Il acido bromidrico È un composto inorganico che risulta dalla dissoluzione acquosa di un gas chiamato bromuro di idrogeno. La sua formula chimica è HBr, e può essere considerata in diversi modi equivalenti: come un idruro molecolare, o un alogenuro di idrogeno in acqua; cioè un idracido.
Nelle equazioni chimiche dovrebbe essere scritto come HBr (ac), indicando così che è l'acido bromidrico e non il gas. Questo acido è uno dei più forti conosciuti, ancor più dell'acido cloridrico, HCl. La spiegazione di ciò sta nella natura del suo legame covalente.
Perché l'HBr è un acido così forte e ancor più disciolto in acqua? Poiché il legame covalente H-Br è molto debole, a causa della scarsa sovrapposizione degli orbitali 1s di H e 4p di Br.
Ciò non sorprende se guardi attentamente l'immagine sopra, dove chiaramente l'atomo di bromo (marrone) è molto più grande dell'atomo di idrogeno (bianco).
Di conseguenza, qualsiasi disturbo provoca la rottura del legame H-Br, rilasciando lo ione H.+. Quindi, l'acido bromidrico è un acido di Brönsted, poiché trasferisce protoni o ioni idrogeno. La sua forza è tale da essere utilizzata nella sintesi di vari composti organobromurati (come 1-Bromo ethane, CH3CHDueBr).
L'acido bromidrico è, dopo idroiodico, HI, uno degli idracidi più potenti e utili per la digestione di alcuni campioni solidi.
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L'immagine mostra la struttura dell'H-Br, le cui proprietà e caratteristiche, anche se sono quelle del gas, sono strettamente legate alle sue soluzioni acquose. Questo è il motivo per cui arriva un punto in cui c'è confusione su quale dei due composti si riferisce a: HBr o HBr (ac).
La struttura di HBr (ac) è diversa da quella di HBr, poiché ora le molecole d'acqua stanno risolvendo questa molecola biatomica. Quando è abbastanza vicino, l'H viene trasferito+ a una molecola di HDueO come indicato nella seguente equazione chimica:
HBr + HDueO => Br-- + H3O+
Pertanto, la struttura dell'acido bromidrico è costituita da ioni Br-- e H.3O+ interagendo elettrostaticamente. Ora, è un po 'diverso dal legame covalente di H-Br.
La sua elevata acidità è dovuta al voluminoso Br anione- riesce a malapena a interagire con l'H3O+, incapace di impedirti di trasferire l'H+ ad un'altra specie chimica circostante.
Ad esempio, Cl- e la F- sebbene non formino legami covalenti con H.3O+, possono interagire attraverso altre forze intermolecolari, come i legami idrogeno (che solo F- è in grado di accettarli). Legami idrogeno F--H-OHDue+ "Ostacolare" la donazione di H.+.
È per questo motivo che l'acido fluoridrico, HF, è un acido più debole. in acqua rispetto all'acido bromidrico; da allora, le interazioni ioniche Br- H3O+ non disturbare il trasferimento dell'H+.
Tuttavia, sebbene l'acqua sia presente in HBr (aq), il suo comportamento è in definitiva simile a quello di una molecola di H-Br; cioè una H.+ viene trasferito da HBr o da Br-H3O+.
HBr.
80,972 g / mol. Si noti che, come accennato nella sezione precedente, viene considerato solo l'HBr e non la molecola d'acqua. Se il peso molecolare fosse preso dalla formula Br-H3O+ avrebbe un valore di circa 99 g / mol.
Liquido incolore o giallo pallido, che dipenderà dalla concentrazione dell'HBr disciolto. Più è giallo, più sarà concentrato e pericoloso.
Pungente, irritante.
6,67 mg / m3.
1,49 g / cm3 (48% p / p di soluzione acquosa). Questo valore, così come quelli corrispondenti ai punti di fusione e di ebollizione, dipendono dalla quantità di HBr disciolto nell'acqua..
-11 ° C (12 ° F, 393 ° K) (49% p / p soluzione acquosa).
122 ºC (252 ºF. 393 ºK) a 700 mmHg (soluzione acquosa 47-49% p / p).
-221 g / 100 ml (a 0 ° C).
-204 g / 100 ml (15 ºC).
-130 g / 100 ml (100 ºC).
Questi valori si riferiscono all'HBr gassoso, non all'acido bromidrico. Come si può vedere, all'aumentare della temperatura, la solubilità dell'HBr diminuisce; comportamento naturale nei gas. Di conseguenza, se sono necessarie soluzioni concentrate di HBr (aq), è meglio lavorare con esse a basse temperature..
Se si lavora ad alte temperature, l'HBr fuoriesce sotto forma di molecole biatomiche gassose, quindi il reattore deve essere sigillato per evitare la sua fuoriuscita.
2,71 (relativo all'aria = 1).
-9.0. Questa costante negativa è indicativa della sua grande forza di acidità..
29,1 kJ / mol.
198,7 kJ / mol (298 ºK).
-36,3 kJ / mol.
Non infiammabile.
Il suo nome "acido bromidrico" combina due fatti: la presenza di acqua e quel bromo ha una valenza di -1 nel composto. In inglese è un po 'più ovvio: acido bromidrico, dove il prefisso' hydro '(o hydro) si riferisce all'acqua; sebbene, in realtà, possa riferirsi anche all'idrogeno.
Il bromo ha una valenza di -1 perché è legato a un atomo di idrogeno meno elettronegativo di esso; ma se fosse legato o interagisse con atomi di ossigeno, può avere numerose valenze, come: +2, +3, +5 e +7. Con la H può adottare solo una sola valenza, ed è per questo che al suo nome viene aggiunto il suffisso -ico.
Mentre HBr (g), acido bromidrico, è anidro; cioè non ha acqua. Pertanto, è denominato sotto altri standard di nomenclatura, corrispondenti a quello degli alogenuri di idrogeno..
Esistono diversi metodi sintetici per preparare l'acido bromidrico. Alcuni di loro sono:
Senza descrivere i dettagli tecnici, questo acido può essere ottenuto dalla miscelazione diretta di idrogeno e bromo in un reattore riempito d'acqua..
HDue + BrDue => HBr
In questo modo, man mano che si forma l'HBr, si dissolve nell'acqua; questo può trascinarlo nelle distillazioni, quindi si possono estrarre soluzioni con diverse concentrazioni. L'idrogeno è un gas e il bromo è un liquido rossastro scuro.
In un processo più elaborato, sabbia, fosforo rosso idratato e bromo vengono miscelati. Le trappole per l'acqua vengono poste in bagni di ghiaccio per impedire la fuoriuscita di HBr e la formazione di acido bromidrico. Le reazioni sono:
2P + 3BrDue => 2PBr3
PBr3 + 3HDueO => 3HBr + H3PO3
Un altro modo per prepararlo è reagire il bromo con l'anidride solforosa nell'acqua:
BrDue + SWDue + 2HDueO => 2HBr + HDueSW4
Questa è una reazione redox. Il BRDue riduce, guadagna elettroni, legandosi con gli idrogeni; mentre il SODue si ossida, perde elettroni, quando forma legami più covalenti con altri ossigeni, come nell'acido solforico.
I sali di bromuro possono essere preparati facendo reagire HBr (aq) con un idrossido di metallo. Ad esempio, si considera la produzione di bromuro di calcio:
Ca (OH)Due + 2HBr => CaBrDue + HDueO
Un altro esempio è per il bromuro di sodio:
NaOH + HBr => NaBr + HDueO
Pertanto, molti dei bromuri inorganici possono essere preparati.
E i bromuri organici? Questi sono composti organobromurati: RBr o ArBr.
La materia prima per ottenerli possono essere gli alcoli. Quando sono protonati dall'acidità di HBr, formano l'acqua, che è un buon gruppo uscente, e al suo posto viene incorporato l'ingombrante atomo di Br, che si legherà covalentemente al carbonio:
ROH + HBr => RBr + HDueO
Questa disidratazione viene effettuata a temperature superiori a 100 ° C, con lo scopo di facilitare la rottura del legame R-OH.Due+.
La molecola HBr può essere aggiunta dalla sua soluzione acquosa al doppio o triplo legame di un alchene o alchino:
RDueC = CRDue + HBr => RHC-CRBr
RC≡CR + HBr => RHC = CRBr
È possibile ottenere diversi prodotti, ma in condizioni semplici, il prodotto si forma principalmente dove il bromo è legato a un carbonio secondario, terziario o quaternario (regola di Markovnikov).
Questi alogenuri sono coinvolti nella sintesi di altri composti organici e la loro gamma di usi è molto ampia. Allo stesso modo, alcuni di essi possono anche essere utilizzati nella sintesi o nella progettazione di nuovi farmaci..
Dagli eteri si possono ottenere contemporaneamente due alogenuri alchilici, ciascuno portante una delle due catene laterali R o R 'dell'etere iniziale R-O-R'. Succede qualcosa di simile alla disidratazione degli alcoli, ma il loro meccanismo di reazione è diverso.
La reazione può essere delineata con la seguente equazione chimica:
ROR '+ 2HBr => RBr + R'Br
E viene rilasciata anche l'acqua.
La sua acidità è tale da poter essere utilizzato come efficace catalizzatore acido. Invece di aggiungere l'anione Br- alla struttura molecolare, lascia il posto a un'altra molecola per farlo.
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