بروميد الهيدروجين (HBR): الخصائص والتوليف والاستخدامات - كيمياء - 2026

و بروميد الهيدروجين ، وهو مركب من صيغة دورية هارفارد الكيميائية هو جزيء ثنائي الذرة مع الرابطة التساهمية. يُصنف المركب على أنه هاليد الهيدروجين ، وهو غاز عديم اللون ، عندما يذوب في الماء ، يكون حمض الهيدروبروميك ، ويشبع نفسه عند 68.85٪ وزن / ف في درجة حرارة الغرفة.

تشكل المحاليل المائية بنسبة 47.6٪ وزن / وزن خليط غليان ثابت الأزيوتروبيك يغلي عند 124.3 درجة مئوية. تحرر المحاليل الأقل تركيزًا والغليان H2O حتى يتم الوصول إلى تركيبة الخليط الأزيوتروبي الغليان الثابت.

الشكل 1: هيكل بروميد الهيدروجين.

الخصائص الفيزيائية والكيميائية

بروميد الهيدروجين غاز عديم اللون في درجة حرارة الغرفة مع رائحة حامضة ومزعجة. المركب مستقر ، لكنه يغمق تدريجياً عند تعرضه للهواء أو الضوء كما هو موضح في الشكل 2 (المركز الوطني لمعلومات التكنولوجيا الحيوية ، SF).

الشكل 2: ظهور بروميد الهيدروجين.

له وزن جزيئي 80.91 جم / مول وكثافة 3.307 جم / لتر ، مما يجعله أثقل من الهواء. يتكثف الغاز فينتج سائل عديم اللون بدرجة غليان -66.73 درجة مئوية.

مع استمرار التبريد ، يتجمد السائل ، ويحصل على بلورات بيضاء ، تبلغ درجة انصهارها -86.82 درجة مئوية بكثافة 2.603 جم / مل (Egon Wiberg ، 2001). يتم توضيح مظهر هذه البلورات في الشكل 3.

الشكل 3: ظهور بروميد الهيدروجين.

تبلغ مسافة الرابطة بين البروم والهيدروجين 1.414 أنجستروم وطاقة تفككها 362.5 كيلوجول / مول.

بروميد الهيدروجين أكثر قابلية للذوبان في الماء من كلوريد الهيدروجين ، ويمكن إذابة 221 جم في 100 مل من الماء عند درجة حرارة 0 درجة مئوية ، وهو ما يعادل حجم 612 لترًا من هذا الغاز لكل لتر من الماء. كما أنه قابل للذوبان في الكحول والمذيبات العضوية الأخرى.

في المحلول المائي (حمض الهيدروبروميك) ، تكون الخصائص الحمضية لـ HBr هي السائدة (كما هو الحال مع HF و HCl) ، وفي الرابطة بين الهيدروجين والهالوجين ، تكون أضعف في حالة بروميد الهيدروجين منها في كلوريد الهيدروجين.

لذلك ، إذا تم تمرير الكلور عبر بروميد الهيدروجين ، يتم ملاحظة تكوين أبخرة بنية مميزة للبروم الجزيئي. رد الفعل الذي يفسر ذلك هو ما يلي:

2HBr + Cl2 → 2HCl + Br2

هذا يدل على أن بروميد الهيدروجين هو عامل اختزال أقوى من كلوريد الهيدروجين وأن كلوريد الهيدروجين هو عامل مؤكسد أفضل.

بروميد الهيدروجين هو حمض لا مائي قوي (بدون ماء). يتفاعل بسرعة وبشكل طارد للحرارة مع القواعد من جميع الأنواع (بما في ذلك الأمينات والأميدات).

يتفاعل بشكل طارد للحرارة مع الكربونات (بما في ذلك مواد البناء المحتوية على الحجر الجيري والحجر الجيري) وكربونات الهيدروجين لتوليد ثاني أكسيد الكربون.

يتفاعل مع الكبريتيدات والكربيدات والبوريدات والفوسفيدات لتوليد غازات قابلة للاشتعال أو سامة.

يتفاعل مع العديد من المعادن (بما في ذلك الألومنيوم والزنك والكالسيوم والمغنيسيوم والحديد والقصدير وجميع المعادن القلوية) لتوليد غاز الهيدروجين القابل للاشتعال.

الرد بعنف بـ:

• أنهيدريد الخل
• 2-أمينو إيثانول
• هيدروكسيد الأمونيوم
• فوسفيد الكالسيوم
• حمض الكلوروسولفونيك
• 1،1-ديفلورو إيثيلين
• إيثيلين ديامين
• إيثيلينيمين
• دخان حامض الكبريتيك
• حمض البيركلوريك
• ب- بروبريولاكتون
• أوكسيد البروبيلين
• بيركلورات الفضة
• فوسفيد اليورانيوم (IV)
• خلات الفينيل
• كربيد الكالسيوم
• كربيد الروبيديوم
• أسيتليد السيزيوم
• أسيتليد الروبيديوم
• بوريد المغنيسيوم
• كبريتات الزئبق (II)
• فوسفيد الكالسيوم
• كربيد الكالسيوم (ورقة بيانات كيميائية ، 2016).

التفاعلية والمخاطر

يصنف بروميد الهيدروجين كمركب تآكل ومهيج. وهو شديد الخطورة في حالة ملامسته للجلد (مهيج ومسبب للتآكل) والعينين (مهيج) وفي حالات الابتلاع والاستنشاق (مهيج للرئة).

يتم تخزين المركب في حاويات غاز مسيل مضغوط. يمكن أن يؤدي التعرض المطول للحريق أو الحرارة الشديدة إلى تمزق عنيف للحاوية المضغوطة ، والتي يمكن أن تطلق أبخرة سامة مزعجة.

يمكن أن يؤدي التعرض المطول لتركيزات منخفضة أو التعرض قصير الأمد لتركيزات عالية إلى آثار صحية ضارة بسبب الاستنشاق.

ينتج عن التحلل الحراري لبروميد الهيدروجين اللامائي غازات بروم سامة. يمكن أن تصبح قابلة للاشتعال إذا تفاعلت عن طريق إطلاق الهيدروجين. عند ملامسته للسيانيد ينتج غازات سيانيد الهيدروجين السامة.

يتسبب الاستنشاق في حدوث تهيج شديد في الأنف والجهاز التنفسي العلوي ، مما قد يؤدي إلى إصابة الرئة.

يسبب الابتلاع حروقًا في الفم والمعدة. يؤدي ملامسة العينين إلى تهيج شديد وحروق. الاتصال مع الجلد يسبب تهيجا وحروقا.

إذا لامست هذه المادة الكيميائية الموجودة في المحلول العينين ، فيجب شطفها على الفور بكميات كبيرة من الماء ، وأحيانًا رفع الجفن السفلي والعلوي.

لا ينبغي ارتداء العدسات اللاصقة عند التعامل مع هذه المادة الكيميائية. إذا تم تجميد أنسجة العين ، فاطلب العناية الطبية الفورية.

إذا لم يتم تجميد الأنسجة ، اشطف العين على الفور وبشكل كامل بكميات كبيرة من الماء لمدة 15 دقيقة على الأقل ، وأحيانًا ارفع الجفن العلوي والسفلي.

إذا استمر التهيج أو الألم أو التورم أو التمزق ، احصل على رعاية طبية في أسرع وقت ممكن.

إذا لامست هذه المادة الكيميائية الموجودة في المحلول الجلد ولا تسبب قضمة الصقيع ، اشطف الجلد الملوث على الفور بالماء.

إذا تلطخت هذه المادة الكيميائية الملابس ، فقم على الفور بإزالة الملابس وغسل الجلد بالماء.

في حالة حدوث قضمة الصقيع ، اطلب العناية الطبية على الفور. لا تفرك المناطق المصابة أو تشطف بالماء. لمنع المزيد من الضرر للأقمشة ، لا ينبغي محاولة إزالة الملابس المجمدة من المناطق المتجمدة.

إذا تم استنشاق كميات كبيرة من هذه المادة الكيميائية ، يجب نقل الشخص المعرض إلى الهواء النقي على الفور. إذا توقف التنفس ، فقم بإجراء إنعاش الفم. يجب إبقاء الضحية دافئة وراحة ، ويجب طلب العناية الطبية في أسرع وقت ممكن.

إذا تم ابتلاع هذه المادة الكيميائية في المحلول ، احصل على رعاية طبية على الفور.

المناولة والتخزين

يجب تخزين أسطوانات بروميد الهيدروجين في مكان بارد وجيد التهوية. يجب أن يكون التعامل مع التهوية الكافية. يجب تخزينه فقط عندما لا تتجاوز درجة الحرارة 52 درجة مئوية.

يجب تأمين الحاويات بإحكام في وضع رأسي لمنعها من السقوط أو الاصطدام. أيضًا ، قم بتثبيت الغطاء الواقي للصمام ، إذا تم توفيره ، بإحكام في مكانه يدويًا ، وكذلك قم بتخزين الحاويات الممتلئة والفارغة بشكل منفصل (praxair inc. ، 2016).

عند التعامل مع منتج تحت الضغط ، يجب استخدام معدات وأنابيب مصممة بشكل صحيح لتحمل الضغوط التي تواجهها. لا تعمل أبدًا على نظام مضغوط واستخدم جهاز منع التدفق العكسي في خط الأنابيب. يمكن أن تسبب الغازات اختناقًا سريعًا بسبب نقص الأكسجين.

التخزين والاستخدام مع تهوية كافية أمر مهم. في حالة حدوث تسرب ، أغلق صمام الحاوية وأغلق النظام بطريقة آمنة وسليمة بيئيًا. ثم قم بإصلاح التسرب. لا تضع أبدًا حاوية حيث يمكن أن تكون جزءًا من دائرة كهربائية.

يجب ارتداء قفازات الأمان الجلدية والأحذية المناسبة عند التعامل مع الأسطوانات. يجب حماية هذه الأشياء ولهذا يجب تجنبها أو جرها أو دحرجتها أو انزلاقها.

عند تحريك الأسطوانة ، يجب دائمًا إبقاء غطاء الصمام القابل للإزالة في مكانه. لا تحاول أبدًا رفع الأسطوانة من غطائها ، والتي تهدف فقط إلى حماية الصمام.

عند تحريك الأسطوانات ، حتى لمسافات قصيرة ، استخدم عربة (عربة ، شاحنة يدوية ، إلخ) مصممة لنقل الأسطوانات.

يجب عدم إدخال أي شيء (مثل مفتاح البراغي ، ومفك البراغي ، وقضيب التثبيت) في الفتحات الموجودة في الغطاء ، حيث قد يؤدي ذلك إلى إتلاف الصمام والتسبب في حدوث تسرب.

يتم استخدام مفتاح ربط حزام قابل للتعديل لإزالة الأغطية الضيقة جدًا أو الصدئة. يجب أن يفتح الصمام ببطء وإذا تعذر ذلك فتوقف عن استخدامه واتصل بالمورد. بالطبع ، يجب إغلاق صمام الحاوية بعد كل استخدام.

يجب أن تبقى الحاوية المذكورة مغلقة حتى عندما تكون فارغة. يجب عدم استخدام اللهب أو الحرارة الموضعية مباشرة على أي جزء من الحاوية. يمكن أن تتسبب درجات الحرارة المرتفعة في تلف الحاوية وتتسبب في تعطل جهاز تخفيف الضغط قبل الأوان ، مما يؤدي إلى تهوية محتويات الحاوية (شركة براكسير ، 2016).

نتيجة الجمع بين الطريحة والنقيضة

يمكن تصنيع بروميد الهيدروجين الغازي في المختبر عن طريق بروم tetralin (1،2،3،4-رباعي هيدرونافثالين). الجانب السلبي هو أن نصف البروم يضيع. العائد حوالي 94٪ ، أو ما هو نفسه ، 47٪ من البروم ينتهي به المطاف على شكل HBr.

ج ₁₀ H ₁₂ + 4 Br ₂ → C ₁₀ H ₈ Br ₄ + 4 HBr

يمكن أيضًا تصنيع غاز بروميد الهيدروجين في المختبر عن طريق تفاعل حمض الكبريتيك المركز مع بروميد الصوديوم.

NaBr (s) + H ₂ SO ₄ → HBr (g) + NaHSO ₄

عيب هذه الطريقة هو أن الكثير من المنتج يُفقد بالأكسدة مع حمض الكبريتيك الزائد لتكوين البروم وثاني أكسيد الكبريت.

2 HBr + H ₂ SO ₄ → Br ₂ + SO ₂ + 2 H ₂ O

يمكن تحضير بروميد الهيدروجين في المختبر عن طريق التفاعل بين غاز الهيدروجين المنقى والبروم. يتم تحفيز ذلك بواسطة الأسبستوس البلاتيني ويتم تنفيذه في أنبوب كوارتز عند 250 درجة مئوية.

Br ₂ + H ₂ → 2 HBr

يمكن أيضًا إنتاج بروميد الهيدروجين اللامائي على نطاق صغير عن طريق التحلل الحراري لبروميد ثلاثي فينيل فوسفونيوم في الزيلين تحت التكثيف الراجع.

يمكن الحصول على HBr بطريقة الفسفور الأحمر. أولاً ، يضاف الفسفور الأحمر في مفاعل الماء ، وبعد ذلك ، ببطء ، البروم تحت التحريك وتفاعل حمض الهيدروبروميك وحمض الفوسفور ، عن طريق الترسيب والترشيح والتقطير الذي تم الحصول عليه سيكون حمض الهيدروبروميك.

ف ₄ +6 ق ₂ +12 س ₂ س → 12 هبر + 4 س ₃ ص ₃

بروميد الهيدروجين أعدته الأساليب المذكورة أعلاه يمكن أن تكون ملوثة برازيلي ₂ ، والتي يمكن إزالتها عن طريق تمرير الغاز من خلال حل الفينول في tetrachloromethane أو غيرها من المذيبات مناسبة في درجة حرارة الغرفة، وإنتاج 2، 4، 6 tribromophenol وبالتالي توليد بالإضافة إلى HBr.

يمكن أيضًا تنفيذ هذه العملية من خلال رقائق نحاسية ذات درجة حرارة عالية أو شاش نحاسي (الهيدروجين: بروميد الهيدروجين ، 1993-2016).

التطبيقات

يستخدم HBr في تصنيع البروميدات العضوية ، مثل بروميد الميثيل ، والبروميثان ، وما إلى ذلك ، وغير العضوية ، مثل بروميد الصوديوم ، وبروميد البوتاسيوم ، وبروميد الليثيوم ، وبروميد الكالسيوم ، إلخ.

كما أنها تستخدم في تطبيقات التصوير الفوتوغرافي والصيدلاني أو لتخليق المهدئات والمخدرات. بالإضافة إلى ذلك ، يتم تطبيقها في التجفيف الصناعي وتشطيب المنسوجات وعوامل الطلاء وعوامل معالجة الأسطح ومقاومة الحريق

يستخدم المركب أيضًا في حفر صفائح البولي سيليكون ، لتصنيع رقائق الكمبيوتر (Interscan Corporation ، 2017).

يعد بروميد الهيدروجين مذيبًا جيدًا لبعض المعادن الفلزية ، ويستخدم في تنقية المعادن عالية النقاء.

في صناعة البترول ، يتم استخدامه كفصل لمركبات الألكوكسي والفينوكسي ، ومحفز لأكسدة الهيدروكربونات الحلقية وسلسلة الهيدروكربونات إلى كيتونات أو حمض أو بيروكسيد. كما أنها تستخدم في الأصباغ الاصطناعية والتوابل.

يتم استخدام غاز عالي الجودة من HBr لنقش وتنظيف المواد الخام شبه الموصلة (SHOWA DENKO KK ، nd).

يستخدم المركب ككاشف تحليلي في تحديد الكبريت والسيلينيوم والبزموت والزنك والحديد ، لفصل القصدير عن الزرنيخ والأنتيمون. وهو محفز ألكلة وعامل اختزال يستخدم في التخليق العضوي.

يمكن استخدام بروميد الهيدروجين لإنتاج حمض الهيدروبروميك. حمض الهيدروبروميك هو حمض معدني قوي جدًا ، أقوى من حمض الهيدروكلوريك.

HBr شديد التفاعل والتآكل لمعظم المعادن. الحمض هو كاشف شائع في الكيمياء العضوية ، ويستخدم للأكسدة والتحفيز. كما أنه فعال في استخراج بعض المعادن المعدنية (بروميد الهيدروجين ، 2016).

المراجع

1. شركة Interscan. (2017). أجهزة مراقبة بروميد الهيدروجين وبروميد الهيدروجين. تعافى من gasdetection.com.
2. ورقة البيانات الكيميائية. (2016). تم الاسترجاع من HYDROGEN BROMIDE ، ANHYDROUS: comeochemicals.noaa.gov.
3. Egon Wiberg ، NW (2001). الكيمياء غير العضوية. الصحافة الأكاديمية.
4. بروميد الهيدروجين. (2016). تعافى من كيميكال بوك.
5. الهيدروجين: بروميد الهيدروجين. (1993-2016). تم الاسترجاع من WebElements.
6. ورقة بيانات سلامة المواد بروميد الهيدروجين. (2005 ، 9 أكتوبر). تعافى من sciencelab.com.
7. المركز الوطني لمعلومات التكنولوجيا الحيوية. (سادس). قاعدة بيانات PubChem المركبة ؛ الرقم التعريفي للعميل = 260. تم الاسترجاع من pubchem.ncbi.nlm.nih.gov.
8. شركة براكسير (2016 ، 17 أكتوبر). بروميد الهيدروجين ، ورقة بيانات السلامة اللامائية P-4605. تعافى من praxair.com.
9. شوا دينكو KK (بدون تاريخ). بروميد الهيدروجين. تم الاسترجاع من www.sdk.co.jp.