Bromi (Br) , kemiallinen alkuaine, syvänpunainen haitallinen neste ja halogeenielementit tai jaksollisen taulukon ryhmä 17 (ryhmä VIIa).
bromi Bromi. Encyclopædia Britannica, Inc.
| atomiluku | 35 |
|---|---|
| atomipaino | [79 901, 79 907] |
| sulamispiste | −7,2 ° C (19 ° F) |
| kiehumispiste | 59 ° C (138 ° F) |
| tietty painovoima | 3.12 lämpötilassa 20 ° C (68 ° F) |
| hapettumistilat | −1, +1, +3, +5, +7 |
| elektronikonfiguraatio | (Ar) 3 d 104 s kaksi4 s 5 |
Bromin löysi ranskalainen kemisti Antoine-Jérôme Balard vuonna 1826 merisuolan valmistuksessa Montpellierissä olevista jäännöksistä (katkera). Hän vapautti elementin johtamalla klooria jäämien vesiliuoksen läpi, joka sisälsi magnesium bromidi. Materiaalin tislaus mangaanidioksidilla ja rikkihapolla tuotti punaisia höyryjä, jotka tiivistyivät tummaksi nesteeksi. Tämän menetelmän samankaltaisuus kloorin valmistamiseen verrattuna ehdotti Balardille, että hän oli saanut uuden samanlaisen elementin kuin kloori. (Saksalainen kemisti Justus von Liebig näyttää saaneen alkuaineen ennen Balardia, mutta hän piti sitä väärin jodikloridina.) Alkuaineen pahan hajun takia Ranskan tiedeakatemia ehdotti nimitystä bromi kreikkalaisesta sanasta kromosomit , mikä tarkoittaa huonoa hajua tai hajua.
Harvinainen alkuaine, bromia, löytyy luonnosta, joka on hajaantunut maapallon kuoreen vain yhdisteet liukoisina ja liukenemattomina bromideina. Jonkin verran rikastumista tapahtuu meressä vettä (65 paino-osaa miljoonassa) Kuolleella merellä (noin 5 grammaa litrassa [0,7 unssia / gallona]), joissakin lämpölähteissä ja harvoissa liukenemattomissa hopeabromidimineraaleissa (kuten bromyriitissa, jota löytyy Meksikosta ja Chilestä) . Luonnolliset suolakertymät ja suolavedet ovat tärkeimmät bromin ja sen yhdisteiden lähteet. Jordania, Israel , Kiina ja Yhdysvallat johtivat maailmaa bromituotannossa 2000-luvun alussa; muita tärkeitä bromia tuottavia maita tuona aikana ovat Japani, Ukraina ja Intia.
Luonnollinen bromi on kahden stabiilin isotoopin seos: bromi-79 (50,54 prosenttia) ja bromi-81 (49,46 prosenttia). Bromi-77: llä on pisin alkuaineen 17 tunnetusta radioaktiivisesta isotoopista puolikas elämä (57 tuntia).
Vapaa bromi on punaruskea neste, jossa on huomattavaa höyryn paine huonelämpötilassa. Bromihöyry on keltaista. Bromilla on pistävä haju ja se ärsyttää ihoa, silmiä ja hengityselimiä. Altistuminen tiivistetylle bromihöyrylle, jopa lyhyeksi ajaksi, voi olla kohtalokasta. Kuten toinenkin halogeenit , bromia esiintyy piimaamolekyyleinä kaikissa aggregaatiotiloissa.
Noin 3,41 grammaa (0,12 unssia) bromia liuotetaan 100 millilitraan (0,1 kvartaalia) vettä huoneenlämpötilassa. Liuos tunnetaan bromivedenä. Kuten kloorivesi, se on hyvä hapettava aine, ja se on hyödyllisempi, koska se ei hajoa niin helposti. Se vapauttaa vapaan jodin jodidia sisältävistä liuoksista ja rikin rikkivetystä. Rikkihappo hapetetaan bromivedellä rikkihapoksi. Sisään auringonvalo bromivesi hajoaa vapautuessaan happea seuraavan yhtälön mukaisesti:
mitokondrioita löytyy mistä soluista
Bromivedestä voidaan eristää hydraatti (klatraatti), joka sisältää 172 vesimolekyyliä ja 20 onteloa, jotka kykenevät sijoittamaan bromimolekyylit. Bromi liukenee alkalihydroksidin vesiliuoksiin, jolloin saadaan bromideja, hypobromiitteja tai bromaatteja lämpötilasta riippuen. Bromi uutetaan helposti vedestä orgaanisilla liuottimilla, kuten hiilitetrakloridilla, kloroformilla tai hiilidisulfidilla, joihin se liukenee hyvin. Orgaanisissa liuottimissa se antaa oranssin liuoksen.
Bromin elektroniaffiniteetti on korkea ja samanlainen kuin kloorin. Se on kuitenkin vähemmän tehokas hapetin, pääasiassa siksi, että bromidi-ioni on heikompi hydratoitunut kuin kloridi-ioni. Samoin metalli-bromisidos on heikompi kuin vastaava metalli-kloori-sidos, ja tämä ero heijastuu bromin kemiallisessa reaktiivisuudessa, joka on kloorin ja jodin välillä. Orgaaninen bromi yhdiste muistuttaa vastaavaa kloorijohdannaista, mutta on yleensä tiheämpi, vähemmän haihtuva, vähemmän palava ja vähemmän vakaa.
Bromi yhdistyy väkivaltaisesti alkalimetallit ja kanssa fosfori , arseenia, alumiinia ja antimonia, mutta vähemmän väkivaltaisesti tiettyjen muiden metallien kanssa. Bromi syrjäyttää vetyä tyydyttyneistä hiilivedyistä ja lisää tyydyttymättömiin hiilivetyihin, vaikkakaan ei niin helposti kuin kloori.
Elementin vakain hapettumistila on −1, jossa bromia esiintyy luonnollisesti. Mutta hapettumistilat 0 (alkyylibromi, Brkaksi), +1 (hypobromiitti, BrO-), +3 (bromiitti, BrO-kaksi), +5 (bromaatti, BrO-3) ja +7 (perbromaatti, BrO-4) tunnetaan myös. Bromin ensimmäinen ionisaatioenergia on korkea, ja yhdisteet, jotka sisältävät bromia positiivisissa hapetusmäärissä, stabiloidaan sopivilla ligandeilla, pääasiassa hapella ja fluorilla. Yhdisteet, joiden hapetusnumerot ovat +1, +3, +4, +5 ja +7, sisältävät kaikki kovalenttisia sidoksia.
Bromin pääasiallinen kaupallinen lähde on valtameri vesi, josta alkuaine uutetaan kemiallisesti syrjäyttämällä (hapettamalla) kloorilla rikkihapon läsnä ollessa reaktion kautta
Reaktion tuote on laimea bromiliuos, josta alkuaine poistetaan puhaltamalla ilmaa sen läpi. Sitten vapaa bromi sekoitetaan rikkidioksidiin ja sekoitetut kaasut johdetaan tornia pitkin alas, josta vesi tippuu. Tornissa tapahtuu seuraava reaktio:
tuloksena happojen seos, joka on paljon bromidi-ioneja rikkaampi kuin merivesi. Toinen kloorikäsittely vapauttaa bromia, joka vapautuu kloorista ja puhdistetaan kulkemalla kostean rautahiljan päällä.
Kaupallinen bromi sisältää yleensä jopa 0,3 prosenttia klooria. Sitä varastoidaan yleensä lasipulloissa tai tynnyreissä, jotka on päällystetty johtaa tai Monel-metallia.
Bromin teollista käyttöä oli hallinnut yhdiste eteenibromidi (CkaksiH4Brkaksi), joka kerran lisättiin bensiiniin tetraetyylijohdon kanssa estämiseksi laskeuma lyijyä moottorissa. Lyijybensiinistä luopumisen jälkeen bromiyhdisteitä on käytetty pääasiassa palonestoaineissa, mutta eteenibromidi on edelleen tärkeä yhdiste, koska sitä käytetään tuhoamaan sukkulamatoja ja muita maaperän tuholaisia. Bromia käytetään myös katalyyttien, kuten alumiinibromidin, valmistuksessa.
Bromilla on muita käyttötarkoituksia, kuten eri valmistuksessa väriaineet ja yhdisteet tetrabromietaani (CkaksiHkaksiBr4) ja bromoformia (CHBr3), joita käytetään mittareissa nesteinä korkean ominaispainonsa vuoksi. Siihen asti kun barbituraatit kehittyivät 1900-luvun alussa, bromidit kaliumia , natriumia , kalsium, strontium , litiumia ja ammoniumia käytettiin laajalti lääketieteessä niiden rauhoittavan vaikutuksen vuoksi. Hopeabromidi (AgBr), tärkeä valokuva-elokuvan komponentti, on hopeakloridin ja jodidin tavoin valoherkkä. Kaliumbromaatin (KBrO3) lisätään vehnäjauhoihin paistamisen parantamiseksi. Muita merkityksellisiä bromiyhdisteitä ovat bromivety (HBr), pelkistävänä aineena käytetty väritön kaasu ja katalyytti orgaanisissa reaktioissa. Kaasun vesiliuosta kutsutaan bromivetyhapoksi, vahvaksi hapoksi, joka muistuttaa suolahappoa toiminnallaan metalleja ja niiden oksidit ja hydroksidit.
