HYDROBROMIC ACID (HBR): ISTRAKTURA, MGA KATANGIAN, PAGBUO - CHEMISTRY - 2025

Ang hydrobromic acid ay isang inorganic compound ay ang may tubig na solusyon ng isang gas na tinatawag na hydrogen bromide. Ang formula ng kemikal nito ay HBr, at maaari itong isaalang-alang sa iba't ibang mga katumbas na paraan: bilang isang molekular na hydride, o isang hydrogen halide sa tubig; iyon ay, isang hydracid.

Sa mga equation ng kemikal dapat itong isulat bilang HBr (ac), sa gayon ay nagpapahiwatig na ito ay ang hydrobromic acid at hindi ang gas. Ang acid na ito ay isa sa pinakamalakas na kilala, kahit na higit pa kaysa sa hydrochloric acid, HCl. Ang paliwanag para sa mga ito ay namamalagi sa likas na katangian ng covalent bond na ito.

Pinagmulan: KES47 sa pamamagitan ng Wikipedia

Bakit ang HBr tulad ng isang malakas na acid, at kahit na mas matunaw sa tubig? Sapagkat ang mahina na bono ng c-covalent ay napaka mahina, dahil sa hindi magandang pag-overlap ng mga orbit ng 1s ng H at 4p ng Br.

Hindi ito nakakagulat kung titingnan mo ang tuktok na imahe, kung saan malinaw na ang bromine atom (brown) ay mas malaki kaysa sa hydrogen atom (puti).

Dahil dito, ang anumang pagkagambala ay nagiging sanhi ng pagsira ng bono ng H-Br, pinakawalan ang H ⁺ ion . Kaya, ang hydrobromic acid ay isang Brönsted acid, dahil naglilipat ito ng mga proton o hydrogen ion. Ang lakas nito ay tulad na ginagamit ito sa synthesis ng iba't ibang mga organobrominated compound (tulad ng 1-Bromo ethane, CH ₃ CH ₂ Br).

Ang Hydrobromic acid ay, pagkatapos ng hydroiodic, HI, isa sa pinakamalakas at pinaka-kapaki-pakinabang na hydracids para sa pagtunaw ng ilang mga solidong sample.

Istraktura ng hydrobromic acid

Ipinapakita ng imahe ang istraktura ng H-Br, na ang mga katangian at katangian, kahit na sa isang gas, ay malapit na nauugnay sa mga may tubig na solusyon. Iyon ang dahilan kung bakit mayroong isang punto kung saan may pagkalito tungkol sa alin sa dalawang compound ay tinutukoy: HBr o HBr (ac).

Ang istraktura ng HBr (ac) ay naiiba sa HBr, dahil ngayon ang mga molekula ng tubig ay naglulutas ng diatomic na molekula na ito. Kapag ito ay malapit na, ang H ⁺ ay inilipat sa isang molekula ng H ₂ O tulad ng ipinahiwatig ng sumusunod na equation ng kemikal:

HBr + H ₂ O => Br ^- + H ₃ O ⁺

Kaya, ang istraktura ng hydrobromic acid ay binubuo ng Br ^- at H ₃ O ⁺ ion na nakikipag-ugnay sa electrostatically. Ngayon, ito ay isang maliit na naiiba kaysa sa covalent bond ng H-Br.

Ang mahusay na kaasiman ay dahil sa ang katunayan na ang napakalaking Br ^- anion ay maaaring bahagyang makihalubilo sa H ₃ O ⁺ , nang hindi mapigilan ito mula sa paglipat ng H ⁺ sa isa pang nakapalibot na mga species ng kemikal.

Acidity

Halimbawa, CL ^- at F ^- bagaman hindi nila bumuo ng covalent Bonds na may H ₃ O ⁺ , sila maaaring makipag-ugnayan sa pamamagitan ng ibang intermolecular pwersa, tulad ng hydrogen Bonds (na kung saan lamang F ^- ay may kakayahang tanggapin). Ang mga bono ng hydrogen F ^- -H-OH ₂ ⁺ "hadlangan" ang donasyon ng H ⁺ .

Ito ay para sa kadahilanang ito na ang hydrofluoric acid, HF, ay isang mas mahina na acid sa tubig kaysa sa hydrobromic acid; mula pa, ang mga ionic na pakikipag-ugnay sa Br ^- H ₃ O ^{+ ay} hindi nakakaapekto sa paglipat ng H ⁺ .

Gayunpaman, bagaman ang tubig ay naroroon sa HBr (aq), ang pag-uugali nito ay kahalintulad sa pagsasaalang-alang ng isang H-Br molekula; iyon ay, ang isang H ⁺ ay inilipat mula sa HBr o Br ^- H ₃ O ⁺ .

Mga katangian ng pisikal at kemikal

Formula ng molekular

HBr.

Ang bigat ng molekular

80.972 g / mol. Tandaan na, tulad ng nabanggit sa nakaraang seksyon, ang HBr lamang ang itinuturing at hindi ang molekula ng tubig. Kung ang timbang ng molekular ay nakuha mula sa formula Br ^- H ₃ O ⁺ magkakaroon ^ito ng isang halaga ng humigit-kumulang na 99 g / mol.

Pisikal na hitsura

Walang kulay o maputlang dilaw na likido, na kung saan ay nakasalalay sa konsentrasyon ng natunaw na HBr. Ang mas dilaw na ito ay, mas puro at mapanganib ito.

Amoy

Acrid, nakakainis.

Amoy na amang

6.67 mg / m ³ .

Density

1.49 g / cm ³ (48% w / w aqueous solution). Ang halagang ito, pati na rin ang para sa mga natutunaw at mga punto ng kumukulo, ay nakasalalay sa halaga ng HBr na natunaw sa tubig.

Temperatura ng pagkatunaw

-11 ° C (12 ° F, 393 ° K) (49% w / w aqueous solution).

Punto ng pag-kulo

122 ° C (252 ° F. 393 ° K) sa 700 mmHg (47-49% w / w aqueous solution).

Pagkakatunaw ng tubig

-221 g / 100 ml (sa 0 ° C).

-204 g / 100 ml (15 ° C).

-130 g / 100 ml (100 ° C).

Ang mga halagang ito ay tumutukoy sa mga gas na HBr, hindi sa hydrobromic acid. Tulad ng nakikita, habang tumataas ang temperatura, bumababa ang solubility ng HBr; pag-uugali na natural sa mga gas. Dahil dito, kung ang mga solusyon sa HBr (aq) ay kinakailangan ay mas mahusay na magtrabaho sa kanila sa mababang temperatura.

Kung nagtatrabaho sa mataas na temperatura, ang HBr ay makakatakas sa anyo ng mga gas na diatomic na molekula, kaya ang reaktor ay dapat na selyadong upang maiwasan ang pagtagas nito.

Density ng singaw

2.71 (may kaugnayan sa hangin = 1).

Acidity pKa

-9.0. Ang negatibong patuloy na ito ay nagpapahiwatig ng mahusay na lakas ng kaasiman

Kapasidad ng caloric

29.1 kJ / mol.

Standard molar enthalpy

198.7 kJ / mol (298 K).

Standard na entropy ng molar

-36.3 kJ / mol.

punto ng pag-aapoy

Hindi masusunog.

Pangngalan

Ang pangalan nito na 'hydrobromic acid' ay pinagsasama ang dalawang katotohanan: ang pagkakaroon ng tubig, at ang bromine ay mayroong isang valence ng -1 sa compound. Sa Ingles medyo maliwanag: ang hydrobromic acid, kung saan ang prefix 'hydro' (o hydro) ay tumutukoy sa tubig; bagaman, sa totoo lang, maaari din itong sumangguni sa hydrogen.

Ang bromine ay may isang valence ng -1 dahil ito ay nakabubuklod sa isang hydrogen atom na mas electronegative kaysa dito; ngunit kung ito ay nakagapos o nakikipag-ugnay sa mga atomo ng oxygen, maaari itong magkaroon ng maraming mga valences, tulad ng: +2, +3, +5 at +7. Gamit ang H maaari lamang itong magpatibay ng isang solong valence, at iyon ang dahilan kung bakit ang pagdidiyeta -ico ay idinagdag sa pangalan nito.

Sapagkat ang HBr (g), hydrogen bromide, ay walang anhid; iyon ay, wala itong tubig. Samakatuwid, ito ay pinangalanan sa ilalim ng iba pang mga pamantayan sa tatak, na naaayon sa mga hydrogen halides.

Paano ito nabuo?

Mayroong maraming mga gawa ng tao para sa paghahanda ng hydrobromic acid. Ang ilan sa kanila ay:

Paghaluin ng hydrogen at bromine sa tubig

Nang hindi naglalarawan ng mga teknikal na detalye, ang acid na ito ay maaaring makuha mula sa direktang paghahalo ng hydrogen at bromine sa isang reaktor na puno ng tubig.

H ₂ + Br ₂ => HBr

Sa ganitong paraan, dahil nabuo ang HBr ay natutunaw ito sa tubig; maaari itong i-drag ito sa mga distillation, kaya maaaring makuha ang mga solusyon na may iba't ibang mga konsentrasyon. Ang hydrogen ay isang gas, at ang bromine ay isang madilim na mapula-pula na likido.

Phosphorus tribromide

Sa isang mas detalyadong proseso, ang buhangin, hydrated red posporus at bromine ay halo-halong. Ang mga traps ng tubig ay inilalagay sa mga paliguan ng yelo upang maiwasan ang HBr na makatakas at bumubuo ng hydrobromic acid sa halip. Ang mga reaksyon ay:

2P + 3Br ₂ => 2PBr ₃

PBr ₃ + 3H ₂ O => 3HBr + H ₃ PO ₃

Sulfur dioxide at bromine

Ang isa pang paraan upang maihanda ito ay upang gumanti ng bromine na may asupre dioxide sa tubig:

Br ₂ + KAYA ₂ + 2H ₂ O => 2HBr + H ₂ KAYA ₄

Ito ay isang reaksyon ng redox. Ang Br ₂ ay nabawasan, nakakakuha ng mga electron, sa pamamagitan ng pag-bonding sa mga hydrogen; Habang ang SO _{2 ay nag-} oxidize, nawawala ang mga electron kapag bumubuo ito ng higit pang mga covalent bond kasama ang iba pang mga oxygen, tulad ng sa asupre acid.

Aplikasyon

Paghahanda ng bromide

Ang mga bromide na asing-gamot ay maaaring ihanda sa pamamagitan ng reaksyon ng HBr (aq) na may isang metal hydroxide. Halimbawa, ang paggawa ng calcium bromide ay isinasaalang-alang:

Ca (OH) ₂ + 2HBr => CaBr ₂ + H ₂ O

Ang isa pang halimbawa ay para sa sodium bromide:

NaOH + HBr => NaBr + H ₂ O

Sa gayon, marami sa mga hindi organikong bromide ang maaaring ihanda.

Sintesis ng alkyl halides

At ano ang tungkol sa mga organikong bromide? Ito ang mga organobrominated compound: RBr o ArBr.

Pag-aalis ng tubig ng alkohol

Ang hilaw na materyal upang makuha ang mga ito ay maaaring maging alkohol. Kapag sila ay protonated ng kaasiman ng HBr, bumubuo sila ng tubig, na isang mahusay na pangkat na umaalis, at sa lugar nito ang napakalaki na Br atom ay isinasama, na magiging covalently bonded na may carbon:

ROH + HBr => RBr + H ₂ O

Ang pag-aalis ng tubig na ito ay isinasagawa sa mga temperatura na higit sa 100 ° C, upang mapadali ang pagsira ng bond na R-OH ₂ ⁺ .

Pagdagdag sa mga alkena at alkynes

Ang molekulang HBr ay maaaring idagdag mula sa may tubig na solusyon sa dobleng o triple na bono ng isang alkena o alkyne:

R ₂ C = CR ₂ + HBr => RHC-CRBr

RC≡CR + HBr => RHC = CRBr

Ang iba't ibang mga produkto ay maaaring makuha, ngunit sa ilalim ng mga simpleng kondisyon, ang produkto ay pangunahing nabuo kung saan ang bromine ay nakatali sa isang pangalawang, tersiyaryo o quaternary carbon (panuntunan ni Markovnikov).

Ang mga halide na ito ay kasangkot sa synthesis ng iba pang mga organikong compound, at ang kanilang saklaw ng paggamit ay napakalawak. Gayundin, ang ilan sa kanila ay maaaring magamit sa synthesis o disenyo ng mga bagong gamot.

Paghuhugas ng mga eter

Mula sa mga eter, maaaring makuha ang dalawang alkyl halides nang sabay-sabay, ang bawat isa ay nagdadala ng isa sa dalawang panig na chain o R 'ng paunang eter RO-R'. Ang isang bagay na katulad ng pag-aalis ng tubig ng alkohol ay nangyayari, ngunit naiiba ang kanilang mekanismo ng reaksyon.

Ang reaksyon ay maaaring balangkas sa sumusunod na equation ng kemikal:

ROR '+ 2HBr => RBr + R'Br

At ang tubig ay pinakawalan din.

Katalista

Ang kaasiman nito ay tulad na maaari itong magamit bilang isang epektibong katalista sa acid. Sa halip na idagdag ang Br ^- anion sa istruktura ng molekular, gumagawa ito ng paraan para sa isa pang molekula na gawin ito.

Mga Sanggunian

1. Graham Solomons TW, Craig B. Fryhle. (2011). Kemikal na Organiko. Amines. ( ^Ika- 10 edisyon.). Wiley Plus.
2. Carey F. (2008). Kemikal na Organiko. (Ika-anim na edisyon). Mc Graw Hill.
3. Steven A. Hardinger. (2017). Isinalarawan na Glossary ng Organic Chemistry: Hydrobromic acid. Nabawi mula sa: chem.ucla.edu
4. Wikipedia. (2018). Hydrobromic acid. Nabawi mula sa: en.wikipedia.org
5. PubChem. (2018). Hydrobromic acid. Nabawi mula sa: pubchem.ncbi.nlm.nih.gov
6. National Institute of Safety and Hygiene sa Trabaho. (2011). Ang hydrogen bromide . Nabawi mula sa: insht.es
7. PrepChem. (2016). Paghahanda ng hydrobromic acid. Nabawi mula sa: prepchem.com