Оксид брома взаимодействует с водой

Соединения брома

Бромоводород (НBr)

Способы получения бромоводорода

• из бромидов вытеснением НВr из его соли ортофосфорной кислотой:

• гидролизом галогенидов неметаллов:

• восстановлением свободных галогенов в водных растворах

Химические свойства бромоводорода

НВr по физическим и химическим свойствам сходен с HCl, однако молекула НВr менее устойчива, чем HCl.

Восстановительные свойства галогеноводородов усиливаются в ряду HF – HCl – HBr – HI.

• Бромоводород – сильный восстановитель и взаимодействует с окислителями — соединениями марганца, хрома (VI), концентрированной серной кислотой и др:

• Качественная реакция на бромид-ионы – взаимодействие с растворимыми солями серебра. При этом образуется осадок бромида серебра – бледно-желтого цвета:

Кислородные кислоты и окислы брома

Бромноватистая кислота (HBrO)

HBrO — слабая неустойчивая кислота. В свободном виде не выделена. Максимально полученная концентрация HBrO в водном растворе — 30 %.

Ее соли и сложные эфиры называют гипобромитами.

Получение бромноватистой кислоты

HBrO получается при диспропорционировании брома в воде. Присутствие оксида ртути (II) смещает равновесие в сторону кислоты:

В полученном растворе концентрация бромноватистой кислоты не более 6 %.

Химические свойства бромноватистой кислоты

• Разлагается при комнатной температуре:

В темноте также при нагревании выше 60ºС:

3HBrO = HBrO₃ + 2HBr

• Нейтрализуется щелочами:

HBrO + NaOH = NaBrO + H₂O

• HBrO является сильным окислителем:

Бромистая кислота (HBrO₂)

Бромистая кислота HBrO₂ —неустойчивое соединение, существует только в водных растворах. Разлагается в течение 4 часов.

Образует соли — бромиты, например бромит бария Ba(BrO₂)₂•H₂O.

Бромноватая кислота (HBrO₃)

Бромноватая кислота HBrO₃ — бесцветная (или слегка желтоватая) жидкость. В свободном состоянии не выделена, существует в растворе с максимальной концентрацией до 50%. Является сильной кислотой.

Получение бромноватой кислоты

• Окисление бромахлором в горячей воде:

• Взаимодействие брома с раствором бромата серебра:

• Гидролиз пентафторида брома:

• Обменными реакциями между броматами и сильными кислотами:

Химические свойства бромноватой кислоты

• При нагревании выше 100ºС разлагается:

• Взаимодействует с щелочами с образованием броматов:

• Проявляет свойства сильного окислителя:

Cоли бромноватой кислоты – броматы

Наиболее важными являются броматы калия и натрия – это белые вещества, хорошо растворимые в воде. Являются окислителями и слабыми восстановителями

Получение броматов

• Получают при взаимодействии хлора и брома с горячим раствором щелочи:

• При электролизе водного раствора бромида натрия:

• При растворении брома в концентрированном горячем растворе щелочи:

Химические свойства броматов

• Разлагаются при температуре выше 400ºС:

• Свойства окислителя:

Бромная кислота (HBrO₄)

Бромная кислота HBrO₄ — сильная кислота. Cуществует только в водном растворе с максимальной концентрацией 83%. В свободном виде не выделена, устойчива в растворе с концентрацией менее 55%.

Соли кислоты — перброматы.

Получение бромной кислоты

• Окисление бромноватой кислоты дифторидом ксенона:

• Окисление броматов фтором с последующей обработкой кислотой:

NaBrO₃ + F₂ + 2NaOH = NaBrO₄ + 2NaF + H2O

Химические свойства бромной кислоты

• Бромная кислотаразлагается при нагревании или при комнатной температуре при повышении ее концентрации:

• Как кислота реагирует с щелочами:

• Бромная кислота проявляет свойства сильного окислителя:

Соли бромной кислоты – перброматы

Наиболее выжный – пербромат калия. Белое вещество, умеренно растворимое в воде.

Получение перброматов

• При взаимодействии броматов со фтором в щелочной среде:

• При электролизе водных растворов броматов:

Химические свойства перброматов

• Не разлагаются кислотами и щелочами.
• При нагревании разлагается:

• Являются медленными окислителями:

Оксиды брома

Известны оксиды брома — Вr₂O, ВrO₂ и Вr₃O₈, которые крайне неустойчивы.

Ни одно из кислородных соединений брома не нашло важного практического применения

Источник

Бромная вода: что это такое и чем опасна для человека, химическая формула брома, методы очистки, взаимодействие с другими веществами

Рассмотрим раствор, активно используемый в промышленности. В фокусе внимания – бромная вода: что это такое, состав, как выглядит, структурная химическая формула и свойства, чем опасен бром для человека – пройдемся по всем этим вопросам, чтобы вы имели полное представление.

Сразу отметим, что особенно важна и востребована оно в лабораториях, где используется для выявления алкенов, которые она идентифицирует, изменяя свой цвет. И развеем один старый миф: что ее якобы давали советским солдатам для снижения потенции. Вряд ли, потому что для этого не было поводов, она не уменьшает либидо и не оказывает отрицательного влияния на мужскую силу. Если ее и подливали в напитки, то лишь в качестве мягкого снотворного, хотя и этому нет никаких доказательств. Ну а теперь сосредоточимся на более специфических моментах.

Определение

Это раствор, состав которого можно записать по схеме:

«бром плюс вода и кислоты» (бромоводородная и бромноватистая)

В обычных условиях это желто-оранжевая по своему цвету жидкость с высокой степенью прозрачности. Является достаточно активным веществом, успешно сочетающимся как с органикой, так и с неорганическими соединениями. Довольно сильный окислитель, быстро воздействующий в щелочной среде на катионы Mn+3, Ni+3, Cr+3, Co+2, Fe+2, а также в отдельном порядке на фенолы.

Формула

Записывается максимально просто – Br2, – не только соответствуя встречающейся в природе молекуле элемента, но и отражая ее количественный и качественный состав.

Но также содержит HBr и HBrO, которые тоже заслуживают внимания, так как определяют особенности хранения. За счет наличия этих свободных кислот значительно снижает pH-уровень той технологической среды, в которую добавлена (и эта ее особенность имеет ключевое значение при фильтрации, естественно, при соблюдении должной дозировки). И является важным компонентом при проведении целого ряда анализов и при изготовлении многих органических препаратов.

Формула бромной воды в химии

Br2 позволяет определить молекулярную массу – из следующих уравнений:

Mr(Br2) = 2 х Ar(Br), то есть Mr(Br2) = 2 х 80 = 160

Одна из наиболее частых реакций:

Br2 + H2O ⇌ HBr + HBrO

Если развернуть это описание и осветить его более подробно, система уравнений приобретет вид:

Br2(K) + nH2O ⇌ Br2 x nH2O(P),

что, в свою очередь, можно преобразовать в:

Br2 x nH2O ⇌ HBr + HBrO + (n – 1) x H2O,

из этого вырастает:

HBr + H2O → Br- + H3O+,

HBrO + H2O ⇌ BrO- + H3O+

К тому, как взаимодействуют оксид брома и вода, нужно добавить, что массовая доля элемента в составе в норме не превышает 3,5%, но при наличии бромидов степень растворимости увеличится благодаря появлению следующих комплексов:

которые подвергаются постепенному разложению под воздействием света:

2HBrO → 2HBr + O2

MBFT-75 Мембрана на 75GPD

SF-mix Clack до 0,8 м3/ч

SF-mix Runxin до 0,8 м3/ч

Последний процесс запускает бромноватистая кислота и, чтобы его предупредить, следует держать вещество в затемненной таре или хотя бы не подвергать его воздействию прямых лучей. При должном хранении с соблюдением всех норм оно сбережет свои полезные в условиях лаборатории свойства в течение долгого срока.

Электронная формула

Оставим на время в стороне вещества, которые взаимодействуют с бромной водой, и посмотрим на строение атома Br. При массовом числе 80 у него 4 орбиты, по которым вокруг ядра вращаются 35 электронов. Также у него есть 45 нейтронов и 35 протонов.

Распределение можно записать так:

История открытия

Сам Br был впервые описан в 1826 году Антуаном Баларом – препаратором из Монпелье. Молодой ученый получил темно-бурую жидкость из сожженных морских водорослей и назвал ее муридом (по аналогии с латинским muria, то есть «рассол»). Хотя немногим раньше, в 1825м, ассистент профессора Гмелина, студент Левиг с помощью хлора выделил элемент из кройцнахского источника. Правда, пока немец собирал достаточное количество материала для проведения исследований, француз его опередил, заявив о своем открытии.

В любом случае заседатели специально собранной комиссии (среди которых был и знаменитый Гей-Люссак) из Парижской академии наук посовещались и признали название Балара неудачным. Дело в том, что в то время семейству солей хлороводородной кислоты было дано имя муриаты. Вот ученые и посчитали, что слишком созвучные термины вызовут путаницу, и вместо этого предложили вариант Brome (с греческого переводится как «зловонный»), потому что открытие неприятно пахло. Его и ввели в употребление по всему миру, естественно, с поправкой на языковые особенности.

Приготовление бромной воды: получение, применение, цвет

Сначала – несколько слов о самом Br. При стабильно комнатной температуре он является жидким (и это единственный неметалл с таким состоянием) и обладает теми же характеристиками, что и галогены. По своей реакционной способности он находится между хлором и йодом. Визуально он тягучий и красно-коричневый, прямо как NO2, но спутать их невозможно из-за запаха, ярко выраженного и негативно воспринимаемого обонянием.

Элемент повсеместно распространен и сегодня, причем наивысшее его содержание фиксируется в соленых озерах и морях (откуда он может попадать и в пресные источники). За счет более высокой плотности бром растворяется в воде очень легко, делая ее оранжевой.

Есть два способа приготовления – рассмотрим каждый. Согласно первому методу, нужно:

• взять 4 мл Br и 1 л дистиллированной H2O;
• интенсивно перемешать их в закрытой колбе.

При всей кажущейся простоте действия важно соблюдать предельную осторожность и работать только в защитной одежде и в вытяжном шкафу. Все потому, что при соединении двух компонентов выделяются ядовитые испарения.

Более безопасный, а значит и удобный вариант – расщепление порошка NaBr и помощью отбеливателя (с хлором, но без добавок и ароматизаторов) и HCl. Происходит следующим путем:

• ингредиенты соединяются в стакане;
• полученный раствор отправляют в чистую емкость (бутылку), в которую вливают средство бытовой химии;
• резервуар закрывают крышкой, проверяя плотность ее прилегания, и аккуратно встряхивают;
• результат смешивают с дистиллятом H2O.

Чем отличается бромная вода от брома: состав

Растворяясь, рассматриваемый нами элемент запускает реакции оксидации, которые приводят к диспропорциональному выделению бромида и гипобромита – в соответствии с представленной ниже закономерностью:

Br2 + H2O → BrO- + Br- + 2H+

Это продолжается таким же неравным образованием бромата и бромида – следующим образом:

3Br2 + 6OH → BrO3- + 5 Br- + 3H2O

Поведение присутствующих кислот определяет условия хранения. Содержать данный продукт необходимо в затемненной стеклянной посуде и не вынося на свет. Если пренебречь этими правилами и поднести жидкость под прямые солнечные лучи (или в тепло), это спровоцирует выделение кислорода. Что происходит с бромной водой в этом случае? Она не только теряет свои полезные характеристики, но и начинает испускать газ HBr, пары которого ядовиты и очень неприятно пахнут.

SF-mix ручной до 0,8 м3/ч

АМЕТИСТ — 02 М до 2 куб.м./сут.

Аэрационная установка AS-1054 VO-90

Химические свойства

Подобно галогеновым смесям является замечательным оксидантом, хотя и немного проигрывает в этом плане хлорному раствору. Эффективно окисляет марганец, железо, никель, кобальт, хром, другие металлы. Отдельной строкой идут фенолы, при добавлении которых замещенные соединения выпадут в осадок. Эта операция выполняется с небольшим вливанием H2O в роли катализатора (иначе она протекала бы несколько дней).

Важнейшей особенностью является качественная реакция взаимодействия с бромной водой: если она обесцветится при введении органического соединения, значит, в добавке есть как минимум одна двойная связь СС, и взятый в качестве образца углеводород непредельный.

В каждом из случаев происходит именно радикальная замена, поэтому обязательным условием для эффективного течения эксперимента является наличие катализаторов и/или яркий свет.

Все объясняется электрофильным сложением, и особенно четко эта закономерность видна по пропусканию через среду любого алкина или алкена, допустим, этилена. По местам разрыва начнут присоединяться атомы Br, продолжая цепи. А если в качестве примера взять муравьиную кислоту, то будет также выделяться H и CO2 (диоксид серы, бром, вода – характерная комбинация).

Физические свойства

Тягучая желто-оранжевая жидкость, возможно, с красновато-коричневым оттенком с явным и сразу узнаваемым неприятным запахом. Внимание, ее пары ядовиты, поэтому хранить ее следует не просто в темноте, а в герметично закрытой емкости.

Также необходимо избегать ее попадания на кожу. В случае непродолжительного контакта пораженное место будет достаточно сильно зудеть, а вот длительное воздействие уже грозит болезненными ожогами или даже появлением язвочек. Поэтому, если вы вдруг допустите неосторожность, как можно скорее промойте поврежденный участок, а если рана еще и глубокая, смажьте ее мазью с NaHCO3.

Применение

1. Актуальна в лабораторных условиях, при проведении анализов на наличие непредельных углеводородов и масел. Используется ключевая особенность – делается ставка на то, что раствор брома в воде обесцветится при добавлении алкинов или алкенов. Например, при взаимодействии с этиленом (эффективном и в ситуации с перманганатом калия) будут образованы двойные и тройные связи ионов Br с p-электронами и выделится дибромэтан.

2. В медицинской сфере на основе данной жидкости изготавливают широкий ряд препаратов, применять которые необходимо строго по предписанию врача. Почему? Из-за накопительного эффекта элемента, при передозировке вызывающего целый ряд неприятных последствий (их мы отдельно разберем ниже).

3. Еще одна ниша – производство антипиренов, востребованных в строительстве. Br2 входит в состав многих пропиток, которыми обрабатывают древесину, ткани и другие материалы для придания им огнеупорных свойств.

Отдельно отметим, что ракетное топливо часто подвергается процедуре окисления бромной водой, что помогает сократить его расход, а соли рассматриваемого вещества востребованы при выпуске инсектицидов и пестицидов.

Способы получения

По характеру использования оборудования их можно разделить на два вида – рассмотрим оба.

Механический – мы уже описывали его раньше, но для закрепления предоставим еще один пример с другими концентрациями. Итак, потребуется:

• 1 мл Br и на каждые 250 мл дистиллированной H2O;
• закрытая колба для перемешивания компонентов;
• вытяжной шкаф и спецодежда для безопасности проведения процесса.

В числе минусов, напоминаем, ядовитые испарения. После приготовления жидкость необходимо хранить в непрозрачной и герметичной стеклянной емкости.

Электрохимический – в данном случае схема такая:

• на электролизер направляется водный раствор KBr, NaBr или другого щелочного металла с концентрацией 60 г/л;
• под током плотностью 1 кА/м2 поток подают на мембрану МФ-4СК-100;
• этот фильтр улавливает частицы Na и пропускает Br, который, при взаимодействии с H2O, образует Br2 и сопутствующие кислоты (HBr, HBrO).

Преимущество данной технологии в том, что все ее этапы можно проводить, не находясь в непосредственной близости с веществами, а значит и не вдыхая ядовитые испарения и не рискуя получить ожог от капли, случайно попавшей на кожу. Еще один плюс – в промышленных масштабах, ведь при производстве жидкости объем не ограничен размером колбы.

Методы очистки воды от брома

Каждый из них представляет собой комплекс последовательно осуществляемых воздействий: аэрирование, удаление углекислот, фильтрование, регенерацию и воплощается в жизнь на специализированном оборудовании. Поэтому рассмотрим их тезисно.

обработка адсорбентом, например, сильноосновным анионитом, смолой AB-17-8 – актуальна для стоков фармацевтических производств;

введение иодидов с последующим поглощением загрузкой на основе гидроксида алюминия – подходит для подземных источников, также богатых железом и марганцем;

комплексное воздействие – с кондиционированием, использованием гранулированных катионитов (сульфо- и карбоксильных), анодированием, пропусканием через слой активированного угля – вариант для жидкости, которая будет использоваться в хозяйственных целях и для питья и приготовления пищи.

Примеры реакций, при которых бромная вода обесцвечивается

Все они являются качественными, то есть сопровождающимися ощутимым эффектом.

Диспенсер магистральный настольный AquaPro 919H/RO (горячая и холодная вода)

Диспенсер магистральный настольный AquaPro 929CH/RO (охлаждение/нагрев)

Диспенсер напольный AquaPro 311 (пустой, без охлаждения)

Первый случай – с алкеном, но также можно провести и другие аналогии:

CH2=CH2 – Br2 → Br – CH2–CH2 – Br

Второй – уже с алкином:

CH≡CH + Br2 → CHBr=CHBr

Есть еще одна показательная ситуация и связана она с этиленом, который нужно пропустить через рассматриваемую жидкость; тогда получим:

CH2=CH2 + Br2 → CH2Br–CH2Br

Алкадиены отличаются только тем, что у них сразу пара двойных связей, но взаимодействие будет таким же, как в примере №1. С кратными и тройными та же история.

Особняком стоит соединение, через которое зачастую пропускают изопрен, технический карбид кальция, нитраты алюминия и хрома. Это избыток бромной воды, формула которого записывается как 3Br2, и сочетание с ним приводит к самым разным результатам, в том числе и к выпадению осадка, и к образованию производных.

Значение Br для организма человека

Данный биогенный элемент оказывает важное влияние на здоровье, так как задействован в ряде реакций и входит в состав большинства тканей (мышечной, костной, зубной), содержится в крови, щитовидке, почках, а выводится с естественными выделениями.

У него комплексная роль:

• Способствует улучшению переваривания белка (за счет активации пепсина), регулирует кислотность желудочного сока.
• Оказывает влияние на катаболизм, улучшая выработку амилазы (расщепляет крахмал) и липазы (сложные жиры), снижает уровень сахара.
• Уменьшает потребление йода и концентрацию его радиоактивного изотопа, используется при профилактике эндемического зоба.
• Вытесняет хлор и позитивно воздействует на нервную систему, являясь отличным помощником при истерии, стрессах, бессоннице, эпилепсии, гипертонии.
• Улучшает работу гипофиза, надпочечников, желез внутренней секреции.

Отдельно отметим, как бромная вода реагирует с эякулятом: она повышает количество сперматозоидов. Таким образом, она не просто не снижает половое влечение – этот миф мы развенчали в самом начале обзора, – а даже способствует сохранению мужской силы и укреплению либидо.

Как сказывается недостаток Br на человеческом здоровье

• О его дефиците говорят такие признаки:
• раздражительность и общая нервозность, нарушения сна;
• проблемы с пищеварением;
• малое содержание гемоглобина в крови;
• понижение уровня кислотности желудочного сока.

У детей также может наблюдаться отставание в росте. Но обычно элемента вполне хватает – он в достаточном количестве поступает с пищей, причем даже тогда, когда питание не самое сбалансированное.

Передозировка Br

Рассуждая о том, какие вещества взаимодействуют с бромной водой, нельзя забывать, что это жидкость, которая может вызвать серьезнейшую интоксикацию – в силу следующих причин:

• пренебрежение правилами безопасности и/или неосторожность на производстве, оборачивающаяся вдыханием паров;
• злоупотребление Валокордином, Корвалолом и другими подобными лекарственными препаратами;
• неверное использование пестицидов, удобрений, ядохимикатов при работе в саду или огороде.

• приступы сухого кашля;
• головокружение, спутанность сознания;
• спазмы в горле, слезотечение;
• жидкий стул;
• увеличение лимфоузлов.

Кроме того, элемент может накапливаться в организме и со временем спровоцировать бромизм, то есть хроническую интоксикацию, для которой характерны:

• постоянные бронхиты и риниты;
• вялость, апатия, упадок сил;
• ухудшение зрения и слуха;
• конъюнктивит;
• специфические угри на коже.

В обоих случаях нужно идти к врачам, просто в первом – в срочном порядке, а во втором – не затягивая.

Воспользовавшись услугами компании «Вода Отечества», поставляющей высококачественное оборудование для водоочистки, вам не придется беспокоиться о здоровье ваших близких и собственном. Своевременное обнаружение и устранение причин опасного превышения веществ очень важно.

Всегда следует внимательно следить за чистотой скважины (или другого источника), регулярно проводя проверки на наличие примесей. Если в очередном заборе будет обнаружена повышенная концентрация Br, обращайтесь к нам. У нас вас проконсультируют опытные специалисты, не просто знающие, какого цвета бромная вода, какие у нее свойства и с чем она взаимодействует, но и в каждой конкретной ситуации подбирающие лучшее оборудование для эффективной фильтрации.

Источник