Bromo
Plantilla:Ficha d'element químic
El bromo és un element químic de número atómico 35 situat en el grup dels halógenos (grup VII A) de la taula periòdica dels elements. El seu símbol és Br.[1][2]
El bromo a temperatura ambiente és un líquit roig, volàtil i dens. El seu reactivitat és intermija entre el clor i el yodo. En estat líquit és perillós per al teixit humà i els seus vapors, l'emanació dels quals es pot apreciar clarament a temperatura ambiente, irriten nas, gola i ulls, inclús en llocs ventilats.
El bromo elemental és molt reactiu i, per tant, no es troba lliure en la naturalea, sino en sales minerals cristalines incoloras d'halur, anàlogues a la sal de taula (clorur de sodi) Encara que és prou rar en la corfa terrestre, l'alta solubilidad del ion bromur (Br-) ha provocat la seua acumulació en els oceans. Comercialment, l'element s'extrau fàcilment dels estanys d'evaporament de salmorra, sobretot en Estats Units, Israel i China. La massa de bromo en els oceans és aproximadament una trescientosava part de la del clor.
En condicions normalisades de pressió i temperatura és un líquit; l'únic un atre element que és líquit en estes condicions és el mercuri. A altes temperatures, els composts de organobromo es disocian fàcilment per a donar lloc a àtoms de bromo lliures, un procés que deté les reaccions químiques en cadena dels radicals lliures. Este efecte fa que els composts de organobromo siguen útils com retardantes del fòc, i més de la mitat del bromo que es produïx cada any en el món es destina a este fi. La mateixa propietat fa que la llum solar ultravioleta disocie els composts organobromados volàtils en l'atmòsfera per a donar lloc a àtoms de bromo lliures, lo que provoca l'agotament de l'ozon. Per això, molts composts organobromados, com el pesticida bromur de metilo, han deixat d'utilisar-se. Els composts de bromo se seguixen utilisant en els decorreguts de perforació de pous, en les películes fotogràfiques i com a intermig en la fabricació de productes químics orgànics.
Les sals de bromur en grans cantitats són tòxiques per l'acció dels ions de bromur solubles, causant bromismo. No obstant, recentment s'ha dilucidat un clar paper biològic per al ion bromur i el àcit hipobromoso, i ara sembla que el bromo és un oligoelemento essencial en els sers humans. El paper dels composts biològics de organobromo en la vida marina, com les algues, es coneix des de fa molt més temps. Com a producte farmacèutic, el ion bromur simple (Br -) té efectes inhibidors sobre el sistema nerviós central, i les sals de bromur varen ser en el seu dia un important sedante mèdic, abans de ser substituïdes per fàrmacs d'acció més curta. Conserven usos especialisats com antiepilépticos.
Història
[editar | editar còdic]
El bromo (del grec βρῶμος, bromos, que significa "pudor" o pestilència) va ser descobert en 1826 per Antoine-Jérôme Balard[3] [4] i independentment per Carl Jacob Löwig[5] en 1825 i 1826, respectivament.[6] Pero no es va produir en cantitats importants fins a 1860.
Löwig va aïllar el bromo d'un manantial d'aigua mineral de la seua ciutat natal Bad Kreuznach en 1825. Löwig va utilisar una solució de la sal mineral saturada de clor i va extraure el bromo en éter dietílico. Despuix de l'evaporament de l'éter, va quedar un líquit marró. En este líquit com a mostra del seu treball va solicitar un lloc en el laboratori de Leopold Gmelin en Heidelberg. La publicació dels resultats es va retardar i Balard va publicar primer els seus resultats.[7]
Balard va trobar substàncies químiques de bromo en les cendres d'algues de les marismas de Montpeller. Les algues s'utilisaven per a produir yodo, pero també contenien bromo. Balard va destilar el bromo a partir d'una solució de cendres d'algues saturada de clor. Les propietats de la substància resultant eren intermiges entre les del clor i les del yodo, per lo que va intentar demostrar que la substància era monocloruro de yodo (ICl), pero despuix de fracassar en el seu intent va estar segur d'haver trobat un nou element i ho va denominar mururo, derivat de la paraula llatina muria. ("salmorra").[4]
En acabant de que els químics francesos Louis Nicolas Vauquelin, Louis Jacques Thénard i Joseph-Louis Gai-Lussac aprovaren els experiments del jove farmacèutic Balard, els resultats varen ser presentats en una conferència de la Académie dones Sciences i publicats en Annales de Chimie et Physique.[3] En la seua publicació, Balard va declarar que havia canviat el nom de muride pel de brôme a proposta de M. Anglada. El nom brôme (bromo) deriva de la grega βρῶμος (brômos, "pudor").[3][8] Atres fonts afirmen que el químic i físic francés Joseph-Louis Gai-Lussac va sugerir el nom de brôme per l'olor característica dels vapors.[9][10]
El bromo no es va produir en grans cantitats fins a 1858, quan el descobriment de depòsits de sal en Stassfurt va permetre la seua producció com a subproducte de la potasa.[11]
Aparte d'algunes aplicacions mèdiques menors, el primer us comercial va ser el daguerrotipo. En 1840, es va descobrir que el bromo tenia algunes ventages sobre el vapor de yodo utilisat anteriorment per a crear la capa d'halur d'argent sensible a la llum en la daguerrotipia.[12]
Abundància i obtenció
[editar | editar còdic]La major part del bromo es troba en la mar en forma de bromur, Br -. En la mar presenta una concentració d'uns 65 µg/g.
El bromo molecular, Br2 s'obté a partir de les salmorras, per mig de l'oxidació del bromur en clor, una volta obtingut est:
És necessari amprar un procés de destilació per a separar-ho del Cl2.
Aproximadament es produïxen en el món 500 millons de quilograms de bromo per any (2001). Estats Units i Israel són els principals productors. Les aigües del mar Morta i les mines de Stassfurt són riques en bromur de potassi.
Composts
[editar | editar còdic]Pot presentar distints estats d'oxidació. Els més comuns són -1 (lo més comú), +1 (en clor) +3 (en flúor) i +5 (en oxigen).
- L'estat d'oxidació +1 és poc estable, pero molt oxidant des del punt de vista cinètic, en dissolució acuosa i desproporciona als estats d'oxidació -1 i +5. Per eixemple, el ion hipobromito, BrO- (només estable a baixes temperatures 0 °C).
- L'estat d'oxidació +3 és poc estable en dissolució acuosa i desproporciona als estats d'oxidació +1 i +5. Per eixemple, el ion bromito, BrO2-, o el àcit bromoso, HBrO2 (molt inestable).
- L'estat d'oxidació +5 és termodinámicamente estable front a la desproporció en dissolució acuosa. Per eixemple, el ion bromato, BrO3-. El bromato és un oxidant fort (com el permanganato) més oxidant que el clorato i cinéticamente més reactiu. És ademés un carcinógeno (sospites molt fortes).
- El ion perbromato, BrO4-, en un estat d'oxidació +7, es reduïx en relativa facilitat i es prepara en dificultat: amprant flúor elemental o per métodos electrolítics, és un oxidant molt fort 1,8 encara que alguna cosa llent des del punt cinètic.
El BrO3F (fluorur de perbromilo) és un agent nou molt més inestable que l'anàlec clorado i tan reactiu que destruïx fins al teflón. És també un àcit de Lewis al contrari del seu homòlec clorado fluorur de perclorilo, formant un complex BrO3F2(-1) anàlec al XeO3F2. Quan reacciona en àcit de Lewis el bromo es reduïx a +5 desprenent oxigen, l'anàlec clorado no reacciona en pentafluoruro d'antimoni SbF5.
- El bromo també forma composts en atres halógenos (interhalógenos). Per eixemple, BrF5, BrF3, IBr, etc.
El BrF5, és un líquit que reacciona explosivamente en casi totes les substàncies molt similar en reactivitat al ClF3 capaç de fer ardir a les substàncies utilisades com a extintors, l'aigua, vidre, òxits, halurs i una àmplia varietat de substàncies inorgàniques reaccionen, les substàncies orgàniques reaccionen explosivamente.
- Hi ha molts composts en els que el bromo presenta estat d'oxidació -1, cridant-se a estos bromurs.
Es poden obtindre fàcilment composts orgànics bromados, per eixemple, per mig de bromación radicalaria en bromo molecular i en presència de llum o amprant N-bromosuccinimida, o be per reaccions d'adició o de substitució. El compost orgànic bromur de metilo, CH3Br, s'ampra com plaguicida, pero afecta a la capa d'ozon. S'ha determinat que els àtoms de bromo són més eficaços que els de clor en els mecanismes de destrucció de la capa d'ozon, no obstant els àtoms de bromo estan en menor cantitat.
El bromur d'hidrogen, HBr, s'obté per reacció directa de bromo en hidrogen molecular o com a subproducte de processos de bromación de composts orgànics. A 400º ataca al vidre. És molt àcit. A partir d'est, es poden obtindre distints bromur, per eixemple:
És molt més inestable que el seu anàlec clorado i és reductor.
L'àcit nítric oxida als bromur en presència de nitrit enèrgicament.
El bromo en dissolució acuosa pugues dismutar:
Pero la reacció no transcorre en mig àcit.
També es pot obtindre per oxidació el ion Br2+.
Bromur d'hidrogen
[editar | editar còdic]- Artícul principal → Bromur d'hidrogen.
El compost més simple de bromo és el bromur d'hidrogen, HBr. S'utilisa principalment en la producció de bromurs inorgànics i bromur de llogue, i com a catalisador per a moltes reaccions en química orgànica. Industrialmente, es produïx principalment per la reacció de gas hidrogen en gas bromo a 200-400 °C en un catalisador de platí. No obstant, la reducció de bromo en fòsfor roig és una forma més pràctica de produir bromur d'hidrogen en el laboratori:[13]
A temperatura ambiente, el bromur d'hidrogen és un gas incoloro, com tots els halogenuros d'hidrogen llevat el fluorur d'hidrogen, ya que l'hidrogen no pot formar enllaços d'hidrogen forts en l'àtom de bromo, que és gran i poc electronegativo; no obstant, en el bromur d'hidrogen cristalí sòlit hi ha enllaços d'hidrogen dèbils a baixes temperatures, similars als de l'estructura del fluorur d'hidrogen, ans que el desorde comence a prevaldre a mida que s'eleva la temperatura.[13] El bromur d'hidrogen acuoso es coneix com àcit bromhídrico, que és un àcit fort (P < 9) perque els enllaços d'hidrogen en el bromo són massa dèbils per a inhibir la dissociació. El sistema HBr/H2O també inclou molts hidrats HBr-nH2O per a n = 1, 2, 3, 4 i 6, que són essencialment ixes d'aniones de bromo i hidronio. catión. L'àcit bromhídrico forma un azeótropo en un punt d'ebullició de 124,3 °C a 47,63 g de HBr per 100 g de solució; per tant, l'àcit bromhídrico no pot concentrar-se més allà d'este punt per destilació.[14]
Paper biològic
[editar | editar còdic]El bromo es troba en nivells de traces en humans. És considerat un element químic essencial, encara que no es coneixen exactament les funcions que realisa. Alguns dels seus composts s'han amprat en el tractament contra la epilèpsia i com sedantes.
Isòtops
[editar | editar còdic]En la naturalea es troben dos isòtops: 79Br i 81Br, els dos en una abundància de prop del 50%.
Referències
[editar | editar còdic]- ↑ Garritz, Andoni (1998). Química, Pearson Educació, pp. 856. ISBN 978-9-68444-318-1.
- ↑ Parry, Robert W. (1973). Química: fonaments experimentals, Reverte, pp. 703. ISBN 978-8-42917-466-3.
- ↑ 3,0 3,1 3,2 Balard, A. J.. “Mémoire sur unix substance particulière contenue dans l'eau de la mer” [Memoir on a peculiar substance contained in siga water] (fr). Annales de Chimie et de Physique 32: 337–381.
- ↑ 4,0 4,1 Balard, Antoine. “Memoir on a peculiar Substance contained in Siga Water”. Annals of Philosophy 28: 381–387 and 411–426.
- ↑ Löwig, Carl Jacob. “Dones Brom und seine chemischen Verhältnisse” [Bromine and its chemical relationships] (de). Carl Winter.
- ↑ Weeks, Mary Elvira. “El descobriment dels elements: XVII. La família dels halógenos”. Journal of Chemical Education. doi:.
- ↑ Landolt, Hans Heinrich. “Nekrolog: Carl Löwig”. Berichte der deutschen chemischen Gesellschaft 23 (3): 905–909. doi:.
- ↑ Vauquelin, L. N.. “Rapport sur la Mémoire de M. Balard relatif à unix nouvelle Substance” [Report on a memoir by Mr. Balard regarding a new substance] (fr). Annales de Chimie et de Physique 32: 382–384.
- ↑ On page 341 of his article, A. J. Balard (1826) "Mémoire sur unix substance particulière contenue dans l'eau de la mer" [Memoir on a peculiar substance contained in siga water], Annales de Chimie et de Physique, 2nd séries, vol. 32, pp. 337–381, Balard states that Mr. Anglada persuaded him to name his new element brôme. However, on page 382 of the same journal – "Rapport sur la Mémoire de M. Balard relatif à unix nouvelle Substance" [Report on a memoir by Mr. Balard regarding a new substance], Annales de Chimie et de Physique, séries 2, vol. 32, pp. 382–384. – a committee of the French Academy of Sciences claimed that they had renamed the new element brôme.
- ↑ Wisniak, Jaime. “Antoine-Jerôme Balard. The discoverer of bromine”. Revista CENIC Ciències Químiques 35 (1): 35–40.
- ↑ Greenwood i Earnshaw, p. 790
- ↑ Barger, M. Susan (2000). «Technological Practice of Daguerreotypy», The Daguerreotype: Nineteenth-century Technology and Modern Science, JHU Press, pp. 31–35. ISBN 978-0-8018-6458-2.
- ↑ 13,0 13,1 Greenwood and Earnshaw, pp. 809–12
- ↑ Greenwood i Earnshaw, pp. 812-6
- Este artícul conté una traducció derivada de «Bromo» de Wikipedia en castellà publicada baix la Llicència de documentació lliure de GNU i la Llicència Creative Commons Reconeiximent-CompartirIgual 4.0 Internacional.