและเภสัชกรรมหรือการสังเคราะห์ยาระงับประสาทและยาชา นอกจากนี้ยังใช้ในการอบแห้งอุตสาหกรรมการตกแต่งสิ่งทอสารเคลือบสารเคลือบผิวและการป้องกันไฟ
สารประกอบนี้ยังใช้ในการแกะสลักแผ่นโพลีซิลิคอนสำหรับการผลิตชิปคอมพิวเตอร์ (Interscan Corporation, 2017)
ไฮโดรเจนโบรไมด์เป็นตัวทำละลายที่ดีสำหรับแร่โลหะบางชนิดซึ่งใช้ในการปรับแต่งโลหะที่มีความบริสุทธิ์สูง
ในอุตสาหกรรมปิโตรเลียมใช้เป็นตัวแยกอัลโคซีและสารประกอบฟีน็อกซีและเป็นตัวเร่งปฏิกิริยาสำหรับการเกิดออกซิเดชันของไฮโดรคาร์บอนไซคลิกและไฮโดรคาร์บอนโซ่เป็นคีโตนกรดหรือเปอร์ออกไซด์ นอกจากนี้ยังใช้ในสีสังเคราะห์และเครื่องเทศ
ก๊าซคุณภาพสูงจาก HBr ใช้สำหรับแกะสลักและทำความสะอาดวัตถุดิบเซมิคอนดักเตอร์ (SHOWA DENKO KK, nd)
สารประกอบนี้ใช้เป็นน้ำยาวิเคราะห์ในการตรวจหากำมะถันซีลีเนียมบิสมัทสังกะสีและเหล็กสำหรับการแยกดีบุกออกจากสารหนูและพลวง เป็นตัวเร่งปฏิกิริยาอัลคิเลชันและตัวรีดิวซ์ที่ใช้ในการสังเคราะห์สารอินทรีย์
ไฮโดรเจนโบรไมด์สามารถใช้ในการผลิตกรดไฮโดรโบรไมด์ กรดไฮโดรโบรมิกเป็นกรดแร่ที่มีฤทธิ์แรงมากซึ่งมีฤทธิ์แรงกว่ากรดไฮโดรคลอริก
HBr มีปฏิกิริยาสูงและกัดกร่อนโลหะส่วนใหญ่ กรดเป็นรีเอเจนต์ทั่วไปในเคมีอินทรีย์ซึ่งใช้สำหรับการออกซิเดชั่นและการเร่งปฏิกิริยา นอกจากนี้ยังมีประสิทธิภาพในการสกัดแร่ธาตุโลหะบางชนิด (Hydrogen bromide, 2016)
อ้างอิง
- Interscan Corporation (2017) เครื่องมือตรวจสอบไฮโดรเจนโบรไมด์และไฮโดรเจนโบรไมด์ สืบค้นจาก gasdetection.com.
- เอกสารข้อมูลทางเคมี (2016) สืบค้นจาก HYDROGEN BROMIDE, ANHYDROUS: cameochemicals.noaa.gov.
- Egon Wiberg, NW (2001). เคมีอนินทรีย์. ข่าววิชาการ.
- ไฮโดรเจนโบรไมด์ (2016) ดึงมาจาก ChemicalBook.
- ไฮโดรเจน: ไฮโดรเจนโบรไมด์ (1993-2016) ดึงมาจาก WebElements
- เอกสารข้อมูลความปลอดภัยของวัสดุไฮโดรเจนโบรไมด์ (2548, 9 ตุลาคม). สืบค้นจาก sciencelab.com.
- ศูนย์ข้อมูลเทคโนโลยีชีวภาพแห่งชาติ (SF) PubChem ฐานข้อมูลแบบผสม; CID = 260 ดึงจาก pubchem.ncbi.nlm.nih.gov.
- praxair inc. (2559 17 ตุลาคม). ไฮโดรเจนโบรไมด์เอกสารข้อมูลความปลอดภัยปราศจากน้ำ P-4605 สืบค้นจาก praxair.com.
- SHOWA DENKO KK (nd). ไฮโดรเจนโบรไมด์ สืบค้นจาก www.sdk.co.jp.