Карта сайта

Свойства вещества:

бромоводород

Синонимы и иностранные названия:

Тип вещества:

Внешний вид:

Брутто-формула (по системе Хилла для органических веществ):

Формула в виде текста:

Молекулярная масса (в а.е.м.): 80,91

Температура плавления (в °C):

Температура кипения (в °C):

Температурные константы смесей (содержание в весовых процентах):

Растворимость (в г/100 г растворителя или характеристика):

Плотность:

Некоторые числовые свойства вещества:

Метод получения 1:

В охлаждаемую льдом колбу объёмом 250 мл со стеклянной пробкой помещают 480 г (155 мл; 3,0 мол.) брома и затем 32 г (1,0 мол.) кристаллической серы. Растворение серы завершается за несколько минут, в ходе чего температура несколько возрастает.

2-Литровую круглодонную колбу снабжают мешалкой, обратным холодильником и капельной воронкой объёмом 300 мл, закрытой пробкой с капилляром. В колбу наливают 640 мл воды (примечание), а в воронку — полученную смесь брома и бромистой серы. Мешалку приводят в действие и начинают прибавление смеси с такой скоростью, чтобы оно заняло 2 час. Под конец температура возрастает до 70—80°. Перемешивание ведут до окончания реакции, на которое указывает исчезновение маслянистых капель бромистой серы. На проведение этих двух стадий затрачивается около 3 час.

Полученная кислотная смесь весит 1724 г (1152 мл; уд.  вес 1,5) и содержит 42,1% бромистого водорода, что почти отвечает количественному выходу, 8,5% серной кислоты, около 0,1% свободного брома и иногда следы серы. Для некоторых целей (к примеру, для получения бромистых алкилов) можно применять непосредственно эту смесь.

Для очистки сырой кислоты её сперва фильтруют, чтобы удалить серу, а затем перегоняют в цельностеклянном аппарате с прямым холодильником и без дефлегматора. Перегонную колбу нагревают на воздушной бане. Первые капли дистиллята, окрашенные бромом, отбрасывают. Азеотропную (48%-ную) бромистоводородную кислоту собирают при 126°. Остаток в перегонной колбе весит 163 г и содержит 60% серной кислоты и 6% бромистого водорода. Полученная таким образом бромистоводородная кислота содержит около 0,03% серной кислоты, которую можно удалить повторной перегонкой.

Примечание

Требуемое на весь синтез время можно уменьшить до 2 часов, если воду на второй стадии разбавить уже имеющейся сырой кислотой (бромистый водород катализирует реакцию) и до 1¼ час., если применять встряхиватель со льдом. Ведение синтеза на встряхивателе с сырой кислотой ускоряет вторую стадию до 15 мин. (см. оригинальную статью). Вне зависимости от выбранного способа проведения синтеза состав и количество (с поправкой на взятую для разбавления смесь) получаемой бромистоводородной кислоты остаются постоянными.

[Перевод с англ. Bitrex]

Метод получения 2:

Круглодонную колбу объёмом 1½ л снабжают механической мешалкой со ртутным затвором, обратным холодильником (примечание 1) и капельной воронкой с длинным носиком и пробкой с капилляром. Носик воронки должен быть такой длины, чтобы его конец (несколько изогнутый) находился на несколько сантиметров ниже уровня жидкости.

В колбу помещают 1100 г воды (примечание 2) и 54 г (1,69 мол.) серы. Капельную воронку наполняют 800 г (258 мл; 5 мол.) брома, который постепенно приливают в энергично перемешиваемую (примечание 3) суспензию серы в воде. По прибавлении первых двух третей брома реакционная масса разогревается до кипения (110° в этот момент и около 120° в конце синтеза). Бром можно прибавлять с постоянной скоростью, если охлаждать колбу холодной водой (примечание 4). Вся реакция занимает около 20 минут.

Полученная сырая бромистоводородная кислота (примечание 5) окрашена в красный цвет и имеет уд.  вес 1,55 при 20°. В ней содержится около 42% бромистого водорода и 8,5% серной кислоты. Свободный бром обычно отсутствует либо присутствует лишь в малом количестве, которое можно убрать прибавлением нескольких капель крепкого раствора серноватистокислого натрия. Примесь серы можно удалить фильтрованием жидкости через тигель с пористой стеклянной пластинкой. Азеотропную бромистоводородную кислоту получают перегонкой этой смеси; первую фракцию желтоватого цвета собирают отдельно. Получаемая кислота содержит несколько десятых долей процента серной кислоты. Если эта примесь нежелательна, то кислоту перегоняют повторно с добавлением гидроксида бария.

Выход: 1600 г (1074 мл; 95% от теории) 48%-ной бромистоводородной кислоты.

Примечания

1. Вместо обратного холодильника можно применять более эффективное охлаждение с помощью льда. Для этого в среднем горле колбы укрепляют стеклянный цилиндр диаметром 5 см и высотой 70 см, через который пропускают ось мешалки. Его наполняют мелко колотым льдом. В колбу помещают 54 г серы и 100 мл воды; вскоре после внесения первых порций брома смесь закипает. Восходящие пары попадают в цилиндр, в ходе чего некоторое количество льда плавится и стекает в колбу. Никакого дополнительного охлаждения не требуется. Поскольку количество теплоты, требуемое для нагревания 1 кг льда до 120° (конечной температуры кипения реакционной массы) примерно совпадает с энергией, выделяющейся при восстановлении 1 кг брома, то получается 45%-ная бромистоводородная кислота. Этот способ был успешно применён в промышленных условиях, позволяя в полунепрерывном режиме перерабатывать 100 кг брома в час (см. оригинальную статью).

2. Ход реакции можно значительно ускорить добавлением нескольких миллилитров бромистоводородной кислоты либо её смеси с серной кислотой в исходную воду. В этом случае реакция начинается немедленно и завершается в 10 минут.

3. Если мешалка по какой-либо причине остановится, то введение брома следует немедленно прервать. Накопление брома в реакционной массе может привести к чрезвычайно бурному ходу реакции.

4. Массу не следует охлаждать слишком сильно, так как взаимодействие брома с серой в присутствии бромистоводородной кислоты протекает только при температуре выше 70°. В начале процесса бромистоводородная кислота отсутствует.

5. Полученную смесь можно легко перевести в бромистый кальций. Для этого её нейтрализуют гашёной известью и образовавшийся раствор упаривают до концентрации около 75%. Такой продукт застывает по охлаждении и обычно содержит 76% CaBr₂, 0,039% CaO, 0,013% Fe и 0,3% Cl (в пересчёте на CaCl₂). Примеси сульфида, сульфата и бромата в нём отсутствуют.

[Перевод с англ. Bitrex]

Метод получения 3:

Трёхгорлую круглодонную колбу ёмкостью в 500 мл, погружённую в масляную баню и снабжённую обратным холодильником и ртутным затвором для выпуска газа, присоединяют к азотной линии. В колбу помещают 26 г (0,10 мол.) трифенилфосфина, 11 мл (14 г, 0,10 мол.) третичного бромистого бутила и 5,0 г (16 ммол.) бромистого тетрабутиламмония. Температуру бани повышают до 85°. Нагрев ведут до тех пор, пока слабое кипение раствора не прекратится, что обычно происходит через 3 часа. Затем на верх обратного холодильника укрепляют керн с изогнутой стеклянной трубочкой, конец которой погружён в сосуд Шленка, окружённый смесью льда и соли. В этот сосуд помещают 100 мл сухого эфира.

В колбу вливают 50 мл ксилола и смесь нагревают до слабого кипения, одновременно пропуская через неё медленный ток азота из капиллярной трубки. Избыток азота выходит из сосуда Шленка через ртутный затвор. Спустя 2—3 час. кипячения выделение бромистого водорода прекращается (поглотительная склянка не нагревается и в ней больше не видны конвекционные потоки (примечание 1)). После этого сосуд Шленка отсоединяют и закрывают пробкой.

Полученный раствор по результатам титрования имеет концентрацию 0,70—0,75 моль/л, что соответствует выходу бромоводорода в 70—75%. Эфирные растворы бромистого водорода относительно стойки при хранении при -25° (морозильная камера). По оценке, за 100 дней хранения лишь около половины HBr превращается в бромистый этил и этанол.

Примечания

1. В английском оригинале: schlieren. Этим словом описывается оптическое явление, сопровождающее, к примеру, растворение хлороводорода в воде.

(Пер. с англ. Bitrex)

Метод получения 4:

В колбу помещают 10 г красного фосфора, 20 мл воды и из капельной воронки постепенно приливают (под тягой) 35 мл брома. Выделяющийся газ для очистки пропускают через U-образную трубку, наполненную смесью асбеста с влажным (но не мокрым) красным фосфором.

Выход около 30 л бромоводорода.

Метод получения 5:

В стеклянный цилиндр с пробкой наливают бром, добавляют немного воды и пропускают сероводород. Выделяющийся газ пропускают серез промывную склянку с суспензией красного фосфора в воде для поглощения унесенного брома.

Газ совершенно не содержит сероводорода и получается достаточно чистым даже при быстром пропускании сероводорода.

Метод получения 6:

Смесь порошкообразного бромида калия (120 г) с 200 мл воды охлаждают холодной водой и медленно добавляют 90 мл конц. серной кислоты. Температура смеси не должна превышать 75 °C во избежание образования свободного брома. Реакционную смесь охлаждают до комнатной температуры и отфильтровывают от KHSO₄ на воронке Бюхнера с плотным фильтром. Фильтрат переливают в колбу на 500 мл и перегоняют, нагревая на сетке. После отгонки избытка воды собирают (начиная с температуры, которая на 1 °C ниже температуры кипения азеотропа HBr с Н₂О) фракцию, кипящую при 122,5 °C (740 мм рт.  ст.) или 126 °С (760 мм рт.  ст.). Перегонку прекращают, когда температура начнет падать. Выход составляет ~85%.

Полученная таким образом перегнанная кислота еще содержит около 0,01% H₂SO₄. Полностью очищенный от H₂SO₄ раствор HBr более высокой концентрации получают, когда собирают фракцию, кипящую ниже температуры кипения HBr на 5 °C, и подвергают ее вторичной перегонке, собирая фракцию точно при температуре кипения азеотропной смеси.

[Синтез прислал Bitrex]

Метод получения 7:

Бромистоводородная кислота легко получается действием двуокиси серы на бром в присутствии воды (примечание 7).

В 3-литровой круглодонной колбе смешивают 1200 г (377 мл, 7,5 мол.) брома, 500 мл воды и 1500 г измельченного льда. Через смесь пропускают из баллона сильную струю сернистого газа, причем газоприводящая трубка должна оканчиваться ниже поверхности слоя брома. Сернистый ангидрид пропускают с такой скоростью, чтобы газ полностью поглощался. Во время первой стадии восстановления рекомендуется время от времени взбалтывать смесь (примечание 8). По истечении приблизительно 2-х час. восстановление заканчивается, смесь становится желтой (примечание 9), причем окраска не изменяется при дальнейшем пропускании сернистого газа, избытка которого следует избегать (примечание 10). Чтобы предотвратить потерю газообразного бромистого водорода, рекомендуется во время восстановления реакционную смесь охлаждать.

По окончании процесса восстановления колбу соединяют с нисходящим холодильником и смесь подвергают перегонке. Температура кипения постоянно кипящей бромистоводородной кислоты равна 125—126°/760 мм, однако следует помнить, что при отгонке продукта от смеси с серной кислотой показания термометра не дают возможности судить о составе дестиллата. К концу перегонки, когда вода, содержащая лишь следы бромистого водорода, отгоняется от остатка серной кислоты, термометр может показать температуру до 130° и выше. При повторной перегонке продукта показания термометра соответствуют составу дестиллата. При получении большинства (алкил)бромидов не требуется бромистоводородной кислоты, не содержащей следов серной кислоты; в таких случаях достаточно одной перегонки, течение которой контролируют, определяя удельный вес дестиллата.

По описанному способу из 10,3 кг брома получается 20 кг 48%-ной бромисговодородной кислоты (92% теоретич.). Для приготовления указанного количества кислоты один человек должен затратить 23 часа.

При получении бромистых алкилов в сравнительно большом масштабе бромистоводородную кислоту можно не перегонять, а пользоваться ею непосредственно. Тот факт, что на каждый моль бромистоводородной кислоты в смеси находится 0,5 моля серной кислоты, не является недостатком, так как для этого синтеза как раз требуется серная кислота; в таких случаях ее берут соответственно меньше.

Примечания

7. При восстановлении брома сернистым газом следует иметь в виду, что количество взятой воды должно зависеть от того, будет ли после восстановления полученная смесь перегоняться с целью получения 48%-ной бромистоводородной кислоты или же она будет непосредственно применяться для получения алкилбромидов.

8. Во время первой стадии восстановления колбу с реакционной смесью следует время от времени взбалтывать, чтобы избежать накопления сернистого ангидрида или могущего образоваться бромистого сульфурила, вследствие чего реакция внезапно может пойти слишком бурно. При проверке было сделано более 100 опы­тов по восстановлению брома, количество которого составляло от 0,5 до 2 кг; при этом бурная реакция наблюдалась только в одном или двух случаях, несмотря на то, что жидкость перемешивалась только поступающим газом.

Механическое перемешивание часто является весьма важным фактором для получения хороших выходов. На рис. 5 А и В изображают два типа приспособлений для размешивания, удобных в тех случаях, когда реакционную смесь требуется одновременно кипятить с обратным холодильником. Если величина горла колбы не позво­ляет установить рядом мешалку и холодильник, то применяют Y-образную трубку (рогатый форштосс), изображенную на рис. 6, В, в которую можно вставить мешалку любой формы. Часто бывает необходимо снабдить колбу, кроме мешалки и обратного холодильника, капельной воронкой или термометром. В этом случае очень удобно пользоваться колбой типа, изображенного на рис. 6, А; среднее горло предназначено для мешалки, а оба боковых — для термометра и обратного холодильника.

9. Яркость окраски восстановленного раствора брома зависит, до некоторой степени, от качества брома. При применении технического продукта особо тщательно необходимо следить за наступле­нием конца восстановления, т. е. за переходом от окраски, свойственной брому, к желтовато-коричневому цвету.

10. Избытка сернистого ангидрида следует избегать, так как он выделяется во время перегонки и увлекает с собой значительное количество бромистого алкила. Эти потери бывают особенно заметными при получении бромистых этила и аллила, если не соблюдать указанной выше предосторожности.

Способы получения:

1. Реакцией брома с парами воды и железными стружками. [Лит.]
   
2. Реакцией брома с водородом при 200-300 С на платинированном асбесте. [Лит.]
   
3. Реакцией брома и красного фосфора с водой. [Лит.]
   
4. Гидролизом бромида железа(III) водяным паром при 350-380 С. [Лит.]
   
5. Бромоводород можно получить реакцией тетрагидронафталина с бромом. Выход 94%. [Лит.1]
   C₁₀H₁₂ + 4Br₂ → C₁₀H₈Br₄ + 4HBr
   
6. Бромоводород можно получить реакцией водорода с бромом над платиной нанесенной на силикагель при 375 С. [Лит.1]
   H₂ + Br₂ → 2HBr
   
7. Азеотроп бромоводорода с водой можно получить отгонкой из холодной смеси бромида калия, воды и серной кислоты после фильтрования сульфата калия. [Лит.1]
   2KBr + H₂SO₄ → 2HBr + K₂SO₄
   

Используется для синтеза веществ:

Реакции вещества:

1. 1-Гексин присоединяет бромоводород в присутствии бромида тетраэтиламмония в дихлорметане с образованием 2-бромгекс-1-ена. Выход 89%. [Лит.1]
   CH₃(CH₂)₃C≡CH + HBr → CH₃(CH₂)₃CBr=CH₂
   
2. Пропаргиловый спирт присоединяет бромоводород в присутствии бромида тетраэтиламмония в дихлорметане с образованием 2-бромпроп-2-ен-1-ола, с примесью 3-бромпроп-2-ен-1-ола. Выход 91%. [Лит.1]
   HOCH₂C≡CH + HBr → HOCH₂CBr=CH₂
   
3. Трибромсилан получают реакцией кремния с бромоводородом при нагревании. [Лит.1]
   Si + 3HBr → SiHBr₃ + H₂
   
4. Тионилбромид получают реакцией тионилхлорида с бромоводородом. [Лит.1]
   SOCl₂ + 2HBr → SOBr₂ + 2HCl
   
5. Бромид хромила с примесью хлорида хромила можно получить реакцией хлорида хромила с жидким безводным бромоводородом. [Лит.1]
   CrO₂Cl₂ + 2HBr → CrO₂Br₂ + 2HCl
   
6. Ди-трет-бутилпероксид реагирует с бромоводородом при 0 С с образованием 1,2-дибром-2-метилпропана. Выход 64%. [Лит.1]
7. При 0 С триоксид серы реагирует с бромоводородом с образованием диоксида серы, брома и серной кислоты. [Лит.1]
8. Порошок золота растворяется в смеси диметилсульфоксида с бромоводородной кислотой при нагревании 2-4 часа или при выдерживании в течение недели при комнатной температуре с образованием ряда тетрабромауратных солей. [Лит.1]

Реакции, в которых вещество не участвует:

1. Ванадий не реагирует с соляной, бромоводородной и холодной серной кислотами. [Лит.1]
2. Тантал устойчив к газообразному бромоводороду до 375 С. [Лит.1]

Свойства растворов:

Показатели диссоциации:

Диэлектрическая проницаемость:

Дипольный момент молекулы (в дебаях):

Скорость звука в веществе (в м/с):

Стандартная энтальпия образования ΔH (298 К, кДж/моль):

Стандартная энергия Гиббса образования ΔG (298 К, кДж/моль):

Стандартная энтропия вещества S (298 К, Дж/(моль·K)):

Стандартная мольная теплоемкость C_p (298 К, Дж/(моль·K)):

Энтальпия плавления ΔH_пл (кДж/моль):

Энтальпия кипения ΔH_кип (кДж/моль):

Энтальпия испарения ΔH_исп (кДж/моль)

Критическая температура (в °C):

Критическое давление (в МПа):

Критическая плотность (в г/см³):

Источники информации:

1. Comey A. M., Hahn D. A. A dictionary of Chemical Solubilities Inorganic. - 2 ed. - New York, The MacMillan Company, 1921. - С. 114-115
   
2. Inorganic Syntheses. - Vol. 1. - New York and London, 1939. - С. 149-157
   
3. Olah G.A., Prakash G.K.S., Molnar A., Sommer J. Superacid chemistry. - 2ed. - Wiley, 2009. - С. 62
   
4. Seidell A. Solubilities of inorganic and metal organic compounds. - 3ed., vol.1. - New York: D. Van Nostrand Company, 1940. - С. 568-569
   
5. Девятых Г.Г., Зорин А.Д. Летучие неорганические гидриды особой чистоты. - М.: Наука, 1974. - С. 179-190
   
6. Неводные растворители. - М.: Химия, 1971. - С. 81
   
7. Рабинович В.А., Хавин З.Я. Краткий химический справочник. - Л.: Химия, 1977. - С. 57
   
8. Справочник по растворимости. - Т.1, Кн.1. - М.-Л.: ИАН СССР, 1961. - С. 345
   
9. Справочник по растворимости. - Т.1, Кн.2. - М.-Л.: ИАН СССР, 1962. - С. 996-998
   
10. Справочник химика. - Т. 3. - М.-Л.: Химия, 1965. - С. 78
    
11. Справочник химика. - Т. 3. - М.-Л.: Химия, 1965. - С. 367, 452-453
    
12. Успехи химии. - 1966. - Т.35, №11. - С. 1937 (функция кислотности)
    
13. Химическая энциклопедия. - Т. 1. - М.: Советская энциклопедия, 1988. - С. 320
    

• Отправить пожелания для базы данных (анонимно).