35 Бром

№35 Бром


История открытия:

К открытию брома привели исследования французского химика А. Балара, который в 1825 году, действуя хлором на водный раствор, полученный после промывания золы морских водорослей, выделил темно-бурую дурно пахнущую жидкость. Эту жидкость он назвал муридом (от лат. muria -рассол) и послал сообщение о своем открытии в Парижскую академию наук. Комиссия назвала новый элемент бромом в связи с тем, что у брома тяжелый, неприятный запах паров (от греческого brwmoz – зловоние).

Нахождение в природе, получение:

Содержание брома в земной коре (1,6*l0 -4 % по массе) оценивается в 10 15 -10 16 т. Бром – постоянный спутник хлора. Бромистые соли (NaBr, KBr, MgBr2) встречаются в отложениях хлористых солей (в поваренной соли до 0,03%, в калийных солях – сильвине и карналлите – до 0,3%), а также в морской воде (0,065%), рапе соляных озёр (до 0,2%) и подземных рассолах, обычно связанных с соляными и нефтяными месторождениями (до 0,1%).
Исходным сырьём для промышленноого получения брома служат морская вода, озёрные и подземные, содержащие бром в виде бромид-иона. Бром выделяют при помощи хлора и отгоняют из раствора водяным паром или воздухом. Из получаемой бромовоздушной смеси бром улавливают химическими поглотителями. Для этого применяют растворы бромистого железа. Из полученных полупродуктов бром выделяют действием хлора или кислоты. Далее бром отделяют от воды и очищают от примеси хлора дистилляцией.
В лабораториях также используют процессы, основанные на окислении бромидов:
6KBr + K2Cr2O7 + 7H2SO4 = 3Br2 + Cr2(SO4)3 + 4K2SO4 + 7H2O

Физические свойства:

Бром – единственный неметалл, жидкий при комнатной температуре. Простое вещество представляет собой тяжелую красно-бурую жидкость с неприятным запахом (плотность при 20°C – 3,1 г/см 3 , температура кипения +59,82°C), пары брома имеют желто-бурый цвет. При температуре -7,25°C бром затвердевает, превращаясь в красно-коричневые игольчатые кристаллы со слабым металлическим блеском. В воде бром растворим лучше других галогенов (3,58 г/100 г Н2О при 20°С) – “бромная вода“. Значительно лучше растворим бром в органических растворителях, чем пользуются для извлечения его из водных растворов.

Химические свойства:

Бром является сильным окислителем, он непосредственно реагирует почти со всеми неметаллами (за исключением инертных газов, кислорода, азота и углерода) и многими металлами:
2P + 3Br2 = 2PBr3; 2Al + 3Br2 = 2AlBr3
В водной среде бром окисляет нитриты до нитратов, аммиак до азота, иодиды до свободного иода, серу и сульфиты до серной кислоты:
2NH3 + 6Br2 = N2+ 6HBr; 3Br2 + S + 4H2O = 6HBr + H2SO4
При взаимодействии брома с растворами щелочей образуются соответствующие бромиды и гипобромиты (на холоду) или броматы:
Br2 + 2NaOH = NaBr + NaBrO + H2O (при t Бромоводород HBr – ядовитый бесцветный газ с резким запахом, дымящий на воздухе из-за взаимодействия с парами воды. Хорошо растворим в воде: при 0° C в одном объеме воды растворяется 612 объемов бромоводорода. Раствор – сильная одноосновная бромоводородная кислота. Соли – бромиды бесцветные кристаллы, хорошо растворимые в воде (нерастворим AgBr, бледно-желтого цвета).
Оксид брома(I) Br2O. , газ коричневого цвета. Образуется при действии брома на HgO в CCl4. Свойства .
Бромноватистая кислота HBrO – сильный окислитель. Образуется при растворении брома в воде, под действием света разлагается на HBr и кислород; обладает слабыми кислотными свойствами, существует только в растворе. Соли – гипобромиты, KBrO, NaBrO – получены в свободном состоянии в виде кристаллогидратов. Все они очень неустойчивы, при нагревании (или подкислении растворов) распадаются на бромид и бромат:
3КВrO = 2KBr + KBrO3
Бромиты , соли неизвестной даже в растворе бромистой кислоты HBrO2 – образуются при окислении гипобромитов бромом в щелочной среде:
Бромноватая кислота , HBrO3 – концентрированный раствор представляет собой бесцветную сиропоообразную жидкость. Соли – броматы. Бромноватая кислота и броматы являются сильными окислителями:
2S + 2NaBrO3 = Na2SO4 + Br2+ SO2
Бромная кислота HBrO4 существует в водных растворах с концентрацией, не превышающей 6 моль/л. Несмотря на то, что HBrO4 – самый сильный окислитель среди кислородных кислот брома, реакции с ее участием протекают очень медленно.
Трехфторид брома , BrF3 – красная жидкость с т. кип. 126°C , образуется в результате прямой реакции брома с фтором. С водой и органическими веществами взаимодействует со взрывом. По отношению к неорганическим соединениям ведет себя как сильный фторирующий агент.

Применение:

Бром и его соединения широко применяются в основном органическом синтезе. Бромид серебра AgBr применяется в фотографии как светочувствительное вещество. Соединения брома используются для создания антипиренов – добавок, придающих пожароустойчивость пластикам, древесине, текстильным материалам. Пентафторид брома иногда используется как очень мощный окислитель ракетного топлива. 1,2-дибромэтан применяют как антидетонирующую добавку в моторном топливе. Растворы бромидов используются в нефтедобыче. В медицине бромид натрия и калия применяют как успокаивающие средства.

Биологическая роль и токсичность:

Бром в виде простого вещества ядовит. Жидкий бром вызывает трудно заживающие ожоги. Пары брома в концентрации 1 мг/м 3 вызывают раздражение слизистых оболочек, кашель, головокружение и головную боль, а в более высокой (>60 мг/м 3 ) – удушье и смерть.
В организме человека бром, в виде бромид-ионов, участвует в регуляции деятельности щитовидной железы, так как является конкурентным ингибитором иода.

Петрова М.А., Пухова М.С.
ХФ ТюмГУ, 572 группа.

Читать еще:  Магния сульфат инструкция, применение, отзывы

Символ, номер Br, 35
Атомная масса 79,904 а.е.м.
Электронная конфигурация [Ar] 3d 10 4s 2 4p 5
Электроотрицательность 2,96 по шкале Полинга
Степени окисления 7; 5; 3; 1; -1
Плотность 3,12 г/см 3
Температура плавления 265,9 K
Температура кипения 331,9 K
Структура кристаллической решетки орторомбическая
Теплопроводность (300 K) 0,005 Вт/(м·К)

Бром — химический элемент с атомным номером 35. Обозначается символом Br.

Содержание

[править] Открытие

Бром добыл французский химик Антуан Жером Баларом в 1826 году, выделив элемент из морских водорослей. Промышленное производство началось с 1860 года.

[править] Происхождение названия

Название предложил Жозеф Луи Гей-Люссак исходящей от греч. βρῶμος — вонь.

[править] Распространение в природе

Бром широко распространен в природе и в рассеянном состоянии встречается почти везде. Почти все соединения брома растворяются в воде. Как примесь, он есть в сотнях минералов. Но есть только небольшое количество нерастворимых в воде минералов — галогенидов серебра и меди. Самый известный из них — бромаргирит AgBr. Другие минералы — йодобромит Ag (Br, Cl, I), эмболит Ag (Cl, Br). Собственных минералов брома мало еще и потому, что его ионный радиус очень большой и ион брома не может надежно закрепиться в кристаллической решетке других элементов, вместе с катионами средних размеров. В накоплении брома основную роль играют процессы испарения океанической воды, в результате чего он накапливается как в жидкой, так и в твердой фазах. Наибольшие концентрации отмечаются в конечных маточных рассолах. В горных породах бром присутствует главным образом в виде ионов, которые мигрируют вместе с грунтовыми водами. Часть земного брома связана в организмах растений в сложные нерастворимые органические соединения. Некоторые растения активно накапливают бром. Это в первую очередь бобовые — горох, фасоль, чечевица, а также морские водоросли. В море сосредоточена большая часть брома. Есть он и в воде соленых озер, и в подземных водоносных пластах, сопутствующих месторождениям горючих ископаемых, а также калийных солей и каменной соли. Есть бром и в атмосфере, причем содержание этого элемента в воздухе приморских районов всегда больше, чем в районах с континентальным климатом.

[править] Получение

В природе бром находится в рассеянном состоянии, спутник хлора. Содержится в морской воде (0,065 % по массе), рассолах соляных озер (до 0,2 %), подземных рассолах, связанных с соляными и нефтяными месторождениями. Изоморфные примеси брома есть в каменной соли, сильвине, карналлите.

Промышленно бром получают окислением бромидов хлором. Источником бромидов служит морская вода:

В лаборатории добывают действием серной кислоты на бромид в присутствии MnO2 и нагревании:

[править] Химические свойства

Бром относится к главной подгруппы седьмой группы периодической системы. Имея во внешнем электронном слое семь электронов, его атомы легко отнимают валентные электроны от атомов других элементов и превращаются в отрицательно одновалентные ионы Br − . Этим проявляются его резко выраженные окислительные свойства.

[править] Реакции с неметаллами

Бром реагирует с водородом

Не реагирует с кислородом, но известны его оксиды полученные другими путям. Дает соединения с фтором.

[править] Реакции с органическими соединениями

Алканы реагируют с бромом при нагревании, реакция проходит по радикальному механизму

Ароматические соединения реагируют по ионному механизму, в присутствии катализаторов (например, AlBr3):

Бром присоединяется по двойной связи алкенов

[править] Применение

Применяют бром и его соединения в фотографии (как светочувствительное вещество), медицине (как успокаивающее средство), производстве красителей, производстве оружия (во времена Первой мировой войны для производства боевых отравляющих веществ), в технике (как мощный окислитель ракетного топлива, как инсектициды и пестициды), в нефтедобыче и т. д.

[править] Биологическая роль

Препараты брома действуют успокаивающе на организм человека. Бром и его пары сильно токсичны. Уже при содержании брома в воздухе в концентрации около 0,001 % (по объему) наблюдается раздражение слизистых оболочек, головокружение, носовые кровотечения, а при более высоких концентрациях — спазмы дыхательных путей, удушье.

[править] Особенности работы

При работе с бромом следует пользоваться защитной спецодеждой, противогазом, специальными перчатками. Из-за высокой химической активности и токсичности как паров брома, так и жидкого брома, его следует хранить в стеклянной, плотно закупоренной толстостенной посуде. Стаканы с бромом располагают в емкостях с песком, который предохраняет стакана от разрушения при встряхивании. Из-за высокой плотности брома склянки с ним ни в коем случае нельзя брать только за горло (горло может оторваться, и тогда бром окажется на полу). По реакции, указанной ниже, целесообразно посыпать проливы карбонатом натрия:

или влажной пищевой содой:

Однако реакция элементарного брома с содой носит сильно экзотермический характер, что ведет к увеличению испарения брома, к тому же выделяемая углекислота также способствует испарению, поэтому пользоваться вышеописанными методами не рекомендуется. Лучше всего для дегазации брома подходит водный раствор тиосульфата натрия Na2S2O3.

[править] Миф

Существует легенда о том, что в пищу для военнослужащих (при производстве крахмала, который отправляли на военные склады) якобы добавляют бромосодержащие вещества для уменьшения тяги мужчин к женщинам, и снижение потенции. Однако бром имеет только успокаивающее действие, и вкус еды был бы достаточно соленым.

Применение брома

Химические элементы окружают каждого человека повсеместно. Кроме того, из некоторых сделаны предметы повседневного обихода (например, из металлов), а многие из них содержатся даже в продуктах питания. По статистике, к 2016 году человечество узнало порядка 118 химических элементов. Все они нашли свое место в Периодической системе Менделеева согласно группам. Однако, среди этого разнообразия известных химических элементов существует несколько неметаллов, которые благодаря своим специфическим свойствам выделены в отдельную группу под названием «галогены». К данной группе относятся хорошо известные еще со школьной скамьи четыре химических элемента: фтор, хлор, бром и йод.

Читать еще:  Натрий полезные свойства минерала

Открытие и история

Открытие брома состоялось дважды, независимо друг от друга, – в 1825 и 1826 году. Так, бром обязан своей известностью двум химикам – Карлу Якобу Лёвиху и Антуану Жерому Балару, соответственно. Однако, человечество не останавливается на достигнутом и продолжает познавать существующие в природе химические элементы. Это, в свою очередь, способствует и расширению периодической системы. В последнее время группа галогенов пополнилась еще двумя элементами – астатом и теннессином. Последний элемент относится к данной группе формально и является искусственного происхождения.

Бром является активным неметаллом. В нормальных условиях пребывания бром имеет вид тяжелой жидкости красно-бурого цвета и зловонный запах. Также обладает ядовитыми свойствами. Достаточно распространен.

Свойства брома

Характеристики Показатель
Атомный номер 35
Атомная масса 79,904
Плотность, кг/м³ 3120
Температура плавления, °С -7,2
Температура кипения, °С 58,8
Теплоемкость, кДж/(кг·°С) 0,293
Электроотрицательность 2,8
Ковалентный радиус, Å 1,14
1-й ионизац. потенциал, эв 11,81

Не смотря на то, что данный химический элемент был официально открыт только в 19 веке, человечество с ним знакомо очень давно. Первые упоминания о его использовании в литературе датируются вторым тысячелетием до нашей эры. В те далекие времена бром применялся для изготовления красителя пурпурного цвета. После того, как он закрепился в периодической системе химических элементов, его стали активно использовать фотографы и медики. В обиходе у первой категории населения было соединение брома – бромид серебра, обладающий высокой светочувствительностью. Вторыми, в свою очередь, на основе исследований было сделано открытие, что бром позволяет избавиться людям от многих нервных заболеваний.

Сегодня сфера использования брома достаточно широка. Он также продолжает использоваться для производства современных фотопленок, благодаря которым можно делать снимки с выдержкой 10 -7 секунды. Процесс изготовления такого фотоматериала заключается в синтезировании этой соли в водном растворе желатина. Во время данного процесса происходит равномерное распределение выпавших кристалликов бромида серебра по всему раствору. Весь этот процесс в результате застывания желатина завершается образованием тонкодисперсной суспензии, которая тонким слоем в дальнейшем наносится на поверхность прозрачной пленки, полученной из ацетата целлюлозы. На такой фотопленке бромид серебра располагается плотностью в несколько сот миллионов зерен на один квадратный сантиметр. Изображение на пленке получается в результате фотолитического разложения бромида серебра под воздействием света.

Также популярными сферами применения брома являются:

  • горнодобывающая (приготовление буровых растворов);
  • сельскохозяйственная (получение пестицидов и инсектицидов);
  • фармацевтическая;
  • химическая;
  • машиностроительная;
  • пищевая.

Кроме того, данный химический элемент в последнее время стал очень популярен при очистке и дезинфекции воды. В некоторых случаях, им могут заменять хлор (например, в бассейнах). Однако, наиболее широко бром используется при производстве, так называемых, антипиренов – веществ, которые предотвращают воспламенение материалов органического происхождения.

Получение брома

Промышленное производство брома датируется 1865 годом. Оно было начато в Германии на базе Страссфуртского соляного месторождения. Спустя всего два года Америка пошла по стопам немецкого государства и также занялась добычей брома.

В начале 20 века впервые материалом для добычи брома была использована морская вода. Через десять лет было начато очередное промышленное производство брома, в основу которого был положен именно новый метод.

На территории РФ первое предприятие, занимающееся бромным производством, появилось в 1917 году. Местом для его строительства была выбрана окрестность соляного озера Сакское.

Бром можно получить несколькими способами в зависимости от материала, из которого происходит получение:

  • выдуванием;
  • экстракцией углеводородами;
  • адсорбция ионообменными смолами (способ не популярен).

Стоит заметить, что в основе каждого из существующих на сегодня промышленных способов добычи брома из соляных растворов лежит его вытеснение хлором из бромидов:

В лабораторных условиях есть возможность создать условия для контакта бромидов и соответствующего окислителя в кислой среде. Для этого отлично подойдут перманганат калия или диоксид титана. Тот бром, который выделяется в результате реакции, отделяется путем экстракции неполярными растворителями или же перегоняют его с водяным паром. Мировой показатель по добыче брома в год (по состоянию на 2003г.) составляет порядка полумиллиона тонн.

Динамика мирового производства брома(в тыс.тонн)

Страна 1999 2000 2001 2002 2003
США 239 228 212 222 216
Израиль 181 210 206 206 206
Китай 42 42 40 42 42
Великобритания 55 32 35 35 35
Иордания 5 20
Япония 20 20 20 20 20
Украина 3 3 3 3 3
Азербайджан 2 2 2 2 2
Франция 1,95 2 2 2 2
Индия 1,5 1,5 1,5 1,5 1,5
Германия 0,5 0,5 0,5 0,5 0,5
Италия 0,3 0,3 0,3 0,3 0,3
Туркменистан 0,15 0,15 0,15 0,15 0,15
Испания 0,1 0,1 0,1 0,1 0,1
Всего в мире 547 542 523 540 548
Читать еще:  Железо полезные свойства для человека, суточная потребность

Бром и его свойства

История возникновения брома уходит в далекие 20 года 19 столетия. В этот период два химика, немецкий Левих и французский Балар, выявили новый химический элемент. Первичное название своему открытию французский химик Балар присвоил «мурид», что в переводе означало рассол.

Это связано с тем, что в этот период химик занимался доскональным изучением средиземноморских соляных промыслов.

Бром: характеристика микроэлемента

За счет наличия характерного, неприятного, специфического запаха, выявленный химический элемент, получил новое название бром. Он является одним из основных составляющих периодической системы химических элементов Менделеева. В данной таблице бром находится в седьмой группе 4–го периода. Бром — химический элемент с неметаллическими свойствами, порядковым атомным номером 35 и молекулярным весом около 80. Обозначается химическим символом Br.

Природные места локализации микроэлемента

Бром является распространенным компонентом, который содержится практически в каждом элементе окружающей среды. Наибольшая концентрация данного вещества содержится в морской и озерной воде. В зависимости от географического расположения водоемов бром может иметь следующие соединения: калий бромистый, натрия бромид либо бромистый магний. Максимальное количество данного вещества появляется при испарении морской воды. Также бром встречается в составе многих растений и даже в горных породах. Стоит отметить, что натуральным обогащенным бромом продуктом является морская соль.

При нормальном функционировании организма средний показатель содержания брома составляет 300 мг. Основные места локализации данного элемента:

  • Щитовидная железа.
  • Жидкая подвижная соединительная ткань.
  • Почки.
  • Гипофиз.
  • Мышечная ткань.
  • Костная ткань.

Основные свойства брома

Данный химический элемент характеризуется жидкой формой с большой плотностью, красно-бурым оттенком, резким неприятным запахом. Это единственный неметалл, который сохраняется в первоначальной форме при комнатных условиях.

Бром и продукты его испарения относятся к токсичным и ядовитым веществам, которые при попадании на кожные покровы и слизистые способствуют возникновению ожога. Поэтому, учитывая свойства брома, работать с ним необходимо в специальных условиях, используя средства индивидуальной защиты.

Природный бром состоит из двух стабильных изотопов. Его молекула содержит 2 атома, именно поэтому данный элемент в химии обозначается формулой Br2.

Сколько требуется брома человеку в сутки?

Среднестатистическому здоровому человеку для нормального функционирования всех систем организма требуется определенное количество брома. Его норма составляет от 0,3 до 1 г. Точное количество подбирается с учетом возраста, местности проживания, образа жизни и качества питания.

В каких продуктах содержится бром

Одним из основных источников брома для человека являются продукты питания. Среди них стоит выделить:

  • Различные сорта орехов.
  • Бобовые культуры.
  • Макароны и мучные изделия из твердых сортов пшеницы.
  • Молочная продукция.
  • Ламинария.
  • Дробленый ячмень.
  • Цельные зерна пшеницы.
  • Морская рыба.

Негативное влияние брома на организм

Бром в чистом виде относится к сильным ядам, пероральный прием которого недопустим. Его пары провоцируют стремительное накопление жидкости в легких. Именно из-за этих свойств брома, он несет большую опасность жизни человека, который страдает аллергией, астмой либо различными заболеваниями легких.

Также запрещается прием брома при деятельности, которая требует сильного внимания и концентрации.

Основные признаки избыточного количества брома в организме

Превышение допустимого количества брома в организме можно спровоцировать исключительно приемом фармацевтических препаратов. Его переизбыток несет существенную угрозу нормальному функционированию организма и жизни. Именно поэтому при проявлении первых признаков передозировки следует немедленно обращаться за квалифицированной врачебной помощью для корректировки суточной нормы.

  • Сыпь на кожных покровах.
  • Развитие воспалительных процессов на коже.
  • Дисфункция пищеварительной системы.
  • Слабость.
  • Депрессивное состояние.
  • Хронический бронхит и ринит, которые не являются следствием простуды.

Дефицит брома

При недостаточном количестве брома в организме проявляются следующие признаки:

  • Асомния.
  • Приостановление роста в детском и подростковом возрасте.
  • Снижение уровня гемоглобина в крови.
  • Риск самопроизвольного аборта при беременности.

Точно определить причину недуга, связанного с дефицитом брома в организме способен исключительно врач по результатам лабораторных обследований. Самостоятельное лечение в данном случае недопустимо.

Полезные свойства брома

В медицинской практике бром применяют в форме бромидов. В зависимости от патологий назначается определенный вид. Основная направленность данных препаратов седативное воздействие. Именно поэтому такие препараты входят в терапевтический курс при лечении нервных расстройств, нарушений сна, судорог, эпилепсий. Нормализуют функциональность сердечно-сосудистой системы и органов желудочно-кишечного тракта.

Антагонисты брома

К основным веществам, замедляющим процесс усвоения брома, относятся:

Именно поэтому бромсодержащие препараты принимаются исключительно по назначению врача.

Воздействие брома на эректильную функцию

Существует мнение о том, что бром оказывает негативное воздействие на мужское либидо и потенцию. Именно поэтому его добавляют в пищу солдатам в армии, пациентам психиатрических больниц, а также заключенным в тюрьмах. Но ученными доказано, что бром просто оказывает успокаивающее воздействие на весь организм, при этом никак не угнетая потенцию.

Также стоит отметить, что под воздействием брома наоборот активизируются половые функции и существенно увеличивается количество спермы и содержащихся в них сперматозоидов.

Где применяется бром в жизнедеятельности человека?

В жизни человека бром применяется не только в качестве лечебного препарата. Также он часто используется в других сферах, которые обеспечивают современную жизнедеятельность человека. Вещества на основе брома применяются в нефтеперерабатывающей отрасли и при изготовлении горюче смазочных материалов, фотографий и химического оружия.

Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector