- Cấu trúc của axit hydrobromic
- Tính axit
- Các tính chất vật lý và hóa học
- Công thức phân tử
- Trọng lượng phân tử
- Ngoại hình
- Mùi
- Ngưỡng mùi
- Tỉ trọng
- Độ nóng chảy
- Điểm sôi
- Khả năng hòa tan trong nước
- Mật độ hơi
- Độ chua pKa
- Công suất calo
- Entanpi mol tiêu chuẩn
- Entropy mol tiêu chuẩn
- điểm đánh lửa
- Danh pháp
- Nó được hình thành như thế nào?
- Hỗn hợp hydro và brom trong nước
- Phosphori Tribromide
- Lưu huỳnh đioxit và brom
- Các ứng dụng
- Điều chế bromua
- Tổng hợp ankyl halogenua
- Sự khử nước của rượu
- Bổ sung cho anken và anken
- Sự phân cắt ete
- Chất xúc tác
- Người giới thiệu
Các axit hydrobromic là một hợp chất vô cơ là dung dịch nước của một chất khí gọi là bromide hydro. Công thức hóa học của nó là HBr, và nó có thể được coi theo những cách tương đương khác nhau: như một hiđrua phân tử, hoặc một hiđro halogenua trong nước; đó là, một hydracid.
Trong phương trình hóa học, nó phải được viết là HBr (ac), do đó chứng tỏ rằng nó là axit hydrobromic chứ không phải khí. Axit này là một trong những axit mạnh nhất được biết đến, thậm chí còn hơn cả axit clohydric, HCl. Lời giải thích cho điều này nằm ở bản chất của liên kết cộng hóa trị của nó.
Nguồn: KES47 qua Wikipedia
Tại sao HBr là một axit mạnh như vậy, và thậm chí nó còn hòa tan nhiều hơn trong nước? Vì liên kết cộng hóa trị H-Br rất yếu, do sự xen phủ kém của obitan 1s của H và 4p của Br.
Điều này không có gì đáng ngạc nhiên nếu bạn nhìn kỹ hình ảnh trên cùng, nơi rõ ràng nguyên tử brom (màu nâu) lớn hơn nhiều so với nguyên tử hydro (màu trắng).
Do đó, bất kỳ sự xáo trộn nào cũng làm cho liên kết H-Br bị phá vỡ, giải phóng ion H + . Vì vậy, axit hydrobromic là một axit Brönsted, vì nó chuyển proton hoặc ion hydro. Sức mạnh của nó là do nó được sử dụng trong quá trình tổng hợp các hợp chất được ion hóa hữu cơ khác nhau (chẳng hạn như 1-Bromo etan, CH 3 CH 2 Br).
Axit hydrobromic, sau hydroiodic, HI, một trong những hydracid mạnh nhất và hữu ích nhất để phân hủy một số mẫu rắn.
Cấu trúc của axit hydrobromic
Hình ảnh cho thấy cấu trúc của H-Br, mà các tính chất và đặc điểm của nó, thậm chí là của một chất khí, có liên quan chặt chẽ đến dung dịch nước của nó. Đó là lý do tại sao có sự nhầm lẫn về hợp chất nào trong số hai hợp chất được gọi là: HBr hoặc HBr (ac).
Cấu trúc của HBr (ac) khác với cấu trúc của HBr, vì bây giờ các phân tử nước đang giải phân tử tảo cát này. Khi nó đủ gần, H + được chuyển thành một phân tử H 2 O theo phương trình hóa học sau:
HBr + H 2 O => Br - + H 3 O +
Như vậy, cấu trúc của axit hydrobromic bao gồm các ion Br - và H 3 O + tương tác tĩnh điện. Bây giờ, nó khác một chút so với liên kết cộng hóa trị của H-Br.
Tính axit cao của nó là do anion Br - cồng kềnh hầu như không thể tương tác với H 3 O + , mà không thể ngăn nó chuyển H + sang một loại hóa chất khác xung quanh.
Tính axit
Ví dụ, Cl - và F - mặc dù chúng không tạo liên kết cộng hóa trị với H 3 O + , chúng có thể tương tác thông qua các lực liên phân tử khác, chẳng hạn như liên kết hydro (mà chỉ F - có khả năng chấp nhận). Liên kết hiđro F - -H-OH 2 + "cản trở" sự hiến tặng H + .
Chính vì lý do này mà axit flohiđric, HF, là một axit yếu hơn trong nước so với axit hydrobromic; vì tương tác ion Br - H 3 O + không ảnh hưởng đến sự chuyển H + .
Tuy nhiên, mặc dù nước có trong HBr (aq), hành vi của nó cuối cùng tương tự như khi xem xét phân tử H-Br; nghĩa là, một H + được chuyển từ HBr hoặc Br - H 3 O + .
Các tính chất vật lý và hóa học
Công thức phân tử
HBr.
Trọng lượng phân tử
80,972 g / mol. Lưu ý rằng, như đã đề cập trong phần trước, chỉ HBr được xem xét chứ không phải phân tử nước. Nếu trọng lượng phân tử được lấy theo công thức Br - H 3 O + thì nó sẽ có giá trị xấp xỉ 99 g / mol.
Ngoại hình
Chất lỏng không màu hoặc màu vàng nhạt, sẽ phụ thuộc vào nồng độ của HBr hòa tan. Càng về sau màu vàng càng đậm đặc và nguy hiểm.
Mùi
Chát, gây khó chịu.
Ngưỡng mùi
6,67 mg / m 3 .
Tỉ trọng
1,49 g / cm 3 (dung dịch nước 48% w / w). Giá trị này, cũng như giá trị của điểm nóng chảy và điểm sôi, phụ thuộc vào lượng HBr hòa tan trong nước.
Độ nóng chảy
-11 ° C (12 ° F, 393 ° K) (dung dịch nước 49% w / w).
Điểm sôi
122 ° C (252 ° F. 393 ° K) ở 700 mmHg (dung dịch nước 47-49% w / w).
Khả năng hòa tan trong nước
-221 g / 100 ml (ở 0 ° C).
-204 g / 100 ml (15 ° C).
-130 g / 100 ml (100 ° C).
Các giá trị này đề cập đến HBr ở thể khí, không phải axit hydrobromic. Có thể thấy, khi nhiệt độ tăng, khả năng hòa tan của HBr giảm; hành vi đó là tự nhiên trong khí. Do đó, nếu cần các dung dịch HBr (aq) đậm đặc thì tốt hơn nên làm việc với chúng ở nhiệt độ thấp.
Nếu làm việc ở nhiệt độ cao, HBr sẽ thoát ra dưới dạng các phân tử diatomic ở thể khí, vì vậy lò phản ứng phải được đậy kín để tránh rò rỉ.
Mật độ hơi
2,71 (so với không khí = 1).
Độ chua pKa
-9,0. Hằng số âm này thể hiện độ axit lớn của nó.
Công suất calo
29,1 kJ / mol.
Entanpi mol tiêu chuẩn
198,7 kJ / mol (298 K).
Entropy mol tiêu chuẩn
-36,3 kJ / mol.
điểm đánh lửa
Không dễ cháy.
Danh pháp
Tên gọi của nó là 'axit hydrobromic' kết hợp hai sự kiện: sự có mặt của nước và brom có hóa trị -1 trong hợp chất. Trong tiếng Anh thì rõ ràng hơn: axit hydrobromic, trong đó tiền tố 'hydro' (hoặc hydro) dùng để chỉ nước; mặc dù trên thực tế, nó cũng có thể chỉ hydro.
Brom có hóa trị -1 vì nó liên kết với nguyên tử hiđro có độ âm điện nhỏ hơn nó; nhưng nếu nó được liên kết hoặc tương tác với các nguyên tử oxy, nó có thể có nhiều hóa trị, chẳng hạn như: +2, +3, +5 và +7. Với chữ H, nó chỉ có thể áp dụng một hóa trị duy nhất, và đó là lý do tại sao hậu tố -ico được thêm vào tên của nó.
Trong khi HBr (g), hydro bromua, ở dạng khan; nghĩa là nó không có nước. Do đó, nó được đặt tên theo các tiêu chuẩn danh pháp khác, tương ứng với tên gọi của hydro halogenua.
Nó được hình thành như thế nào?
Có một số phương pháp tổng hợp để điều chế axit hydrobromic. Một số trong số đó là:
Hỗn hợp hydro và brom trong nước
Không cần mô tả chi tiết kỹ thuật, axit này có thể thu được từ quá trình trộn trực tiếp hydro và brom trong một lò phản ứng chứa đầy nước.
H 2 + Br 2 => HBr
Bằng cách này, khi HBr được hình thành, nó sẽ hòa tan trong nước; điều này có thể kéo nó trong quá trình chưng cất, vì vậy có thể chiết xuất các dung dịch với nồng độ khác nhau. Hiđro là chất khí, còn brom là chất lỏng màu đỏ sẫm.
Phosphori Tribromide
Trong một quá trình phức tạp hơn, cát, phốt pho đỏ ngậm nước và brom được trộn. Các bẫy nước được đặt trong bể nước đá để ngăn HBr thoát ra ngoài và thay vào đó tạo thành axit hydrobromic. Các phản ứng là:
2P + 3Br 2 => 2PBr 3
PBr 3 + 3H 2 O => 3HBr + H 3 PO 3
Lưu huỳnh đioxit và brom
Một cách khác để điều chế nó là phản ứng brom với lưu huỳnh đioxit trong nước:
Br 2 + SO 2 + 2H 2 O => 2HBr + H 2 SO 4
Đây là một phản ứng oxi hóa khử. Br 2 bị khử, nhận electron, do liên kết với các hydro; Trong khi SO 2 bị oxy hóa, nó sẽ mất điện tử khi tạo nhiều liên kết cộng hóa trị với các oxy khác, như trong axit sulfuric.
Các ứng dụng
Điều chế bromua
Có thể điều chế muối bromua bằng cách cho HBr (aq) phản ứng với một hiđroxit kim loại. Ví dụ, việc sản xuất canxi bromua được coi là:
Ca (OH) 2 + 2HBr => CaBr 2 + H 2 O
Một ví dụ khác là đối với natri bromua:
NaOH + HBr => NaBr + H 2 O
Do đó, nhiều bromua vô cơ có thể được điều chế.
Tổng hợp ankyl halogenua
Và những gì về bromua hữu cơ? Đây là các hợp chất cơ quan được crôm hóa: RBr hoặc ArBr.
Sự khử nước của rượu
Nguyên liệu để thu được chúng có thể là rượu. Khi chúng được proton hóa bởi tính axit của HBr, chúng tạo thành nước, là một nhóm rời tốt, và tại vị trí của nó, nguyên tử Br cồng kềnh được kết hợp, sẽ trở thành liên kết cộng hóa trị với cacbon:
ROH + HBr => RBr + H 2 O
Quá trình khử nước này được thực hiện ở nhiệt độ trên 100 ° C, để tạo điều kiện phá vỡ liên kết R-OH 2 + .
Bổ sung cho anken và anken
Phân tử HBr có thể được thêm từ dung dịch nước của nó vào liên kết đôi hoặc liên kết ba của anken hoặc anken:
R 2 C = CR 2 + HBr => RHC-CRBr
RC≡CR + HBr => RHC = CRBr
Có thể thu được nhiều sản phẩm khác nhau, nhưng trong các điều kiện đơn giản, sản phẩm chủ yếu được tạo thành khi brom liên kết với cacbon bậc hai, bậc ba hoặc bậc bốn (quy tắc Markovnikov).
Các halogen này tham gia vào quá trình tổng hợp các hợp chất hữu cơ khác, và phạm vi sử dụng của chúng rất rộng rãi. Tương tự như vậy, một số trong số chúng thậm chí có thể được sử dụng trong quá trình tổng hợp hoặc thiết kế các loại thuốc mới.
Sự phân cắt ete
Từ ete, có thể thu được đồng thời hai ankyl halogenua, mỗi cái mang một trong hai mạch bên R hoặc R 'của ete ban đầu RO-R'. Điều gì đó tương tự như sự mất nước của rượu xảy ra, nhưng cơ chế phản ứng của chúng khác nhau.
Phản ứng có thể được lập thành phương trình hóa học sau:
ROR '+ 2HBr => RBr + R'Br
Và nước cũng được giải phóng.
Chất xúc tác
Tính axit của nó đến mức nó có thể được sử dụng như một chất xúc tác axit hiệu quả. Thay vì thêm anion Br - vào cấu trúc phân tử, nó nhường chỗ cho một phân tử khác làm điều đó.
Người giới thiệu
- Graham Solomons TW, Craig B. Fryhle. (2011). Hóa học hữu cơ. Các amin. ( Tái bản lần thứ 10. ). Wiley Plus.
- Carey F. (2008). Hóa học hữu cơ. (Tái bản lần thứ sáu). Đồi Mc Graw.
- Steven A. Hardinger. (2017). Thuật ngữ minh họa Hóa học hữu cơ: Axit hydrobromic. Được phục hồi từ: chem.ucla.edu
- Wikipedia. (2018). Axit hydrobromic. Khôi phục từ: en.wikipedia.org
- PubChem. (2018). Axit hydrobromic. Được khôi phục từ: pubchem.ncbi.nlm.nih.gov
- Viện An toàn và Vệ sinh lao động Quốc gia. (2011). Hydro bromua . Được khôi phục từ: insht.es
- PrepChem. (2016). Điều chế axit hydrobromic. Được khôi phục từ: prepchem.com