Πρότυπη Ενεργειακή Αλλαγή Σχηματισμού

Το βρώμιο είναι ένα πτητικό κοκκινοκαφέ υγρό σε θερμοκρασία δωματίου και μπορεί εύκολα να σχηματίσει έναν κοκκινοκαφέ ατμό. Το όνομά του προήλθε από τα αρχαία ελληνικά, παραπέμποντας στην έντονη και πικάντικη μυρωδιά του. Οι ιδιότητες του βρωμίου βρίσκονται κάπου ανάμεσα σε αυτές του χλωρίου και του ιωδίου, καθιστώντας το μεσαίο παιδί.

Αντίδραση με βρώμιο

Με ηλεκτρονική διαμόρφωση [Ar] 3d10 4s2 4p5, το βρώμιο πέφτει στο μπλοκ p με 2, 8, 18, 7 στο ηλεκτρονιακό του κέλυφος. Οι ενέργειες δεσμού με το βρώμιο τείνουν να είναι χαμηλότερες από αυτές με το χλώριο αλλά υψηλότερες από αυτές με το ιώδιο. Το βρώμιο είναι ασθενέστερος οξειδωτικός παράγοντας από το χλώριο, αλλά ισχυρότερος από το ιώδιο.

Αυτό μπορεί να αναπαρασταθεί ως: 

Ενέργεια ομολόγων: 

Br

Br> I

Οξειδωτικός παράγοντας: 

Br

Br> I

Παρόμοια με το χλώριο, το βρώμιο δεν υπάρχει ελεύθερα στη φύση. Ακόμα, όπως το χλώριο υπάρχει στο επιτραπέζιο αλάτι, το βρώμιο υπάρχει επίσης με τη μορφή άχρωμων διαλυτών κρυσταλλικών ορυκτών αλογονιδίων. Αν και το βρώμιο είναι σπάνιο στον φλοιό της Γης, το ιόν βρωμιδίου, με την υψηλή διαλυτότητά του, έχει προκαλέσει συσσώρευση στους ωκεανούς.

Διασκεδαστικό γεγονός:Μετά τον υδράργυρο, το βρώμιο είναι το μόνο άλλο υγρό στοιχείο κάτω από το STP.

Αρκετές οργανοβρωμικές ενώσεις όπως το φυτοφάρμακο μεθυλοβρωμίδιο δεν χρησιμοποιούνται πλέον, με αποτέλεσμα την καταστροφή του όζοντος σε υψηλές θερμοκρασίες.

Ωστόσο, μπορεί κανείς να βρει τη χρήση ενώσεων βρωμίου σε υγρά γεωτρήσεων, φωτογραφικό φιλμ και επιβραδυντικά πυρκαγιάς.

Το βρώμιο σχηματίζει μια αντίδραση με νερό, υδρογόνο, μονοξείδιο του άνθρακα, φώσφορο, θείο, αλογονίδια, αλκάνια, αλκένια και αλκίνια.

Καταστάσεις οξείδωσης:−1, +1, +3, +4, +5, +7 (ένα ισχυρά όξινο οξείδιο)

Η αντίδραση του βρωμίου με τον αέρα

Το βρώμιο, Br, δεν αντιδρά καθόλου με το οξυγόνο, το O2 ή το άζωτο N2. Έτσι, αν ποτέ σας παρουσιάσει μια αντίδραση, πείτε

Br2 + O2 → ΚΑΜΙΑ ΑΝΤΙΔΡΑΣΗ

Ωστόσο, το βρώμιο αντιδρά με το όζον, O3, στους -78 °C, πολύ χαμηλή θερμοκρασία, σχηματίζοντας οξείδιο βρωμίου (IV), BrO2. Μπορεί επίσης να ειπωθεί ότι το βρώμιο αντιδρά με το όζον υπό ειδικές συνθήκες.

Br2(l) + 2 O3(g) → 2 BrO2(s) + O2(g)

Το βρώμιο, το Br2 σχηματίζει επίσης μια αντίδραση με το δηλητηριώδες μονοξείδιο του άνθρακα, CO, σχηματίζοντας COBr2.

Br2(l) + CO(g) → COBr2(l)

Η αντίδραση του βρωμίου με τις βάσεις

Το βρώμιο, Br2, αντιδρά με ζεστό υδατικό αλκάλιο, σχηματίζοντας βρωμικό, BrO3–. Από όλα, μόνο το ένα έκτο του συνολικού βρωμίου μετατρέπεται στην ακόλουθη αντίδραση.

3 Br2(g) + 6 OH–(aq) → BrO3–(aq) + 5 Br–(aq) + 3 H2O(l)

Η αντίδραση του βρωμίου με τα αλογόνα

Το βρώμιο, Br2, αντιδρά με το φθόριο, F2, στην αέρια φάση, σχηματίζοντας μια ένωση, BrF. Αυτό είναι ένα δύσκολο προϊόν να ληφθεί καθώς το BrF αντιδρά με τον εαυτό του, σχηματίζοντας τις ενώσεις Br2, BrF2 και BrF5.

Br2(g) + F2(g) → 2 BrF(g)

3 BrF(g) → Br2(l) + BrF3(l)

5 BrF(g) + 2Br2(l) → BrF5(l)

Χρησιμοποιώντας περίσσεια φθορίου σε υψηλή θερμοκρασία 150 °C, το βρώμιο αντιδρά με το φθόριο σχηματίζοντας BrF5.

Br2(l) + 5 F2(g) → 2 BrF5(l)

Το χλώριο, Cl2, αντιδρά με το βρώμιο, το Br2, στην αέρια φάση, σχηματίζοντας το ασταθές χλωριούχο βρώμιο(Ι), ClBr.

Cl2(g) +Br2(g) → 2 ClBr(g)

Το βρώμιο, Br2, αντιδρά με το ιώδιο, I2, σε θερμοκρασία δωματίου, σχηματίζοντας ιωδιούχο βρώμιο(Ι), BrI.

Br2(l) + I2(s) → 2 IBr(s)

Η αντίδραση του βρωμίου με το υδρογόνο 

Το υδρογόνο αντιδρά με το Br2 σχηματίζοντας υδροβρώμιο. Η αντίδραση είναι αργή σε θερμοκρασία δωματίου και αυξάνεται η ταχύτητα με την αύξηση της θερμοκρασίας.

H2(g) + Br2(g) → 2 HBr(g)

Ένας άλλος τρόπος παραγωγής HBr είναι με κόκκινο φώσφορο: 

2 P + 6 H2O + 3 Br2 → 6 HBr + 2 H3PO3

H3PO3 + H2O + Br2 → 2 HBr + H3PO4

Η απλούστερη ένωση του βρωμίου είναι το HBr και είναι ένα άχρωμο αέριο.

Το υδατικό υδροβρώμιο είναι γνωστό ως υδροβρωμικό οξύ, το οποίο είναι ένα ισχυρό οξύ (pKa =-9)

Η αντίδραση του βρωμίου με μέταλλα/ιόντα μετάλλων

Σχεδόν όλα τα στοιχεία του περιοδικού πίνακα σχηματίζουν δυαδικό βρωμίδιο.

Το Cd αντιδρά απευθείας με το Br2 σε υδατικό διάλυμα και το Br2(g) στους 450 °C.

Cd(s) + Br2(aq) → Cd2+(aq) + 2 Br–(aq)

Cd(s) + Br2(g) → CdBr2(s) [ωχροκίτρινο]

Τα ιόντα Mn(II) οξειδώνονται εύκολα σε MnO2 από βρώμιο υπό αλκαλικές συνθήκες

Mn2+(aq) + Br2(aq) + 2 OH–(aq) → MnO2(s) [καφέ-μαύρο] + 2 HBr(aq)

Το μαγγάνιο με στάδια οξείδωσης>2 θα αναχθεί σε Mn(II) με Br υπό όξινες συνθήκες υπό το σχηματισμό Br2, π.χ.

MnO2(s) + 2 Br–(aq) + 4 H+(aq) → Mn2+(aq) + Br2(aq) + 2 H2O(l)

Το νικέλιο (II) μπορεί να οξειδωθεί σε νικέλιο (III) χρησιμοποιώντας Br2 υπό αλκαλικές συνθήκες

2 Ni(OH)2(s) + Br2(aq) + 2 OH–(aq) → 2 Ni(OH)3(s) + 2 Br–(aq)

Αντίδραση βρωμίου με φώσφορο

Ο φώσφορος αντιδρά με περίσσεια Br2 σχηματίζοντας χλωριούχο φώσφορο (V).

2 P(s) + 5 Br2(l) → 2 PBr5(s)

με περίσσεια φωσφόρου, η αντίδραση είναι

2 P(s) + 3 Br2(l) → 2 PBr3(s)

PBr3(s) + Br2(l) → PBr5(s)

Αντίδραση βρωμίου με θείο

Το θείο αντιδρά με περίσσεια βρωμίου σχηματίζοντας θείο(Ι)βρωμίδιο ή θείο(II)βρωμίδιο:

2 S(s) + Br2(g) → S2Br2(s)

S(s) + Br2(g) → SBr2(s)

Το βρώμιο αντιδρά με το H2S σχηματίζοντας HBr:

S(s) + Br2(g) → SBr2(s)

Αντίδραση βρωμίου με νερό

Το βρώμιο, Br2, αντιδρά με το νερό, σχηματίζοντας υποβρωμίτη, BrO–.

Br2(l) + H2O(l) → BrO–(aq) + 2 H+(aq) + Br–(aq)

Η αντίδραση με βρώμιο δίνει ένα αλκυλοβρωμίδιο.

Τα αλκάνια υφίστανται μια αντίδραση υποκατάστασης με αλογόνα παρουσία φωτός.

Για παράδειγμα, υπό υπεριώδες φως, το μεθάνιο αντιδρά με μόρια αλογόνου όπως το βρώμιο και το χλώριο.

Για παράδειγμα:

μεθάνιο + βρώμιο → μεθυλοβρωμίδιο + υδροβρωμίδιο

CH4(g) + Br2(l) –h–> CH3Br(g) + HBr(g)

Οι ακόρεστοι υδρογονάνθρακες όπως τα αλκένια και τα αλκίνια είναι πολύ πιο δραστικοί από τα μητρικά αλκάνια. Αντιδρούν γρήγορα με το βρώμιο, για παράδειγμα, για να προσθέσουν ένα μόριο Br2 στον διπλό δεσμό C=C.

Αυτή η αντίδραση παρέχει έναν τρόπο δοκιμής για αλκένια ή αλκίνια. Τα διαλύματα βρωμίου σε CCl4 έχουν έντονο κόκκινο-πορτοκαλί χρώμα. Όταν το Br2 σε CCl4 αναμιγνύεται με ένα δείγμα αλκανίου, δεν παρατηρείται αρχικά καμία αλλαγή. Όταν αναμιγνύεται με αλκένιο ή αλκίνιο, το χρώμα του Br2 εξαφανίζεται γρήγορα.

Συμπέρασμα

Το βρώμιο είναι ένα πολύ δραστικό αλογόνο που σχηματίζει μια ένωση με τα περισσότερα από τα στοιχεία του περιοδικού πίνακα.

Το βρώμιο είναι ένα ουσιαστικό στοιχείο της ατμόσφαιρας και του ζωντανού μας κόσμου. Ο ρόλος των βιολογικών οργανοβρωμικών ενώσεων στη θαλάσσια ζωή, όπως τα φύκια, είναι γνωστός εδώ και πολύ καιρό. Ως φαρμακευτικό προϊόν, το απλό ιόν βρωμιδίου (Br−) έχει ανασταλτικές επιδράσεις στο κεντρικό νευρικό σύστημα και τα βρωμιούχα άλατα ήταν κάποτε ένα σημαντικό ιατρικό ηρεμιστικό.

Το βρώμιο και οι αντιδράσεις των ενώσεων του βρίσκονται παντού γύρω μας. Σε αυτό το άρθρο μάθαμε για την αντίδραση με το βρώμιο.