brom

eiendommer
[ Ar ] 3 d 10 4 s 2 4 p 5 35 Br Periodiske tabell
Som regel
Navn , symbol , atomnummer	Brom, Br, 35
Elementkategori	Halogener
Gruppe , periode , blokk	17 , 4 , s
Se	gassformig: rødbrun væske: rødbrun fast stoff: skinnende metallisk
CAS-nummer	7726-95-6
EF-nummer	231-778-1
ECHA InfoCard	100.028.890
Massedel av jordens konvolutt	6,0 spm
Atomisk
Atommasse	79.904 (79.901-79.907) og lignende
Atomeradius (beregnet)	115 (94) pm
Kovalent radius	120.00
Van der Waals-radius	185.00
Elektronkonfigurasjon	[ Ar ] 3 d 10 4 s 2 4 p 5
1. Ioniseringsenergi	11.81381 (6) eV ≈ 1 139.86 kJ / mol
2. Ioniseringsenergi	21.591 eV ≈ 2 083.2 kJ / mol
3. Ioniseringsenergi	34.871 (19) eV ≈ 3 364.5 kJ / mol
4. Ioniseringsenergi	47.782 (12) eV ≈ 4 610.3 kJ / mol
5. Ioniseringsenergi	59.595 (25) eV ≈ 5 750 kJ / mol
6. Ioniseringsenergi	87.390 (25) eV ≈ 8 431.9 kJ / mol
7. Ioniseringsenergi	103.03 (19) eV ≈ 9 941 kJ / mol
Fysisk
Fysisk tilstand	væske
Krystallstruktur	ortorombisk
tetthet	3,12 g cm −3 ved 300 K.
magnetisme	diamagnetisk ( Χ m = −2,8 10 −5 )
Smeltepunkt	265,8 K (−7,3 ° C)
kokepunkt	331,7 K (58,5 ° C)
Molar volum	(solid) 19,78 10 −6 m 3 mol −1
Fordampningsvarme	30 kJ / mol
Fusjonsvarme	5,8 kJ mol −1
Damptrykk	2.2 · 10 4 Pa ved 293 K.
Termisk ledningsevne	0,12 W m −1 K −1
Kjemisk
Oksidasjonstilstander	± 1, 3, 5, 7
Normalt potensiale	1,066 V (Br + e - → Br - )
Elektronegativitet	2,96 ( Pauling skala )
Isotoper
isotop NH t 1/2 ZA ZE (M eV ) ZP 77 Br {syn.} 57.036 t ε 1.365 77 Se 78 Br {syn.} 6,46 min ε 3.574 78 Se 79 Br 50,69  % Stabil 80 Br {syn.} 17,68 min β - 2.004 80 kr ε 1.871 80 se 81 Br 49,31% Stabil 82 Br {syn.} 35.30 t β - 3.093 82 kr 83 Br {syn.} 2,40 timer β - 0,972 83 kr
For andre isotoper, se listen over isotoper
NMR- egenskaper
Spin quantum nummer jeg γ i rad · T −1 · s −1 E r  ( 1 H) f L ved B = 4,7 T i MHz 79 Br 3/2 6,73 · 10 7 81 Br 3/2 7,25 · 10 7
sikkerhetsinstruksjoner
GHS-faremerking fra  forordning (EF) nr. 1272/2008 (CLP) , utvidet om nødvendig fare H- og P-setninger H: 330-314-400 P: 210-273-304 + 340-305 + 351 + 338-309 + 310-403 + 233
MAK	Sveits: 0,1 ml m −3 eller 0,7 mg m −3
Toksikologiske data	2600 mg kg -1 ( LD 50 ,  rotte ,  oral ) 3100 mg kg -1 ( LD 50 ,  mus ,  oral ) 14 mg kg -1 ( LD Lo ,  human ,  oral ) 1000 ppm ( LC Lo ,  human ,  inh. )
Så langt som mulig og vanlig, brukes SI-enheter . Med mindre annet er oppgitt, gjelder opplysningene standardbetingelser .

Brom [ bʁoːm ] ( gammelgresk βρῶμος brōmos "stink") er et kjemisk element med elementet symbolet Br og atomnummeret  35. I det periodiske systemet er det i den 7. hovedgruppen, eller den 17.  IUPAC-gruppen og hører dermed sammen med fluor , klor , jod , astatin og tenness til halogener . Elementært brom er tilstede i henhold til standardbetingelser (temperatur = 0 ° C og trykk = 1 atm) i form av diatomisk molekylet Br ₂ i flytende form. Brom og kvikksølv er de eneste naturlige elementene som er flytende under normale forhold.

I naturen forekommer ikke brom i grunnform, men bare i forskjellige forbindelser. De viktigste forbindelsene er bromidene , der brom forekommer i form av anionet Br ^- . De mest kjente bromidene er natriumbromid og kaliumbromid . Bromider er en komponent av sjøvann og har en rekke biologiske funksjoner.

oppdagelse

Justus Liebig var den første som isolerte elementært brom

Brom ble oppnådd i 1826 av den franske kjemikeren Antoine-Jérôme Balard fra tang i de saltmyrer i nærheten Montpellier og anerkjent av ham som en tidligere ukjent stoff.

To år før Balard produserte den tyske kjemikeren Justus von Liebig uvitende elementært brom i 1824. Han fikk i oppdrag å analysere saltholdene i Salzhausen , ettersom byen planla et spa . Mens Liebig undersøkte denne saltlaken, fant han et nytt stoff som han tolket som jodklorid . 13 år senere innrømmet han at hans uaktsomme analyse hadde frarøvet ham oppdagelsen av et nytt element. Liebig skrev: “Jeg kjenner en kjemiker som, da han var i Kreuznach, undersøkte morens brennevin i saltverket.” Han fortsatte med å beskrive uhellet sitt og konkluderte med ordene: “Siden den gang har han ikke foreslått flere teorier. , hvis de ikke har blitt støttet og bekreftet av utvilsom eksperimentering; og jeg kan rapportere at han ikke gjorde det dårlig med det. "

Selv Karl Lowig har håndtert brom, som han før 1825 ved å introdusere klor i Kreuznacher vant saltvann, men Balard slo ham til det med publiseringen av oppdagelsen.

Industriell produksjon begynte i 1860. På grunn av den skarpe lukten foreslo Joseph Louis Gay-Lussac navnet "Brom" ( gresk for " bukkestink av dyr").

Hendelse

Brom forekommer i form av bromider, saltene av hydrobromsyre . Når det gjelder mengde, er de største avsetningene funnet som oppløste bromider i sjøvann. Naturlige saltavleiringer (stein- og kaliumsalter ) inneholder også små mengder kaliumbromid og kaliumbromat . Brom kan også forekomme i atmosfæren i form av molekylært brom og bromoksid og kan i betydelig grad påvirke den atmosfæriske ozonkjemien og kan transporteres over lange avstander. I løpet av polarfjæren ødelegger større konsentrasjoner (> 10 ppt) av BrO regelmessig nesten all troposfærisk ozon. Disse hendelsene kan også observeres fra satellitter ved hjelp av DOAS- metoden. I tropiske regioner med høy bioaktivitet er det observert sterke utslipp av halogenerte hydrokarboner, som til slutt kan bidra til dannelsen av BrO og ozonnedbrenning gjennom fotolyse.

Brom er viktig for dyr i spor. Bromid fungerer som en kofaktor i en metabolsk reaksjon som er nødvendig for å bygge opp IV kollagenmatrisen i bindevevet .

Utvinning og presentasjon

Utvikling av verdensomspennende bromproduksjon over tid

Den industrielle produksjonen av elementært brom skjer gjennom oksidasjon av bromidløsninger med klor.

${\ displaystyle \ mathrm {2 \ KBr \ + \ Cl_ {2} \ longrightarrow Br_ {2} \ + \ 2 \ KCl}}$

Oksidering av kaliumbromid av klor produserer brom og kaliumklorid

Som en bromidkilde brukes saltlake og sterkt salt vann fra store dyp, i tillegg til saltvann og noen ganger også sjøvann. Ekstraksjon fra resterende brennevin fra kaliumekstraksjon er ikke lenger økonomisk. Siden 1961 har mengden brom som ekstraheres årlig mer enn femdoblet seg fra rundt 100.000 tonn til over en halv million tonn. De største bromprodusentene er USA, Kina, Israel og Jordan.

I laboratoriet kan brom produseres ved å omsette natriumbromid med svovelsyre og mangandioksid i varmen. Brom skilles fra ved destillasjon .

${\ displaystyle \ mathrm {2 \ NaBr \ + \ MnO_ {2} \ + \ 2 \ H_ {2} SO_ {4} \ {\ xrightarrow {\ Delta T}}}}$

${\ displaystyle \ mathrm {Br_ {2} \ + \ MnSO_ {4} \ + \ Na_ {2} SO_ {4} \ + \ 2 \ H_ {2} O}}$

Av natriumbromidbrom , oppstår, mangan (IV) oksid og svovelsyre, mangan (II) sulfat , natriumsulfat og vann .

eiendommer

Flytende brom med damp i ampulle

Fysiske egenskaper

Tettheten av brom er 3,12 g / cm ³ . Den tunge rødbrune væsken danner damp som lukter klor og er mer giftig enn klor. Solid brom er mørk; den lysner når den kjøler seg ned ytterligere. I vann er det moderate, organiske løsningsmidler som alkoholer , karbondisulfid eller karbontetraklorid som er svært løselig. Brom oppløst i vann reagerer langsomt med mellomdannelsen av hypobromøs syre (HBrO) og frigjøring av oksygen for å danne hydrogenbromid (HBr). Den kinetisk inhiberte reaksjonen akselereres av (sol) lys, så bromvann lagres i brune, mindre gjennomsiktige flasker.

Kjemiske egenskaper

Brom oppfører seg kjemisk som det lettere klor , men reagerer mindre kraftig i gassform. Fukt øker kraftig reaktiviteten til brom. I motsetning til klor reagerer den bare med hydrogen ved høyere temperaturer for å danne hydrogenbromid (fargeløs gass).

${\ displaystyle \ mathrm {Br_ {2} + H_ {2} \ longrightarrow 2 \ HBr}}$

Det reagerer eksotermt med mange metaller (f.eks. Aluminium) for å danne det respektive bromidet. Bare tantal og platina er motstandsdyktige mot våt brom .

bruk

Brom, demonstrasjonseksempel for undervisningsformål, oppbevares på et trygt sted

• Kjemisk polering av galliumarsenid (som en løsning i metanol )
• fler- bromerte bifenyler eller difenyletere som flammehemmere i sammensatte materialer slik som FR-4 som anvendes i trykte kretskort benyttes. I 2000 ble 38% av brom brukt til fremstilling av bromerte flammehemmere .
• Metylbromid som et plantevernmiddel
• Desinfeksjonsmiddel (mildere enn klor )
• i form av bromider, for eksempel kaliumbromid , som et medikament rikt på bivirkninger ( narkose , beroligende midler og sovepiller; behandling av terapiresistente epilepsier med generaliserte tonisk-kloniske anfall, tidligere - for eksempel også for behandling av " hysteri "- veldig populært - nå foreldet). I 1928 ble en av fem resepter for legemidler som inneholder brom utstedt i USA.
• Fotoindustri (sølvbromid som en del av den lysfølsomme suspensjonen )
• Alkali- hypobromitter som blekemidler
• i laboratoriet som en indikator (umettede karbonforbindelser misfarger bromvann, dvs. tilsetning av brom)
• i kjemiklasse for den eksperimentelle demonstrasjonen av addisjonsreaksjoner og substitusjonsreaksjoner
• Bromater som oksidasjonsmidler
• Bromholdig gummi for produksjon av "lufttette" dekk
• Tåregass , f.eks. B. i form av monobromoaceton
• i form av beskyttelse mot soman nervegass brukt av amerikanske soldater i Irak-krigen
• Tidligere i form av alkylbromider som rensemiddel for å fjerne bly fra sylindere ved bruk av blyholdig bensin

bevis

Bromidioner kan påvises kvalitativt ved hjelp av klorvann og heksan .

Som med de andre påvisningsreaksjonene for halogenider, kan den dårlige løseligheten av sølvsaltet av bromid også brukes til våt-kjemisk påvisning av bromidioner . Det samme gjelder den volumetriske bestemmelsen av halogenidene ved titrering .

For å spore bestemmelse og spesiering av bromid og bromat brukes ionekromatografi . I polarografi viser bromat et katodisk trinn ved -1,78 V (versus SCE , i 0,1  mol / l KCl), hvor det reduseres til bromid. Spor av bromat kan også registreres ved hjelp av differensiell puls polarografi.

sikkerhetsinstruksjoner

Elementært brom er veldig giftig og svært etsende, hudkontakt fører til kjemiske forbrenninger som er vanskelige å helbrede. Inhalert bromdamp forårsaker kortpustethet, lungebetennelse og lungeødem . Brom er også giftig for vannlevende organismer.

Når du arbeider med brom, blir vanligvis en tre prosent natriumtiosulfatoppløsning gitt i laboratoriet , da den kan binde sølt brom eller hydrogenbromid veldig bra. Natriumbromid , elementært svovel og svovelsyre dannes under denne prosessen . Den resulterende syren kan bryte ned ytterligere tiosulfat til svovel og svoveldioksid:

${\ displaystyle \ mathrm {Br_ {2} \ + \ Na_ {2} S_ {2} O_ {3} \ + \ H_ {2} O \ longrightarrow 2 \ NaBr \ + \ S \ downarrow \ + \ H_ {2 } SO_ {4}}}$

${\ displaystyle \ mathrm {S_ {2} O_ {3} ^ {2 -} \ + \ 2 \ H ^ {+} \ longrightarrow H_ {2} O \ + \ S \ downarrow \ + \ SO_ {2} \ pil opp}}$

Brom lagres i beholdere laget av glass , bly , monel , nikkel eller teflon .

lenker

Spongiadioxin A , en naturlig organobrominforbindelse

→ Kategori: bromforbindelse

Brom danner forbindelser i forskjellige oksidasjonstilstander fra -1 til +7. Den mest stabile og hyppigste oksidasjonstilstanden er -1, de høyere dannes bare i forbindelser med de mer elektronegative elementene oksygen , fluor og klor . De odde oksidasjonstilstandene +1, +3, +5 og +7 er mer stabile enn de jevne.

Hydrogenbromid og bromider

Uorganiske forbindelser hvor brom er i det -1 oksidasjonstilstand og således som et anion blir kalt bromider . Disse er avledet fra den gassformige hydrogenforbindelse hydrogen- bromid (HBr). Dette er en sterk syre og frigjør lett protonen i vandige løsninger . Bromider er vanligvis lett oppløselige i vann, unntak er sølvbromid , kvikksølv (I) bromid og bly (II) bromid .

Bromidene av alkalimetallene , spesielt natriumbromid , er spesielt velkjente . Også kaliumbromid er brukt i store mengder, hovedsakelig som et gjødsel og for fremstilling av andre kaliumforbindelser.

Blybromid ble frigjort i store mengder når blyholdig drivstoff ble brent (hvis dibrometan ble tilsatt bensin for å gjøre blyet flyktig, se tetraetyl bly # Forbrenning i motoren ).

Bromoksider

Et stort antall forbindelser av brom og oksygen er kjent. Disse er basert på de generelle formlene BrO _x (x = 1–4) og Br ₂ O _x (x = 1–7). To av bromoksidene, dibromotrioxide (Br ₂ O ₃ ) og dibromopentaoxide (Br ₂ O ₅ ) kan isoleres som faste stoffer.

Bromsyrer

I tillegg til bromoksydene, danner brom og oksygen også flere syrer der et bromatom er omgitt av ett til fire oksygenatomer. Disse er hypobromsyre , bromous syre , bromsyre og perbromic syre . Som et rent stoff er de ustabile og bare kjent i vandig oppløsning eller i form av deres salter.

Interhalogenforbindelser

Brom danner en rekke interhalogenforbindelser hovedsakelig med fluor , og i noen tilfeller med de andre halogenene også . Bromfluoride som brom, fluor og brom-trifluorid ha en sterkt oksyderende og fluoriend. Mens brom i fluor-brom- og klor-bromforbindelsene er det mer elektropositive elementet i oksidasjonstilstander +1 i bromklorid til +5 i brompentafluorid , er det den mer elektronegative komponenten i forbindelser med jod . Forbindelsene iodobromid og iodotribromide er kjent med dette elementet .

Organiske bromforbindelser

Et stort antall organiske bromforbindelser (også organobrominforbindelser ) produseres syntetisk. De bromoalkanes , de bromoalkenes og bromoaromatics er viktig . De brukes blant annet som løsemidler, kjølemidler , hydrauliske oljer , plantevernmidler, flammehemmere eller legemidler.

Organobrominforbindelsene inkluderer også de polybromerte dibenzodioksiner og dibenzofuraner .

litteratur

• AF Holleman , E. Wiberg , N. Wiberg : Lærebok for uorganisk kjemi . 102. utgave. Walter de Gruyter, Berlin 2007, ISBN 978-3-11-017770-1 , s. 438-440.

weblenker

Wiktionary: Brom  - forklaringer av betydninger, ordets opprinnelse, synonymer, oversettelser

Individuelle bevis

1. ↑ Harry H. Binder: Leksikon av de kjemiske elementene. S. Hirzel Verlag, Stuttgart 1999, ISBN 3-7776-0736-3 .
2. ↑ Verdiene for egenskapene (infoboks) er hentet fra webelements.com (brom) , med mindre annet er oppgitt .
3. ↑ Standardverdien anbefalt av IUPAC er gitt, siden den isotopiske sammensetningen av dette elementet kan variere lokalt, resulterer masseområdet i parentes for den gjennomsnittlige atomvekten. IUPAC, Standard Atomic Weights Revised 2013 ( ciaaw.org ).
4. ↑ ^{a b c d e f g} Entry on bromine in Kramida, A., Ralchenko, Yu., Reader, J. and NIST ASD Team (2019): NIST Atomic Spectra Database (ver. 5.7.1) . Red.: NIST , Gaithersburg, MD. doi : 10.18434 / T4W30F ( https://physics.nist.gov/asd ).  Hentet 11. juni 2020.
5. ↑ ^{a b c d e f g} Entry on bromine at WebElements, https://www.webelements.com , åpnet 11. juni 2020.
6. ↑ ^{a b c d e} Oppføring av brom i GESTIS stoffdatabase til IFA , åpnet 9. august 2016. (JavaScript kreves)
7. ↑ Robert C. Weast (red.): CRC Handbook of Chemistry and Physics . CRC (Chemical Rubber Publishing Company), Boca Raton 1990, ISBN 0-8493-0470-9 , s. E-129 til E-145. Verdiene der er basert på g / mol og gitt i cgs-enheter. Verdien gitt her er SI-verdien beregnet ut fra den, uten en måleenhet.
8. ↑ ^{a b} Yiming Zhang, Julian RG Evans, Shoufeng Yang: Corrected Values ​​for Boiling Points and Enthalpies of Vaporization of Elements in Handbooks. I: Journal of Chemical & Engineering Data. 56, 2011, s. 328-337 ( doi: 10.1021 / je1011086 ).
9. ↑ Oppføring av brom i Klassifiserings- og merkelisten til European Chemicals Agency (ECHA), tilgjengelig 1. august 2016. Produsenter eller distributører kan utvide den harmoniserte klassifiseringen og merkingen .
10. ↑ Swiss Accident Insurance Fund (Suva): Grenseverdier - nåværende MAK- og BAT-verdier (søk etter 7726-95-6 eller brom ), tilgjengelig 2. november 2015.
11. ↑ ^{a b} Gigiena i Sanitariya. (Engelsk oversettelse HYSAAV. ), Bind 35 (11), 1970, s.11 .
12. ↑ ^{a b c} Oppføring av brominer i ChemIDplus- databasen til United States National Library of Medicine (NLM)
13. ↑ ^{a b} W. B. Deichmann: Toxicology of Drugs and Chemicals. Academic Press, New York 1969, s.645.
14. ^ Severdigheter i Bad Salzhausen ( Memento fra 18. februar 2008 i Internet Archive ).
15. ^ WH Brock: Justus von Liebig: en biografi om den store forskeren og europeeren. Vieweg Verlag, Braunschweig 1999.
16. Lie J. Liebig: Om Laurents teori om organiske forbindelser. 1838, s. 554.
17. ↑ TK Langebner: Justus von Liebig and the "Handbook of Chemistry", II. ( Memento fra 2. desember 2008 i Internet Archive ) I: ÖAZ aktuell. Hovedartikkel 17/2001.
18. ^ Wilhelm Gemoll , Karl Vretska: Gresk-tysk skole- og håndbok . 9. utgave. Verlag Hölder-Pichler-Tempsky, ISBN 3-209-00108-1
19. ^ A. Scott McCall et al: Bromine is an Essential Trace Element for Assembly of Collagen IV Scaffolds in Tissue Development and Architecture. I: Cell . 157 (6), 2014, s. 1380-1392; doi: 10.1016 / j.cell.2014.05.009 .
20. ↑ Stephen M. Jasinski: Minerals Yearbook 2006. (PDF; 56 kB) United States Geological Survey , november 2007, åpnet 17. september 2011 . 
21. ↑ Sammendrag av minerallag 2011. (PDF; 27 kB) United States Geological Survey, 24. januar 2011, åpnet 17. september 2011 (engelsk). 
22. ^ AF Holleman , E. Wiberg , N. Wiberg : Lærebok for uorganisk kjemi . 102. utgave. Walter de Gruyter, Berlin 2007, ISBN 978-3-11-017770-1 , s. 440.
23. ↑ Linda S. Birnbaum, Daniele F. Staskal: bromerte flammehemmere: grunn til bekymring? I: Environ Health Perspect . 112, 2004, s. 9-17. doi: 10.1289 / ehp.6559 . PMC 1241790 (fri fulltekst)
24. ^ Ann Dally: Kvinner under kniven. En historie med kirurgi. New York 1991, s. 187.
25. ↑ Hans Bangen: Historie om medikamentell behandling av schizofreni. Berlin 1992, ISBN 3-927408-82-4 , s. 22.
26. ^ Klaus Ruppersberg: Brom i skolen . I: Nyheter fra kjemi . teip 63 , nr. 5 . Wiley, Weinheim 29. april 2015, s. 540-542 , doi : 10.1002 / nadc.201590166 , urn : nbn: de: 0111-pedocs-122991 . 
27. ^ AF Holleman , E. Wiberg , N. Wiberg : Lærebok for uorganisk kjemi . 102. utgave. Walter de Gruyter, Berlin 2007, ISBN 978-3-11-017770-1 , s. 487-488.