Хімічні властивості брому, рівняння реакцій. Негативний вплив брому на організм

Біологічні процеси за участю брому

Бром є конкурентом хлору у біологічних сполуках, витісняючи його. Добре всмоктується через слизову оболонку травного тракту і через кілька хвилин після прийому потрапляє в сечу і кров.

В організмі бром визначається в нирках, кістковій тканині, гіпофізі, печінці, м'язовій тканині, щитовидній залозі та крові. Його вміст 200-300 міліграм при масі тіла близько 70 кг.

Виводиться з організму через нирки, потім і через кишечник. Невелика частина брому виділяється слізними, слинними, потовими залозами та бронхами. Через дратівливу дію він стимулює їхню секреторну функцію.

Процес виведення відбувається повільно. Бром має властивість накопичуватися в організмі. Період напіввиведення сполук мікроелементу – близько двох тижнів. За перші дві доби після прийому виводиться 15% прийнятої дози.

Броміди надають лікувальну дію на центральну нервову систему при всіх станах напруги, збудження та дратівливості. Це проявляється так:

• Сприяють розвитку внутрішнього гальмування.
• Перешкоджають поширенню гальмування у всьому головному мозку.
• Нормалізують умовно-рефлекторну діяльність.
• Ліквідують порушення балансу між збудженням та гальмуванням.
• Підвищують поріг збудливості нервових клітин.
• Чинять протиепілептичну дію.

Роль у виникненні та перебігу різних захворювань

Бром відноситься до групи сполук, які діють на ті ж рецептори, що йод, тому препарати брому гальмують зв'язування іонів йоду. Це призводить до зниження синтезу гормонів щитовидної залози та викликає зниження її функції.

Дефіцит брому порушує обмін води, електролітів та призводить до таких порушень:

• Знижена температура тіла.
• Порушення імунної захисної реакції.
• Ослаблення пам'яті.
• Розвиток алергічних реакцій.

При витісненні брому з організму збільшується ризик виникнення раку яєчників, молочної та передміхурової залози, а також аутоімунних запальних процесів.

Великі дози брому викликають сонливість та порушення свідомості. Солі брому є білим порошком, який має подразнюючу дію на кишечник, тому вони використовуються у вигляді розчинів, сиропів або у складі мікстур.

Основні функції брому в організмі

З'єднання брому впливають на нервову, травну та статеву систему. Вони регулюють обмін гормонів щитовидної залози та надниркових залоз, а також реакцію м'язової тканини на дію подразників.

Біологічні функції мікроелемента проявляються таким чином:

• У шлунковому соку підвищується дія ферменту, що розщеплює білки – пепсину.
• Під дією брому посилюється секреція панкреатичних ферментів – амілази та ліпази. Вони набувають здатності активно розщеплювати вуглеводи та ліпіди в кишечнику.
• Синтез гормонів коркового та мозкового шару надниркових залоз зростає.
• Збільшується вироблення сперми, активність сперматозоїдів та загальний обсяг еякуляту.
• Гальмується розвиток ендемічного зоба та регулюється гормональна активність щитовидної залози.
• При підвищеній збудливості нервової системи препарати брому мають розслаблюючу та заспокійливу дію, відновлюючи нормальне співвідношення між збудженням та гальмуванням.
• Прискорюється засинання та знижується кількість пробуджень під час нічного сну.
• Знижуються прояви епілепсії та судомного синдрому.
• Знижується артеріальний тиск.
• Підтримується нормальний вміст гемоглобіну в еритроцитах.

Тварини та рослинні джерела брому

Найбільш багаті на бром креветки, тріска, мідії, морський окунь. Міститься бром у м'ясних та молочних продуктах, але у набагато меншій кількості.

Основним джерелом надходження брому є продукти рослинного походження:

• Морська капуста.
• Пшениця, ячмінь.
• Квасоля, горох, нут, сочевиця, боби.
• Гриби.
• Волоський горіх, фундук, фісташки, мигдаль.

Поповнити потребу у бромі можуть природні мінеральні води: Нижньосергінська, Талицька та Лугела. Їх використовують за рекомендацією лікаря.

Порада! Не треба вірити міфам про застосування брому в армії! Існує безліч упереджень щодо пригнічуючого впливу мікроелемента на чоловічу потенцію, які не знайшли науково обґрунтованого підтвердження. Найбезпечнішим способом зниження статевої активності є підвищена фізична навантаження, а сполуки брому знижують концентрацію уваги. Це вважається неприпустимим на армійській службі, оскільки зайва загальмованість може спровокувати травми, поранення та загрожувати життю солдатів.

Сьогодні встановлено, що медикаментозні препарати із бромом не впливають на статеву активність. Вони виявляють м'яку снодійну та заспокійливу дію незалежно від статі людини.

Як зберегти цей мінерал у їжі

Сполуки брому в органічних продуктах легко руйнуються при тривалій термічній обробці. Щоб забезпечити надходження мінералу з їжею, рекомендується рибу готувати на пару, горіхи та зелений горошок їсти у сирому вигляді. Також надмірно пересолена їжа знижує можливість засвоєння брому.

Засвоюваність брому та поєднання з іншими поживними речовинами

При правильному харчуванні з достатньою кількістю риби, морепродуктів та овочів, додаткове надходження бромідів зазвичай не потрібно, оскільки джерел надходження мінералу достатньо, щоб отримати його з їжі, а бром засвоюється легко.

Всмоктування брому знижується за наявності в їжі алюмінію, фтору та йоду. Незважаючи на те, що у традиційному (змішаному) харчуванні присутні всі ці мікроелементи, дефіцит брому не виникає, тому що всі вони перебувають у збалансованому стані.

Хлориди з кухонної солі можуть зменшити вміст брому в організмі, що використовується у разі отруєння парами брому.

Добова норма вживання брому

Добова потреба організму в бромі становить від 1 до 3 мг. Вона легко покривається при включенні до меню продуктів, що містять бром. Підвищена потреба в мінералі відзначається при високих фізичних навантаженнях, роботі у стресових умовах, психоемоційному перенапрузі та у підлітків у період інтенсивного зростання.

Крім цього, при високій збудливості нервової системи потрібна велика кількість надходження брому.

Нестача брому в організмі

Дефіцит брому розвивається при харчуванні переважно м'ясними та молочними продуктами, при надлишку солоної їжі, зниженому всмоктуванні через хвороби кишечника або шлунка, при тривалих стресових ситуаціях. Зниження вмісту мікроелемента в організмі виникає при форсованому діурезі, зловживанні сечогінними або проносними препаратами.

При нестачі брому розвиваються такі стани:

• Знижений рівень кислотності шлункового соку.
• Низька ферментативна активність підшлункової залози.
• Надмірна дратівливість та агресивність.
• Безсоння.
• Зниження статевої активності та безпліддя у чоловіків.
• Тиреотоксикоз.
• Уповільнення зростання дітей.
• Мимовільне переривання вагітності.
• Скорочення тривалості життя.

Для поповнення дефіциту брому достатньо включити морепродукти, бобові, гриби та горіхи до раціону. Медикаментозна терапія у вигляді прийому препаратів брому при його недостатності, у типових випадках не рекомендується, оскільки він здатний накопичуватися в організмі.

Порада! Поварена сіль та препарати брому несумісні. Прийом препаратів брому не можна поєднувати із солоною їжею. Це з тим, що у присутності іонів хлору засвоєння брому гальмується. Тому для того, щоб отримати хороші результати від заспокійливих лікарських засобів, які містять у своєму складі броміди, потрібно на час прийому перейти на дієту без солі. Для профілактики небажаного впливу бромідів на шкіру, слизові оболонки рекомендується полоскання рота та щоденний прийом ванни або душу.

Надлишок брому в організмі

Надмірна кількість брому може бути в організмі при порушенні функції нирок, тривалому прийомі медикаментів, які містять бром. При цьому можуть виявлятися такі симптоми:

• Кровотеча з носа.
• Висипання на шкірі.
• Запаморочення.
• Порушення мови.
• Біль в м'язах.
• Нудота.
• Пронос.
• Блювота.
• Спастичний кашель.
• Погіршення пам'яті.

Бром та його пари є надзвичайно токсичними. При попаданні брому на шкіру розвивається тяжкий опік. Тому місце контакту потрібно промити водою, обробити гіпосульфітом натрію і змастити маззю, в яку входить харчова сіль.

При вдиханні пар брому потрібно терміново винести потерпілого на чисте повітря, піднести тампон із нашатирним спиртом до носа. Після цього дають блювотні та проносні засоби. Надалі застосовується активоване вугілля, рясне пиття мінеральної води та теплого молока, інгаляції з тіосульфатом натрію.

Якщо відбулося отруєння бромом, це виявляється у розвитку ентериту, риніту, бронхіту, галюцинацій, можливі напади задухи, симптоми набряку легенів.

Препарати, що містять бром

Препарати брому призначалися лікарями до появи великого вибору медикаментів як заспокійливі та протисудомні засоби. Нині їхнє самостійне призначення зустрічається рідко. Їх вводять до складу мікстур та сиропів. З цією метою застосовуються солі брому: бромід калію нормалізує психологічний та емоційний стан та серцевий ритм, а натрію бромід усуває підвищену дратівливість, неврози та істерію. Натрію бромід випускається в розчинах, порошках та таблетках. Дозування для прийому внутрішньо на добу (дозу ділять на 2-3 рази):

• дорослим по 0,5-1г.
• Дітям до року – 100 мг.
• До двох років – 150 мг.
• До 4 років – 200 мг.
• До 6 років – 250 мг.
• До 9 років – 300 мг.
• До 14 років – 400 мг.

Початкова доза при епілепсії 1-2 г з поступовим підвищенням через 1 тиждень на 1-2 г до дози 6-8 г на добу. Одночасно зменшують вживання з їжею кухонної солі, що посилює терапевтичну дію. Для застосування Натрію броміду у дитячій практиці випускається розчин із фруктовим сиропом.

До найбільш відомих препаратів із вмістом брому відноситься Адоніс-бром та мікстура Кватера.

Адоніс бром має тонізуючу дію на серцевий м'яз. У цьому сила скорочень збільшується, а ритм уповільнюється. У головному мозку Адоніс бром концентрує та посилює гальмування, відновлює баланс із збудженням. Показаний при початкових ознаках серцевої недостатності та підвищеної дратівливості. Застосовується 3 рази на день за таблеткою. Курс лікування призначається лікарем.

У мікстуру квартири входить валеріана, м'ята, сульфат магнію та натрію бромід. Вона має такі показання до застосування:

• Безсоння.
• Стресові ситуації.
• Розумова, фізична перевтома.
• Депресії.
• Клімактеричний синдром.
• Судомні стани.
• Панічні розлади.
• Фобія.
• Неврози.

Для одноразового прийому доза для дорослих становить 15 мл. Може бути призначена мікстура на ніч або 2-3 рази на день. Дітям віком до 12 років дозу зменшують до чайної ложки. Приймається до стійкого покращення стану. Після місяця прийому рекомендується провести десятиденну перерву.

Про роль брому, його переваги та недоліки, а також про те, як заповнити недолік брому, можна дізнатися з відео нижче.

Рідина червоно-бурого кольору, з різким специфічним запахом, погано розчинна у воді, але розчиняється в бензолі, хлороформі, сірковуглецю та інших органічних розчинниках. Таку відповідь можна дати на запитання: "Що таке бром?" З'єднання відноситься до групи найбільш активних неметалів, реагуючи з багатьма простими речовинами. Воно є сильно токсичним: вдихання його парів подразнює дихальні шляхи, а попадання на шкіру викликає важкі опіки, що довго не гояться. У статті ми вивчимо його фізичні властивості, і навіть розглянемо хімічні реакції, характерні для брому.

Головна підгрупа сьомої групи - місце розташування елемента у періодичній системі хімічних елементів. На останньому енергетичному шарі атома знаходиться два s-електрони та п'ять p-електронів. Як і всі галогени, бром має значну спорідненість до електрона. Це означає, що він легко притягує до своєї електронної оболонки негативні частинки інших хімічних елементів, стаючи аніоном. Молекулярна формула брому - Br2. Атоми з'єднуються між собою за допомогою спільної пари електронів, такий тип зв'язку називається ковалентним. Вона також неполярна, розташовуючись на однаковій відстані від ядер атомів. Зважаючи на досить великий радіус атома - 1,14A°, окисні властивості елемента, його електронегативність і неметалеві властивості стають меншими, ніж у фтору і хлору. Температура кипіння, навпаки, підвищується і становить 59,2 °C, відносна молекулярна маса брому дорівнює 180. У вільному стані через високу активність елемент, як проста речовина, не зустрічається. У природі його можна виявити у зв'язаному стані у вигляді солей натрію, магнію, калію, особливо високо їх вміст у морській воді. Деякі види бурих та червоних водоростей: саргассум, фукус, батрахоспермум, містять велику кількість брому та йоду.

Реакції із простими речовинами

Для елемента характерна взаємодія з багатьма неметалами: сіркою, фосфором, воднем:

Br 2 + H 2 = 2HBr

Однак бром безпосередньо не реагує з азотом, вуглецем та киснем. Більшість металів легко окислюються бромом. Пасивні до дії галогену лише деякі з них, наприклад, свинець, срібло та платина. Реакції з бромом більш активних галогенів, таких як фтор і хлор, проходять швидко:

Br 2 +3 F 2 = 2 BrF 3

В останній реакції ступінь окислення елемента дорівнює +3 він виступає в ролі відновника. У промисловості бром отримують окисленням бромоводню сильнішим галогеном, наприклад, хлором. Основними джерелами сировини для отримання сполуки є підземні бурові води, а також сильно концентрований розчин соляних озер. Галоген може взаємодіяти із складними речовинами із класу середніх солей. Так, при дії бромної води, що має червоно-буре забарвлення, на розчин сульфіту натрію, ми спостерігаємо знебарвлення розчину. Це відбувається через окислення бромом середньої солі - сульфіту до сульфату натрію. Сам же галоген відновлюється, переходячи у вигляд бромоводню, що не має кольору.

Взаємодія з органічними сполуками

Молекули Br 2 здатні взаємодії як з простими, а й із складними речовинами. Наприклад, реакція заміщення проходить між ароматичним вуглеводнем бензолом і бромом при нагріванні, у присутності каталізатора - тривалентного броміду заліза. Вона закінчується утворенням безбарвної сполуки, яка не розчиняється у воді - бромбензолу:

C 6 H 6 + Br 2 = C 6 H 5 Br + HBr

Проста речовина бром, розчинена у воді, використовується як індикатор для визначення наявності в молекулі органічних речовин ненасичених зв'язків між атомами вуглецю. Такою якісною реакцією знаходять у молекулах алкенів або алкінів пі-зв'язку, від яких залежать основні хімічні реакції зазначених вуглеводнів. З'єднання вступає в реакції заміщення з граничними вуглеводнями, при цьому утворюючи похідні метану, етану та інших алканів. Відома реакція приєднання частинок брому, формула яких Br2, до ненасичених речовин з однією або двома подвійними, або з потрійним зв'язком в молекулах, наприклад, до таких, як етен, ацетилен або бутадієн.

СН 2 = СН 2 + Br 2 = CH 2 Br - CH 2 Br

З вказаними вуглеводнями може реагувати не тільки просту речовину, але і її водневу сполуку - HBr.

Особливості взаємодії галогену з фенолом

Органічна речовина, що складається з бензольного ядра, пов'язаного з гідроксильною групою, – це фенол. У його молекулі простежується взаємне вплив груп атомів друг на друга. Тому реакції заміщення з галогенами у нього протікають значно швидше, ніж у бензолу. Причому процесу не потрібно нагрівання і присутність каталізатора. Відразу три атоми водню у молекулі фенолу заміщуються радикалами брому. Внаслідок реакції утворюється трибромфенол.

Кисневі сполуки брому

Продовжимо вивчити питання, що таке бром. Взаємодія галогену з холодною водою призводить до одержання бромноватої кислоти HBrO. Вона є слабшою, ніж з'єднання хлору, за рахунок зниження її окисних властивостей. Ще одна сполука - бромна кислота, може бути отримана шляхом окислення бромної води хлором. Раніше хімії вважали, що з брому може бути сполук, у яких міг би виявляти ступінь окислення +7. Однак окисленням бромнованого калію була отримана сіль - бромат калію, а з неї - і відповідна кислота - HBrO 4 . Іони галогенів мають відновлювальні властивості: при дії молекул HBr на останні метали окислюються катіонами водню. Тому з кислотою взаємодіють лише ті металеві елементи, які стоять у ряду активності до водню. Через війну реакції утворюються середні солі - броміди, і виділяється вільний водень.

Застосування сполук брому

Висока окисна здатність брому, маса якого досить велика, широко використовується в аналітичній хімії, а також хімії органічного синтезу. У сільському господарстві препарати, що містять бром, застосовують у боротьбі з бур'янами та комахами – шкідниками. Антипірени - речовини, що запобігають самозайманню, використовують для просочення будівельних матеріалів, пластмаси, тканини. У медицині давно відома гальмівна дія солей: броміду калію та натрію – на проходження біоелектричних імпульсів по нервових волокнах. Їх застосовують при лікуванні розладів нервової системи: істерії, неврастенії, епілепсії. Враховуючи сильну токсичність сполук, дозування препарату має контролюватись лікарем.

У нашій статті ми з'ясували, що таке бром, і які фізичні та хімічні властивості для нього характерні.

До відкриття брому привели дослідження французького хіміка А. Балара, який у 1825 році, діючи хлором на водний розчин, отриманий після промивання золи морських водоростей, виділив темно-буру рідину, що погано пахне. Цю рідину він назвав муридом (від лат. Muria-Рассол) і надіслав повідомлення про своє відкриття в Паризьку академію наук. Комісія назвала новий елемент бромом у зв'язку з тим, що у брому важкий, неприємний запах пари (від грецької brwmoz- Сморід).

Знаходження в природі, отримання:

Зміст брому в земній корі (1,6*l0 -4 % за масою) оцінюється в 1015-1016 т. Бром - постійний супутник хлору. Бромисті солі (NaBr, KBr, MgBr 2) зустрічаються у відкладах хлористих солей (у кухонній солі до 0,03%, калійних солях - сильвін і карналіт - до 0,3%), а також у морській воді (0,065%), рапе соляних озер (до 0,2%) та підземних розсолах, зазвичай пов'язаних із соляними та нафтовими родовищами (до 0,1%).
Вихідною сировиною для промислового отримання брому є морська вода, озерні та підземні, що містять бром у вигляді бромід-іону. Бром виділяють за допомогою хлору і відганяють із розчину водяною парою або повітрям. З одержуваної бромоповітряної суміші бром уловлюють хімічними поглиначами. Для цього застосовують розчини бромистого заліза. З отриманих напівпродуктів бром виділяють дією хлору чи кислоти. Далі бром відокремлюють від води та очищають від домішки хлору дистиляцією.
У лабораторіях також використовують процеси, що ґрунтуються на окисленні бромідів:
6KBr + K 2 Cr 2 O 7 + 7H 2 SO 4 = 3Br 2 + Cr 2 (SO 4) 3 + 4K 2 SO 4 + 7H 2 O

Фізичні властивості:

Бром – єдиний неметал, рідкий при кімнатній температурі. Проста речовина є важкою червоно-бурою рідиною з неприємним запахом (щільність при 20°C - 3,1 г/см 3 , температура кипіння +59,82°C), пари брому мають жовто-бурий колір. При температурі -7,25°C бром твердне, перетворюючись на червоно-коричневі голчасті кристали зі слабким металевим блиском. У воді бром розчинний краще за інші галогени (3,58 г/100 г Н 2 Про при 20°С) - " бромна водаЗначно краще розчинний бром в органічних розчинниках, ніж користуються для вилучення його з водних розчинів.

Хімічні властивості:

Бром є сильним окислювачем, він безпосередньо реагує майже з усіма неметалами (за винятком інертних газів, кисню, азоту та вуглецю) та багатьма металами:
2P + 3Br 2 = 2PBr 3; 2Al + 3Br 2 = 2AlBr 3
У водному середовищі бром окислює нітрити до нітратів, аміак до азоту, йодиди до вільного йоду, сірку та сульфіти до сірчаної кислоти:
2NH 3 + 6Br 2 = N 2 + 6HBr; 3Br 2 + S + 4H 2 O = 6HBr + H 2 SO 4
При взаємодії брому з розчинами лугів утворюються відповідні броміди та гіпоброміти (на холоді) або бромати:
Br 2 + 2NaOH = NaBr + NaBrO + H 2 O (при t Для брому характерні сполуки з непарними ступенями окиснення: -1, +1, +3, +5, +7).

Найважливіші сполуки:

Бромоводород HBr- отруйний безбарвний газ із різким запахом, що димить на повітрі через взаємодію з парами води. Добре розчинний у воді: при 0 ° C в одному об'ємі води розчиняється 612 об'ємів бромоводню. Розчин – сильна одноосновна бромоводнева кислота. Солі - бромідибезбарвні кристали, добре розчинні у воді (нерозчинний AgBr, блідо-жовтого кольору).
Оксид брому(I) Br 2 O., газ коричневий. Утворюється при дії брому на HgO CCl 4 . Властивості...
Бромновата кислота HBrO- сильний окислювач. Утворюється при розчиненні брому у воді, під дією світла розкладається на HBr та кисень; має слабкі кислотні властивості, існує тільки в розчині. Солі - гіпоброміти, KBrO, NaBrO - отримані у вільному стані у вигляді кристалогідратів. Всі вони дуже нестійкі, при нагріванні (або підкисленні розчинів) розпадаються на бромід та бромат:
3КВrO = 2KBr + KBrO 3
Броміти, солі невідомої навіть у розчині бромистої кислоти HBrO 2 - утворюються при окисленні гіпобромітів бромом у лужному середовищі: Ba(BrO) 2 + 2Br 2 + 4KOH = Ba(BrO 2) 2 + 4KBr + 2H 2 O
Бромнувату кислоту, HBrO 3 - концентрований розчин є безбарвною сиропоподібною рідиною. Солі - бромати. Бромновата кислота та бромати є сильними окислювачами:
2S + 2NaBrO 3 = Na 2 SO 4 + Br 2 + SO 2
Бромна кислота HBrO 4 існує у водних розчинах з концентрацією, що не перевищує 6 моль/л. Незважаючи на те, що HBrO 4 - найсильніший окисник серед кисневих кислот брому, реакції за її участю протікають дуже повільно.
Трифторид брому, BrF 3 - червона рідина з т. кіп. 126°C утворюється в результаті прямої реакції брому з фтором. З водою та органічними речовинами взаємодіє з вибухом. По відношенню до неорганічних сполук веде себе як сильний агент, що фторує.

Застосування:

Бром та його сполуки широко застосовуються в основному органічному синтезі. Бромід срібла AgBr застосовується у фотографії як світлочутлива речовина. Сполуки брому використовуються для створення антипіренів - добавок, що надають пожежостійкості пластикам, деревині, текстильним матеріалам. Пентафторид брому іноді використовується як потужний окислювач ракетного палива. 1,2-диброметан застосовують як антидетонуючу добавку в моторному паливі. Розчини бромідів використовуються у нафтовидобуванні. У медицині бромід натрію та калію застосовують як заспокійливі засоби.

Біологічна роль та токсичність:

Бром у вигляді простої речовини отруйний. Рідкий бром викликає опіки, що важко гояться. Пари брому в концентрації 1 мг/м 3 викликають подразнення слизових оболонок, кашель, запаморочення та головний біль, а в вищій (> 60 мг/м 3) - ядуха і смерть.
В організмі людини бром, у вигляді бромід-іонів, бере участь у регуляції діяльності щитовидної залози, оскільки є конкурентним інгібітором йоду.

Петрова М.А., Пухова М.С.
ХФ ТюмГУ, 572 група.

Бром - це хімічно активний неметал, що відноситься до групи галогенів, які є енергійними окислювачами. Він активно застосовується у різних сферах, включаючи медицину, промисловість, виробництво зброї. Хімічні властивості брому численні, і зараз про них варто коротко розповісти.

Загальна характеристика

Дана речовина за нормальних умов є червоно-бурою рідиною. Вона їдка, важка, має неприємний запах, що трохи нагадує йодний. Рідина отруйна, але про токсичні властивості хімічного елемента брому буде розказано трохи згодом. Загальні характеристики можна виділити до наступного переліку:

• Атомна маса становить 79,901...79,907 г/моль.
• Електронегативність дорівнює 2.96 за шкалою Полінга.
• Електродний потенціал нульовий.
• Усього шість ступенів окислень - 0, -1, +1, +3, +5 та +7.
• Енергія іонізації становить 1142,0 (11,84) кДж/моль.
• Щільність дорівнює 3,102 (25 °C) г/см³ за нормальних умов.
• Температура кипіння та плавлення становить 58,6 °C та −7,25 °C відповідно.
• Питома теплота випаровування та плавлення дорівнює 29,56 та 10,57 кДж/моль.
• Показники молярної теплоємності та обсягу дорівнюють 75,69 Дж/(K.моль) та 23,5 см³/моль відповідно.

Цікаво, що назва цього елемента з давньогрецької перекладається як «сморід». І хто знає, як пахнуть бромові розчини, розуміє, про що йдеться. Запах у нього справді не з приємних.

Основні хімічні властивості

Ця речовина існує у вигляді 2-атомних молекул Br 2 . Якщо збільшити температуру до 800 °C, стане помітна їх дисоціація на атоми. Чим вище будуть градуси, тим інтенсивніше буде здійснюватися цей процес.

До основних хімічних властивостей брому варто віднести його здатність розчинятися у воді. Це, звичайно, характерно для всіх галогенів, але він краще за інших взаємодіє з Н 2 О. Розчинність становить 3,58 грам на 100 мілілітрів води при температурі 20 °C.

Виходить в результаті цієї реакції розчин називають бромною водою. Вона має цілу низку специфічних особливостей.

Бромна вода

На світлі вона поступово виділяє кисень. Це виникає через те, що бромновата кислота, що входить до складу даного розчину, починає розкладатися. Рідина, до речі, має характерний жовто-жовтогарячий колір.

Бромну воду використовують для проведення реакції, яка у вигляді формули має такий вигляд: Br 2 + Н 2 Про → HBr + HBrO. Як можна бачити, у результаті утворюються такі речовини, як бромоводнева та нестійка бромновата кислоти.

Розчин є дуже сильним окислювачем. Бромна вода здатна впливати на такі метали, як нікель, кобальт, залізо, марганець та хром. Ще її застосовують у хімічному синтезі певних препаратів органічного походження та при аналізах. Також бромна вода діє при ідентифікації алкенів. Коли вона вступає з ними в реакцію, знебарвлюється. До речі, особливість бромної води в тому, що вона не замерзає навіть за -20 °С.

А готують її зазвичай так: у 250 мл дистильованої води додають бром у кількості 1 мл, інтенсивно при цьому перемішуючи компоненти. Процес здійснюється у витяжній шафі. Зберігають розчин у ємності, виготовленій зі скла темного кольору.

Інші реакції брому

Важливо зазначити, що цей активний неметал у всіх відношеннях поєднується з більшістю органічних розчинників. Найчастіше внаслідок цього процесу їх молекули бромуються.

За своєю хімічною активністю даний елемент знаходиться між хлором та йодом. З цими речовинами він також взаємодіє. Ось, наприклад, реакція з розчином йодиду, внаслідок якої утворюється вільний йод: Br 2 + 2Kl → I 2 + 2KBr. А при дії на броміди хлору з'являється вільний бром: Cl 2 + 2KBr → Br 2 + 2KCl.

З багатьма іншими речовинами аналізований елемент також взаємодіє з допомогою своїх хімічних властивостей. Реакція брому із сіркою дає S 2 Br 2 . При взаємодії з фосфором з'являються PBr3 і PBr5. Це все бінарні неорганічні сполуки. Крім перелічених елементів, неметал також взаємодіє з селеном та телуром.

Але з чим бром не реагує безпосередньо, то це з азотом і киснем. Натомість із галогенами взаємодіє. А його реакції з металами дають броміди - MgBr 2 CuBr 2 AlBr 3 і т.д.

І, звичайно, розповідаючи про фізичні та хімічні властивості брому, не можна не згадати, що існують також речовини, які є стійкими до його дії. Це платина і тантал, а ще певною мірою свинець, титан та срібло.

Подвійні та потрійні зв'язки

З речовинами, яким вони властиві, також здатний взаємодіяти елемент, що обговорюється. І, розповідаючи про хімічні властивості брому, рівняння реакцій цього типу теж варто розглянути. Ось одне з таких: 2 Н 4 + Br 2 → C 2 H 4 BR 2 . Це взаємодія із етиленом. Йому якраз і властивий подвійний зв'язок.

Цікаво, що коли бром поєднується з розчинами лугів, карбонату калію або натрію, то результатом стає утворення відповідних броматів та бромідів (солів). Ось рівняння, яке демонструє це: 3Br 2 + 3Na 2 CO 3 → 5NaBr + NaBrO 3 + 3СО 2 .

І так, перераховуючи найважливіші хімічні властивості брому, не можна не згадати, що в рідкому стані він легко взаємодіє із золотом. Результатом стає утворення триброміду (AuBr 3). А реакція виглядає так: 2Au + 3Br 2 → 2AuBr 3 .

Токсичність

Хімічні властивості брому зумовлюють його небезпеку людського організму. Навіть якщо його концентрація у повітрі перевищує позначку в 0,001% за обсягом, то виникають запаморочення, подразнення слизових оболонок, кровотеча з носа, а іноді навіть задуха та спазми дихальних шляхів.

Смертельна доза для людини становить 14 мг/кг перорально. Якщо виникло отруєння бромом, потрібно:

• Викликати "Швидку".
• Вивести потерпілого на свіже повітря.
• Розстебнути одяг, що здавлює.
• Постаратися заспокоїти його.
• Промити шкіру водою, якщо речовина потрапила на покриви. Протерти після цього спиртом.
• Дати потерпілому молоко з додаванням невеликої кількості соди. Вона нейтралізує дію брому.
• Промити шлунок, якщо речовина потрапила до організму через рот. Давати пити воду, але маленькими порціями, рекомендується запропонувати сорбенти зменшення ступеня всмоктування.

Бром справді небезпечна речовина. Його навіть використовують у виробництві бойових отруйних запасів.

Оскільки хімічні властивості брому зумовлюють його токсичність, то люди, які змушені з ним контактувати, використовують спеціальні рукавички, протигази та спецодяг.

Зберігають речовину в товстостінній тарі зі скла. Її, у свою чергу, зберігають у ємностях із піском. Він допомагає захистити тару від руйнування, що може виникнути через струшування.

До речі, через дуже високу щільність речовини пляшки з нею не можна брати за горло. Воно легко може відірватися. А наслідки від розлитого токсичного брому та ще й у такій кількості катастрофічні.

Застосування

Насамкінець кілька слів про те, як і де використовують бром. Можна виділити такі сфери та сфери застосування:

• Хімія. Бром задіяний в органічному синтезі, яке розчином визначають якість ненасичених сполук.
• Промисловість. З додаванням брому роблять антипірени, які надають пожежостійкості таким матеріалам, як текстиль, деревина та пластик. А ще з нього раніше активно виготовляли 1.2-диброметан, який був головною складовою етилової рідини.
• Світлина. Бромід срібла використовується як світлочутлива речовина.
• Ракетне паливо. Пентафторид брому - його сильний окислювач.
• Нафтовидобуток. У цій сфері використовуються бромідні розчини.
• Медицина. Броміди калію і натрію використовують як заспокійливі засоби.

Тож якою б токсичною не була ця речовина для людського організму, у деяких сферах вона незамінна.

Зміст статті

БРІМ(Bromum, Br) – елемент 17 (VIIa) групи періодичної системи, атомний номер 35, відносна атомна маса 79,904. Природний бром складається з двох стабільних ізотопів: 79 Br (50,69 ат.%) та 81 Br (49,31 ат.%), а всього відомо 28 ізотопів з масовими числами від 67 до 94. У хімічних сполуках бром виявляє ступеня окислення від -1 до +7, у природі зустрічається виключно в ступені окислення -1.

Історія відкриття.

Впритул до відкриття брому практично одночасно підійшли відразу троє вчених, але офіційно визнаним першовідкривачем судилося стати лише одному з них.

У 1825 році молодий французький хімік Антуан Жером Балар (Antoine-Jérôme Balard), який працював препаратором у Фармакологічній школі при університеті невеликого південного містечка Монпельє, приступив до своїх перших самостійних наукових досліджень. З найдавніших часів Монпельє був відомий своїми соляними промислами. Для видобутку солі на березі моря виривали басейни та заповнювали їх морською водою. Після того, як під дією сонячних променів вода випаровувалась, кристали, що випали, солі вичерпували, а залишковий матковий розчин (рапу) повертали назад у море.

Керівник Балара, професор Жозеф Англада (Joseph Anglada), доручив йому вивчити хімічний склад розсолу, що зливається, і прибережних морських водоростей. Діючи на рапу різними реактивами, Болар зауважив, що при пропущенні через неї хлору розчин набуває інтенсивного жовтого кольору. Аналогічно забарвлював хлор та лужний екстракт золи водоростей. Спочатку Балар припустив, що забарвлення, що спостерігається, викликане присутністю в досліджуваних зразках йоду, який, реагуючи з хлором, і утворює невідому речовину. Спочатку він екстрагував його послідовно ефіром і водним гідроксидом калію. Обробивши отриманий лужний розчин піролюзитом (MnO 2) у сірчанокислому середовищі, Балар виділив неприємно пахнучу червоно-буру рідину і спробував розділити її на складові. Коли всі спроби не дали результату, стало зрозуміло, що це новий елемент. Визначивши щільність і температуру кипіння рідини, а також вивчивши її найважливіші хімічні властивості, 30 листопада 1825 р. Балар відправив доповідь про свої досліди до Паризької академії наук. У ньому, зокрема, нового елемента було запропоновано назву «мурид» (від латинського слова «muria» – розсіл).

Для перевірки повідомлення було призначено комісію з трьох хіміків: Луї Вокелена (Louis Nicolas Vauquelin), Луї Тенара (Louis Jacques Thénard) та Жозефа Гей-Люссака. Повторивши описані експерименти, вони підтвердили висновки Балара, але назву «мурид» визнали невдалим, т.к. що соляна кислота називалася тоді acidum muriaticum – мурієва (від гіпотетичного елемента мурію), а її солі – муріатами та вживання настільки схожих назв «мурид» та «мурій» могло викликати непорозуміння. Згідно з рекомендацією номенклатурного комітету при академії наук, новий елемент було запропоновано назвати бромом від грецького brwmoV – смердючий. У Росії назва «бром» утвердилася не відразу, протягом довгого часу для елемента № 35 використовувалися назви «вром», «мурид» та «вромид».

Пізніше з'ясувалося, що вперше елементарний бром отримав не Балар, а студент відомого німецького хіміка Леопольда Гмеліна Карл Левіг (Carl Jacob Löwig, Leopold Gmelin), який у 1825 році в Гейдельберзькому університеті виділив його з води джерела в Крейцнаху. Поки він готував більше препарату для дослідження, з'явилося повідомлення Балара.

Впритул до відкриття брому підійшов і знаменитий німецький хімік Юстус Любих, так само, як і Балар, який прийняв його за з'єднання хлору та йоду.

Можна сказати, що відкриття брому лежало на поверхні, і французький хімік Шарль Жерар (Charles Frédéric Gerhardt) навіть сказав, що «Не Балар відкрив бром, а бром відкрив Балара».

У природі бром майже завжди зустрічається разом із хлором у вигляді ізоморфної домішки в природних хлоридах (до 3% у сільвін KCl і карналіті KCl·MgCl 2 ·6H 2 O). Власні мінерали брому: бромаргірит AgBr, бромсильвініт KMgBr 3 ·6H 2 O та емболіт Ag(Br, Cl) – зустрічаються рідко та промислового значення не мають. Вони були відкриті набагато пізніше за елементарний бром (бромаргірит – у Мексиці, в 1841). Кларк (середній вміст у земній корі) брому в земній корі становить 2,1 · 10 -4%.

Велика кількість брому міститься в гідросфері Землі (близько 3/4 від наявного в земній корі): в океанах (6,6 · 10 -3%), соляних озерах, підземних розсолах та ґрунтових водах. Найбільша концентрація розчинених бромідів – близько 6 мг/л – відзначено у воді Мертвого моря, а загальна кількість брому у ньому оцінюється у 1 млрд. тонн. Разом із бризками солоної води з'єднання брому потрапляють в атмосферу.

Бром є й у живих організмах. Зміст брому живої фітомасі становить 1,6·10 –4 %. У людському тілі середня концентрація брому становить близько 3,7 мг/кг, більша частина його зосереджена у мозку, печінці, крові та нирках. Серед неорганічних аніонів, що входять до складу крові, бромід-іон займає п'яте місце за кількістю після хлориду, гідрокарбонату, фосфату та сульфату; його концентрація у плазмі крові знаходиться в межах 20–150 мкмоль/л. Деякі тварини, гриби та рослини (насамперед бобові), здатні накопичувати бром, особливо багато його в морських рибах та водоростях.

Отримання брому.

Промислове виробництво брому почалося в 1865 на базі Страссфуртського соляного родовища в Німеччині, через два роки пізніше бром стали видобувати в США, в штаті Вірджинія. У 1924 р. на борту судна «Етила» було продемонстровано можливість видобування брому з морської води, а в 1934 р. організовано промислове виробництво, засноване на цьому методі. У Росії перший бромний завод був побудований в 1917 році на соляному озері Сакське.

Всі промислові способи одержання брому із соляних розчинів засновані на його витісненні хлором із бромідів:

MgBr 2 + Cl 2 = MgCl 2 + Br 2

При отриманні брому шляхом видування вихідну сировину (рапу соляних озер, попутні води нафтових свердловин, морську воду) підкислюють сірчаною кислотою до pH» 3,5 і обробляють надмірною кількістю хлору. Потім розсіл, що містить розчинений бром, подають до верхньої частини колони, заповненої невеликими керамічними кільцями. Розчин стікає по кільцях, а назустріч йому продувають потужний струмінь повітря, причому бром переходить у газову фазу. Бромоповітряну суміш пропускають через розчин карбонату натрію:

3Na 2 CO 3 + 3Br 2 = 5NaBr + NaBrO 3 + 3CO 2

Для виділення брому з отриманої суміші броміду та бромату натрію, її підкислюють сірчаною кислотою:

5NaBr + NaBrO 3 + 3H 2 SO 4 = 3Na 2 SO 4 + 3Br 2 + 3H 2 O

Інші запропоновані способи вилучення брому з хлорованого розсолу: екстракція вуглеводнями або адсорбція іонообмінними смолами – не набули широкого поширення.

Частину розчинів бромідів (у США до 35%), що використовуються в промисловості, відправляють на повторну переробку з метою отримання додаткових кількостей брому.

Світове виробництво брому (за даними на 2003) склало близько 550 тис. тонн на рік, більша частина його виробляється в США (39,4%), Ізраїлі (37,6%) та Китаї (7,7%). Динаміка виробництва брому у різних країнах світу наведено у таблиці 1.

Ціна елементного брому коливається від 700 до 1000 дол. за тонну. Річна потреба Росії у бромі оцінюється в 20–25 тис. тонн, вона задовольняється переважно за рахунок імпорту зі США та Ізраїлю.

У лабораторії бром можна отримати взаємодією бромідів з відповідним окислювачем, наприклад, перманганатом калію або діоксидом марганцю, в кислому середовищі.

MnO 2 + 2H 2 SO 4 + 2NaBr = Br 2 + MnSO 4 + Na 2 SO 4

Бром, що виділився, відокремлюють екстракцією неполярними розчинниками або перегонкою з водяною парою.

Проста речовина.

Бром – єдиний неметал, рідкий за кімнатної температури. Елементний бром є важкою червоно-бурою рідиною з неприємним запахом (щільність при 20° C – 3,1 г/см 3 , температура кипіння +59,82° C), пари брому мають жовто-бурий колір. При температурі -7,25 ° C бром твердне, перетворюючись на червоно-коричневі голчасті кристали зі слабким металевим блиском.

У твердому, рідкому та газоподібному стані бром існує у вигляді двоатомних молекул Br 2 помітна дисоціація на атоми починається тільки при 800° C, дисоціація відбувається і під дією світла. Елементний бром є сильним окислювачем, він безпосередньо реагує майже з усіма неметалами (за винятком інертних газів, кисню, азоту та вуглецю) та багатьма металами, ці реакції найчастіше супроводжуються займанням (наприклад, з фосфором, сурмою, оловом):

2S + Br 2 = S 2 Br 2

2P + 3Br 2 = 2PBr 3; PBr 3 + Br 2 = 2PBr 5

2Al + 3Br 2 = 2AlBr 3

Ni + Br 2 = NiBr 2

Багато металів повільно реагують з безводним бромом через утворення на поверхні плівки броміду, нерозчинного в бромі. З металів найбільш стійкі до дії брому (навіть за підвищених температур і в присутності вологи) срібло, свинець, платина та тантал. Золото, на відміну платини, легко реагує з ним, утворюючи AuBr 3 .

У водному середовищі бром окислює нітрити до нітратів, аміак до азоту, йодиди до вільного йоду, сірку та сульфіти до сірчаної кислоти:

2NH 3 + 6Br 2 = N 2 + 6HBr

3Br 2 + S + 4H 2 O = 6HBr + H 2 SO 4

Бром помірно розчинний у воді (3,58 г в 100 г при 20° C), при охолодженні цього розчину до 6° C з нього випадають гранатово-червоні кристали гідрату клатратного брому складу 6Br 2 ·46H 2 O. Розчинність брому істотно зростає при додаванні бромідів за рахунок утворення міцних комплексних сполук:

KBr + Br2 = KBr3

У водному розчині брому («бромній воді») існує рівновага між молекулярним бромом, бромід-іоном та оксокислотами брому:

Br 2 + H 2 O = HBr + HBrO

У насиченому розчині бром дисоційований на 0,85%, у 0,001-молярному – на 17%.

При зберіганні бромної води на світлі вона поступово розкладається з виділенням кисню через фотоліз бромноватої кислоти:

2HOBr + hv= 2HBr + O 2

При взаємодії брому з розчинами лугів утворюються відповідні броміди та гіпоброміти (на холоді) або бромати:

Br 2 + 2NaOH = NaBr + NaBrO + H 2 O (при t

3Br 2 + 6NaOH = 5NaBr + NaBrO 3 + 3H 2 O

Внаслідок високої хімічної активності брому для його транспортування використовуються цистерни з внутрішньою свинцевою або нікелевою обкладкою. Малі обсяги брому зберігають у скляному посуді.

З'єднання брому.

Відомі хімічні сполуки брому, в яких він може виявляти ступені окислення -1, 0, +1, +3, +5 та +7. Найбільший практичний інтерес становлять речовини, що містять бром у ступені окислення –1, до них відносяться бромоводень, а також неорганічні та органічні броміди. Сполуки брому в позитивних ступенях окислення представлені, в основному, кисневими кислотами брому та їх солями; вони є сильними окислювачами.

Бромоводород HBrявляє собою отруйний (ГДК = 2 мг/м 3 ) безбарвний газ з різким запахом, що димить на повітрі через взаємодію з парами води. При охолодженні до –67° C бромоводень перетворюється на рідкий стан. HBr добре розчинний у воді: при 0° C в одному об'ємі води розчиняється 612 об'ємів бромоводню, у розчині HBr дисоціює на іони:

HBr + H 2 O = H 3 O + + Br –

Водний розчин HBr називається бромоводневою кислотою, вона належить до сильних кислот (pK a = -9,5). У HBr бром має ступінь окислення –1 і тому бромоводнева кислота виявляє відновлювальні властивості, вона окислюється концентрованою сірчаною кислотою та киснем повітря (на світлі):

H 2 SO 4 + 2HBr = Br 2 + SO 2 + 2H 2 O

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

При взаємодії з металами, а також з оксидами та гідроксидами металів бромоводнева кислота утворює солі. броміди:

HBr + KOH = KBr + H 2 O

У промисловості бромоводень отримують прямим синтезом з елементів у присутності каталізатора (платини або активованого вугілля) H 2 + Br 2 = 2HBr і, як побічний продукт, при бромуванні органічних сполук:

У лабораторії HBr може бути одержаний при дії концентрованої фосфорної кислоти на броміди лужних металів при нагріванні:

NaBr + H 3 PO 4 = NaH 2 PO 4 + HBr

Зручним лабораторним методом синтезу HBr є також взаємодія брому з бензолом або декаліном у присутності заліза:

C 10 H 18 + Br 2 = C 10 H 17 Br + HBr

Бромоводород застосовується для одержання бромідів та деяких органічних сполук брому.

Бромід калію KBr– безбарвна кристалічна речовина, що добре розчиняється у воді (65 г у 100 г води при 20° C), t пл = 730° C. Бромід калію застосовується при виготовленні фотоемульсій та в якості противуалюючої речовини у фотографії. KBr добре пропускає інфрачервоні промені і тому є матеріалом для виготовлення лінз для ІЧ-спектроскопії.

Бромід літію LiBrявляє собою безбарвну гігроскопічну речовину (t пл = 552° C), добре розчинну у воді (63,9% при 20° C). Відомий кристалогідрат LiBr·2H 2 O. Бромід літію отримують при взаємодії водних розчинів карбонату літію та бромоводневої кислоти:

Li 2 CO 3 + 2HBr = 2LiBr + H 2 O + CO 2

Бромід літію застосовують при лікуванні психічних захворювань та хронічного алкоголізму. Через високу гігроскопічність LiBr використовується як осушуюча речовина в системах кондиціювання повітря та для зневоднення мінеральних масел.

Бромновата кислота HOBrвідноситься до слабких кислот, вона існує лише в розведених водних розчинах, які одержують взаємодією брому з суспензією оксиду ртуті:

2Br 2 + 2HgO + H 2 O = HgO·HgBr 2 Ї + 2HOBr

Солі бромноватої кислоти називаються гіпобромітами, Вони можуть бути отримані взаємодією брому з холодним розчином лугу ( див. вище), при нагріванні лужних розчинів гіпоброміти диспропорціонують:

3NaBrO = 2NaBr + NaBrO 3

Ступеня окислення брому +3 відповідає бромиста кислота HBrO 2, яка нині не отримана. Відомі лише її солі – броміти, які можна отримати окисленням гіпобромітів бромом у лужному середовищі:

Ba(BrO) 2 + 2Br 2 + 4KOH = Ba(BrO 2) 2 + 4KBr + 2H 2 O

Бромнувата кислота HBrO 3 отримана в розчинах при дії розведеної сірчаної кислоти на розчини її солей броматів:

Ba(BrO 3) 2 + H 2 SO 4 = 2HBrO 3 + BaSO 4 Ї

При спробі отримання розчинів з концентрацією понад 30% бромнова кислота розкладається з вибухом.

Бромновата кислота та бромати є сильними окислювачами:

2S + 2NaBrO 3 = Na 2 SO 4 + Br 2 + SO 2 .

Бромат калію KBrO 3 – безбарвна кристалічна речовина, розчинна у воді (у 100 г води при 20° C розчиняється 6,9 г KBrO 3 при 100° C – 49,7 г). При нагріванні до 434 ° C розкладається без плавлення:

2KBrO 3 = 2KBr + 3O 2

Бромат калію одержують електролізом розчинів KBr або взаємодією гідроксиду калію з бромом та хлором:

12KOH + Br 2 + 5Cl 2 = 2KBrO 3 + 10KCl +6H 2 O

KBrO 3 застосовується в аналітичній хімії як окислювач при броматометричному титруванні, він входить до складу нейтралізаторів для хімічної завивки.

Найбільш стійкою з оксокислот брому є бромна кислота HBrO 4 яка існує у водних розчинах з концентрацією, що не перевищує 6 моль/л. Незважаючи на те, що HBrO 4 – найсильніший окисник серед кисневих кислот брому, окислювально-відновлювальні реакції за її участю протікають дуже повільно. Так, наприклад, бромна кислота не виділяє хлор із одномолярного розчину соляної кислоти, хоча ця реакція термодинамічно вигідна. Особлива стійкість іона BrO 4 пов'язана з тим, що атоми кисню, оточуючи атом брому по тетраедру, ефективно захищають його від атаки відновника. Розчини бромної кислоти можна отримати підкисленням розчинів її солей – перброматів, які, у свою чергу, синтезують електролізом розчинів броматів, а також окисленням лужних розчинів броматів фтором або фторидами ксенону:

NaBrO 3 + XeF 2 + 2NaOH = NaBrO 4 + 2NaF + Xe + H 2 O

Через сильні окислювальні властивості перброматів вони були синтезовані тільки в другій половині 20 ст. американським вченим Еваном Епплманом (Evan H.Appelman) у 1968.

Кисневі кислоти брому та їх солі можуть бути використані як окислювачі.

Біологічна роль та токсичність сполук брому.

Багато аспектів біологічної ролі брому нині ще з'ясовані. В організмі людини бром бере участь у регуляції діяльності щитовидної залози, оскільки є конкурентним інгібітором йоду. Деякі дослідники вважають, що сполуки брому беруть участь у діяльності еозинофілів – клітин імунної системи. Пероксидаза еозинофілів окислює бромід-іони до бромноватої кислоти, яка допомагає руйнувати чужорідні клітини, у тому числі й ракові. Нестача брому в їжі призводить до безсоння, уповільнення росту та зменшення кількості еритроцитів у крові. Щоденне надходження брому до організму людини з їжею становить 2–6 мг. Особливо багаті на бром риба, злаки та горіхи.

Елементний бром отруйний. Рідкий бром викликає опіки, що важко гояться, при попаданні на шкіру його потрібно змити великою кількістю води або розчину соди. Пари брому в концентрації 1мг/м 3 викликають подразнення слизових оболонок, кашель, запаморочення та головний біль, а в вищій (>60 мг/м 3) – ядуха і смерть. При отруєнні парами брому рекомендується вдихати аміак. Токсичність сполук брому менша, проте, при тривалому вживанні препаратів, що містять броми, може розвинутися хронічне отруєння – бромізм. Його симптоми – загальна млявість, поява висипки на шкірі, апатія, сонливість. Бромід-іони, надходячи в організм протягом тривалого часу, перешкоджають накопиченню йоду в щитовидній залозі, пригнічуючи її діяльність. Для прискорення виведення брому з організму призначають дієту з великим вмістом солі та рясне питво.

Застосування брому та його сполук.

Першим відомим застосуванням сполук брому було виробництво пурпурового барвника. Його видобували ще в другому тисячолітті до нашої ери з молюсків виду «мурекс», що накопичують бром із морської води. Процес вилучення барвника був дуже трудомісткий (з 8000 молюсків можна отримати всього 1 грам пурпуру) і дозволити собі носити пофарбований ним одяг могли тільки дуже багаті люди. У стародавньому Римі носити її могли лише представники вищої влади, тому він отримав назву «королівський пурпур». Структуру чинного початку цього барвника встановили тільки в другій половині 19 ст, їм виявилося з'єднання брому - 6,6" - диброміндіго. Бромпохідні індиго, що синтезуються штучно, використовуються для фарбування тканин (в основному, бавовняних) і зараз.

У 19 ст. головними областями використання сполук брому були фотографія та медицина.

Бромід срібла AgBr став застосовуватися як світлочутливий матеріал близько 1840 року. Сучасні фотоматеріали на основі AgBr дозволяють робити знімки з витримкою 10 –7 секунди. Для виготовлення фотоплівки на основі броміду срібла, ця сіль синтезується у водному розчині желатину, при цьому кристалики AgBr, що випали, рівномірно розподіляються по всьому об'єму розчину. Після застигання желатину утворюється тонкодисперсна суспензія, яку тонким шаром (товщиною від 2 до 20 мкм) рівномірно наносять на поверхню носія прозорої плівки, виготовленої з ацетату целюлози. У кожному квадратному сантиметрі отриманого шару міститься кілька сотень мільйонів зерен броміду срібла, оточених желатинової плівкою. При попаданні світла на таку фотоплівку відбувається фотолітичне розкладання AgBr:

AgBr + hv= Ag + Br

Протікання у фотоемульсії зворотного процесу – окислення срібла бромом, що перешкоджає желатину. Фотоліз призводить до утворення в мікрокристала AgBr груп атомів срібла з розмірами 10 -7 -10 -8 см, так званих центрів прихованого зображення. Для отримання видимого зображення бромід срібла на ділянках, що засвічують, відновлюють до металевого срібла. Центри прихованого зображення каталізують (прискорюють) реакцію відновлення і дозволяють провести її, практично не торкнувшись неосвітлених кристалів AgBr. Після розчинення броміду срібла, що залишився, на фотоплівці виходить чорно-біле зображення (негатив), стійке до дії світла. Для створення позитивного зображення потрібно повторити процес, висвітлюючи (зазвичай) фотопапір через плівку, де з негативним зображенням.

Солі брому виявились дуже ефективними лікарськими засобами для лікування багатьох нервових хвороб. Знаменитий російський фізіолог І.П.Павлов сказав: «Людство має бути щасливим тим, що має в своєму розпорядженні такий дорогоцінний для нервової системи препарат, як бром». Використання KBr в медицині як седативний (заспокійливий) і протисудомний засіб при лікуванні епілепсії почалося в 1857. Тоді водні розчини броміду калію і натрію були відомі під загальною назвою «бром». Протягом багато часу механізм дії препаратів брому залишався невідомим, вважалося, що броміди зменшують збудливість, діючи аналогічно снодійним. Лише 1910 року один із учнів Павлова П.М.Никифоровский експериментально показав, що броміди посилюють процеси гальмування у центральній нервовій системі. Наразі броміди натрію та калію практично вийшли з вживання при лікуванні нервових захворювань. Вони були витіснені ефективнішими броморганічними препаратами.

На початку 20 ст. відкрилася нова сфера застосування брому. З поширенням автомобілів з'явилася потреба у великих кількостях дешевого бензину, водночас існуюча на той час нафтова промисловість не могла виробляти необхідні обсяги високооктанового палива. Для покращення якості палива – зменшення його здатності до детонації у двигуні – у 1921 американський інженер Томас Мідглі (Thomas Midgley) запропонував вводити в бензин додатковий компонент – тетраетилсвинець (Pb(C 2 H 5) 4 , ТЕС). Ця добавка виявилася дуже ефективною, але при її використанні виникла нова проблема – відкладення свинцю у двигунах. Щоб уникнути їх утворення, ТЕС розчиняють у бромвуглеводнях – 1,2-диброметані (BrCH 2 CH 2 Br) та етилброміді (C 2 H 5 Br), отримана суміш отримала назву «етилова рідина» ( див.ОКТАНОВЕ ЧИСЛО). Механізм її дії полягає в тому, що при спільному згорянні бромвуглеводнів та ТЕС утворюються леткі броміди свинцю, які виносяться з двигуна разом із вихлопними газами. У середині минулого століття на виробництво етилової рідини витрачалася більша частина виробленого брому – 75% у 1963. Зараз використання етилової рідини не відповідає сучасним вимогам екологічної безпеки та її світове виробництво скорочується: у Росії, наприклад, частка етилованого (що містить етилову рідину) бензину загалом обсязі автомобільного палива становила 1995 року понад 50%, а 2002 – 0,4%. У Росії використання ТЕС заборонено з 2003, а в деяких регіонах ще раніше (у Москві - з 1993).

Наразі основною областю використання брому є виробництво антипіренів (від 40% світового споживання брому). Антипірени - речовини, що захищають матеріали органічного походження від займання. Їх використовують для просочення тканин, виробів з деревини та пластмас, виробництва негорючих фарб. Як антипірени застосовуються, в основному, ароматичні бромпохідні: дибромстирол, тетрабромфталевий ангідрид, декабромдифенілоксид, 2,4,6-трибромфенол та інші. Бромхлорметан використовується як наповнювач вогнегасників, призначених для гасіння електропроводки.

Значна частина брому (у США – 24%) у формі бромідів кальцію, натрію та цинку витрачається для виготовлення бурових розчинів, які закачують у свердловини для збільшення обсягу видобутої нафти.

До 12% брому йде на синтез пестицидів та інсектицидів, що використовуються у сільському господарстві та для захисту дерев'яних виробів (метилбромід).

Елементний бром та його сполуки застосовуються у процесах водоочищення та водопідготовки. Бром іноді використовують для м'якої дезінфекції води у басейнах при підвищеній чутливості до хлору. З цією метою витрачається 7% виробленого брому.

Близько 17% брому витрачається на виробництво фотографічних матеріалів, фармацевтичних препаратів та високоякісної гуми (бромбутилкаучуку).

Органічні сполуки брому застосовують для інгаляційного наркозу (галотан – 1,1,1-трифтор-2-хлор-2-брометан, CF 3 CHBrCl), як знеболювальні, заспокійливі, антигістамінні та антибактеріальні препарати, при лікуванні виразкових хвороб, епілепсії, серцево -судинних захворювань. Ізотоп брому з атомною масою 82 знаходить застосування в медицині при лікуванні пухлин і при вивченні поведінки бромсодержащих препаратів в організмі.

Бромбутилкаучук одержують у промисловості при неповному бромуванні бутилкаучуку – сополімеру 97–98% ізобутилену CH 2 =C(CH 3) 2 і ne 2–3% ізопрену CH 2 =C(CH 3)CH=CH 2 . У цьому процесі відбувається бромування тільки ізопренових ланок макромолекули каучуку:

–CH 2 –C(CH 3)=CH–CH 2– + Br 2 = –CH 2 –CBr(CH 3) –CHBr–CH 2 –

Введення брому в бутилкаучук суттєво підвищує швидкість його вулканізації. Бромбутилкаучук не має запаху, не виділяє шкідливих речовин при зберіганні та переробці, він відрізняється високим ступенем совулканізації з ненасиченими каучуками та кращою, ніж у бутилкаучуку, адгезією до інших полімерів. Галогеновані бутилкаучуки використовуються для герметизації гумових виробів з інших полімерів (наприклад, у виробництві автомобільних шин), для виготовлення теплостійких стрічок з високим опором стирання, гумових пробок, хімічно стійких обкладок ємностей.

Юрій Крутяков

Література:

Міллер Ст. Бром. Л., Держ. ін-т прикладної хімії. 1967
Фігуровський Н.А. Відкриття елементів та походження їх назв. М., Наука, 1970
Популярна бібліотека хімічних елементів. М., Наука, 1983
Неорганічна хімія, Т. 2. За ред. Ю.Д. Третьякова. М., Академія, 2004
U.S. Geological Survey, Mineral Commodity Summaries, January 2004