Brometo de Hidrogênio (HBr) Características, Síntese e Usos

O brometo de hidrogênio, um composto químico de fórmula HBr, é uma molécula diatômica com uma ligação covalente. O composto é classificado como halogeneto de hidrogénio, sendo um gás incolor que após a dissolução em água forma ácido bromídrico saturando a 68,85% p / p à temperatura ambiente.

Soluções aquosas a 47,6% p / p formam uma mistura azeotrópica em ebulição constante a ferver a 124,3 graus centígrados. As soluções menos concentradas, à ebulição, liberam H2O até que a composição da mistura azeotrópica em ebulição constante seja alcançada.

Índice

• 1 Propriedades físicas e químicas
• 2 Reatividade e riscos
• 3 Manuseio e armazenamento
• 4 Síntese
• 5 usos
• 6 referências

Propriedades físicas e químicas

O brometo de hidrogênio é um gás incolor à temperatura ambiente com um cheiro azedo e irritante. O composto é estável, mas escurece pouco a pouco quando exposto ao ar ou à luz, como ilustrado na Figura 2 (National Center for Biotechnology Information, S.F.).

Tem um peso molecular de 80,91 g / mol e uma densidade de 3,307 g / L, o que o torna mais pesado que o ar. O gás se condensa produzindo um líquido incolor com um ponto de ebulição de -66,73 graus centígrados.

Continuando a esfriar, o líquido solidifica obtendo cristais brancos, cujo ponto de fusão é de -86,82 graus Celsius com uma densidade de 2,603 ​​g / ml (Egon Wiberg, 2001). A aparência desses cristais é ilustrada na figura 3.

A distância de ligação entre bromo e hidrogênio é 1,414 angstrom e sua energia de dissociação é de 362,5 kJ / mol.

O brometo de hidrogênio é mais solúvel em água que o cloreto de hidrogênio, podendo dissolver 221 g em 100 ml de água a 0 grau Celsius, o que equivale a um volume de 612 litros desse gás para cada litro de água. Também é solúvel em álcool e outros solventes orgânicos.

Em solução aquosa (ácido bromídrico) as propriedades ácidas do HBr são dominantes (como no caso do HF e do HCl) e, na ligação entre o hidrogênio e o halogênio, é mais fraco no caso do brometo de hidrogênio que no o cloreto de hidrogio.

Portanto, se o cloro é passado através de brometo de hidrogênio, a formação de vapores castanhos característicos do bromo molecular é observada. A reação que explica isso é o seguinte:

2HBr + Cl2 → 2HCl + Br2

Isto é indicativo de que o brometo de hidrogénio é um agente redutor mais forte do que o cloreto de hidrogénio e que o cloreto de hidrogénio é um melhor agente oxidante.

O brometo de hidrogênio é um ácido anidro forte (sem água). Reage rapidamente e exotermicamente com bases de todos os tipos (incluindo aminas e amidas).

Reage exotermicamente com carbonatos (incluindo calcário e materiais de construção contendo calcário) e carbonatos de hidrogênio para gerar dióxido de carbono.

Reage com sulfuretos, carbonetos, boretos e fosforetos para gerar gases tóxicos ou inflamáveis.

Reage com muitos metais (incluindo alumínio, zinco, cálcio, magnésio, ferro, estanho e todos os metais alcalinos) para gerar gás hidrogênio inflamável.

Responda violentamente com:

• anidrido acético
• 2-aminoetanol
• hidróxido de amônio
• fosfeto de cálcio
• ácido clorossulfônico
• 1,1-difluoroetileno
• etilenodiamina
• etilenoimina
• ácido sulfúrico fumegante
• ácido perclórico
• b-propiolactona
• óxido de propileno
• perclorato de prata
• Fosfeto de urânio (IV)
• acetato de vinil
• carboneto de cálcio
• carboneto de rubídio
• acetileto de césio
• acetileto de rubídio
• boreto de magnésio
• sulfato de mercúrio (II)
• fosfeto de cálcio
• Carboneto de cálcio (ficha técnica química, 2016).

Reatividade e Perigos

O brometo de hidrogênio é classificado como um composto corrosivo e irritante. É extremamente perigoso em caso de contato com a pele (irritante e corrosiva) e olhos (irritante) e em casos de ingestão e inalação (irritante do pulmão).

O composto é armazenado em recipientes pressurizados de gás liquefeito. A exposição prolongada ao fogo ou ao calor intenso pode resultar na ruptura violenta do recipiente pressurizado, que pode disparar liberando vapores tóxicos irritantes.

A exposição prolongada a baixas concentrações ou a exposição a curto prazo a altas concentrações pode resultar em efeitos adversos à saúde devido à inalação.

A decomposição térmica do brometo de hidrogênio anidro produz gases de bromo tóxico. Pode se tornar inflamável se reagir liberando hidrogênio. Em contato com o cianeto produz gases tóxicos de cianeto de hidrogênio.

A inalação causa irritação severa do nariz e do trato respiratório superior, o que pode causar lesão pulmonar.

A ingestão causa queimaduras na boca e no estômago. O contato com os olhos causa irritação severa e queimaduras. O contato com a pele causa irritação e queimaduras.

Se este produto químico em solução entrar em contato com os olhos, eles devem ser lavados imediatamente com grandes quantidades de água, levantando ocasionalmente as pálpebras inferiores e superiores.

As lentes de contato não devem ser usadas ao trabalhar com este produto químico. Se o tecido ocular estiver congelado, você deve procurar atendimento médico imediato.

Se o tecido não estiver congelado, lave os olhos imediatamente e completamente com grandes quantidades de água por pelo menos 15 minutos, levantando ocasionalmente as pálpebras inferiores e superiores.

Se irritação, dor, inchaço ou dilaceração persistirem, procure atendimento médico o mais rápido possível.

Se este produto químico em solução entrar em contato com a pele e não produzir congelamento, lave imediatamente a pele contaminada com água.

Se este produto químico penetra na roupa, retire imediatamente a roupa e lave a pele com água.

Se ocorrer congelamento, procure atendimento médico imediatamente. Não esfregue as áreas afetadas nem enxágüe com água. Para evitar mais danos nos tecidos, não tente remover roupas congeladas de áreas com gelo.

Se grandes quantidades desta substância química forem inaladas, a pessoa exposta deve ser movida para o ar fresco imediatamente. Se a respiração parou, realize a ressuscitação boca a boca. A vítima deve ser mantida aquecida e em repouso, além de tentar obter atendimento médico o mais rápido possível.

Se este produto químico em solução tiver sido ingerido, procure assistência médica imediatamente.

Manuseio e armazenamento          

Os cilindros de brometo de hidrogênio devem ser armazenados em local fresco e bem ventilado. Seu manuseio deve ser com ventilação adequada. Deve ser armazenado somente quando a temperatura não exceder 52 graus Celsius.

Os recipientes devem estar firmemente presos na posição vertical para evitar que caiam ou sejam atingidos. Além disso, instale a tampa protetora da válvula, se fornecida, firmemente no lugar manualmente, bem como armazene os contêineres cheios e vazios separadamente (praxair inc., 2016).

Ao manusear o produto sob pressão, tubos e equipamentos projetados adequadamente devem ser usados ​​para suportar as pressões encontradas. Nunca trabalhe em um sistema pressurizado e use um dispositivo de prevenção de fluxo de retorno na tubulação. Os gases podem causar sufocação rápida devido à deficiência de oxigênio.

Armazenar e usar com ventilação adequada é importante. Se ocorrer um vazamento, feche a válvula do recipiente e desligue o sistema de maneira segura e ambientalmente correta. Em seguida, repare o vazamento. Nunca coloque um recipiente onde possa fazer parte de um circuito elétrico.

Luvas de segurança de couro e sapatos devem ser usados ​​ao manusear cilindros. Estes devem ser protegidos e para isso você deve evitar arrastar, rolar ou deslizá-los.

Ao mover o cilindro, a tampa da válvula removível deve sempre ser mantida no lugar. Nunca tente levantar um cilindro pela tampa, que serve apenas para proteger a válvula.

Ao mover os cilindros, mesmo para curtas distâncias, use um carro (carrinho, carrinho de mão, etc.) projetado para transportar cilindros.

Nunca insira um objeto (por exemplo, chave de fenda, chave de fenda, barra de alavanca) nas aberturas da tampa, pois isso pode danificar a válvula e causar um vazamento.

Uma chave de correia ajustável é usada para remover as tampas que estão muito apertadas ou enferrujadas. A válvula deve abrir lentamente e, se isso for impossível, você deve parar de usar e entrar em contato com seu fornecedor. Naturalmente, a válvula do recipiente deve ser fechada após cada uso.

Este contêiner deve ser mantido fechado mesmo quando vazio. Nunca coloque uma chama ou calor localizado diretamente em qualquer parte do recipiente. Altas temperaturas podem danificar o recipiente e fazer com que o dispositivo de alívio de pressão falhe prematuramente, ventilando o conteúdo do contêiner (praxair inc., 2016).

Síntese

O gás de brometo de hidrogénio pode ser produzido no laboratório por bromação de tetralina (1, 2, 3, 4-tetra-hidronaftaleno). A desvantagem é que metade do bromo é perdido. O rendimento é de aproximadamente 94%, ou o que é o mesmo, 47% do bromo termina como HBr.

C₁₀H₁₂ + 4 br₂ → C₁₀H₈Br₄ + 4 HBr

O gás brometo de hidrogênio também pode ser sintetizado em laboratório pela reação do ácido sulfúrico concentrado sobre o brometo de sódio.

NaBr (s) + H₂SO₄ → HBr (g) + NaHSO₄

A desvantagem deste método é que grande parte do produto é perdido por oxidação com excesso de ácido sulfúrico para formar bromo e dióxido de enxofre.

2 HBr + H₂SO₄ → Br₂ + SO₂ + 2 H₂O

O brometo de hidrogênio pode ser preparado em laboratório pela reação entre gás hidrogênio purificado e bromo. Este é catalisado pelo amianto de platina e é realizado em um tubo de quartzo a 250 ° C.

Br₂ + H₂[Pt] → 2 HBr

Brometo de hidrogénio anidro em pequena escala pode também ser produzido por termólise de brometo de trifenilfosfónio em xileno a refluxo.

O HBr pode ser obtido pelo método do fósforo vermelho. Em primeiro lugar, o fósforo vermelho é adicionado à água do reactor e, em seguida, lentamente, obtém-se baixa agitação bromo e a reacção de ácido bromídrico e ácido fosforoso por sedimentação, filtração e ácido bromídrico destilação.

P₄+6 Br₂+12 H₂O → 12 HBr + 4 H₃PO₃

O brometo de hidrogênio preparado pelos métodos acima pode ser contaminado com Br₂, que pode ser removido passando o gás através de uma solução de fenol em tetraclorometano ou outro solvente adequado à temperatura ambiente, produzindo 2,4,6-tribromofenol e gerando assim mais HBr.

Este processo pode também ser realizado através de chips de cobre ou gaze de cobre a alta temperatura (Hidrogénio: brometo de hidrogénio, 1993-2016).

Usos

O HBr é utilizado no fabrico de brometos orgânicos, tais como brometo de metilo, bromoetano, etc, e inorgânicos, tais como brometo de sódio, brometo de potássio, brometo de lítio e brometo de cálcio, etc.

Também é utilizado em aplicações fotográficas e farmacêuticas ou para a síntese de sedativos e anestésicos. Além disso, é aplicado em secagem industrial, acabamento têxtil, agentes de revestimento, tratamento de superfície e agentes à prova de fogo.

O composto também é usado para gravar folhas de polissilício, para a fabricação de chips de computador (Interscan Corporation, 2017).

O brometo de hidrogênio é um bom solvente para alguns minerais metálicos, usado no refinamento de metais de alta pureza.

Na indústria de petróleo, é usado como uma separação de compostos alcoxi e fenoxi, e um catalisador para a oxidação de hidrocarbonetos cíclicos e hidrocarbonetos na cadeia a cetonas, ácido ou peróxido. Também é usado em corantes sintéticos e especiarias.

Um HBr gás de alta qualidade é utilizada para gravar e limpa para a matéria-prima de semicondutores (Showa Denko K.K., n.d.).

O composto é usado como reagente analítico para a determinação de enxofre, selénio, bismuto, zinco e ferro., Para separar o arsénio e antimónio estanho. É um catalisador de alquilação e agente redutor usado na síntese orgânica.

O brometo de hidrogênio pode ser usado para a produção de ácido bromídrico. O ácido bromídrico é um ácido mineral muito forte, mais forte que o ácido clorídrico.

O HBr é altamente reativo e corrosivo para a maioria dos metais. O ácido é um reagente comum em química orgânica, usado para oxidação e catálise. Também é eficaz na extração de certos minerais metálicos (brometo de hidrogênio, 2016).

Referências

1. Interscan Corporation. (2017). Instrumentação de Monitoramento de Brometo de Hidrogênio e Brometo de Hidrogênio. Retirado de gasdetection.com.
2. Folha de Dados Químicos. (2016). Retirado de BRIDIDO DE HIDROGÊNIO, ANHYDROUS: cameochemicals.noaa.gov.
3. Egon Wiberg, N. W. (2001). Química Inorgânica Imprensa acadêmica.
4. Brometo de hidrogênio. (2016). Obtido do ChemicalBook.
5. Hidrogênio: brometo de hidrogênio. (1993-2016). Retirado de WebElements.
6. Ficha de Informações de Segurança de Produto Químico Brometo de hidrogênio. (2005, 9 de outubro). Obtido em sciencelab.com.
7. Centro Nacional de Informações sobre Biotecnologia. (S.F.). Banco de Dados Composto PubChem; CID = 260. Obtido em pubchem.ncbi.nlm.nih.gov.
8. praxair inc. (2016, 17 de outubro). Brometo de hidrogénio anidro Ficha de segurança P-4605. Retirado de praxair.com.
9. SHOWA DENKO K.K. (s.f.) brometo de hidrogénio. Obtido em www.sdk.co.jp.