НАУЧНАЯ БИБЛИОТЕКА - РЕФЕРАТЫ - : Бром

: Бром

БРОМ

БРОМ (лат. Bromum),

Br - химический эле­мент VII группы

периодической системы Мен­делеева, относится к галогенам

, атомный номер 35,

атомная масса 79,904; красно-бурая жид­кость с сильным неприятным запа­хом.

Бром открыт в 1826 французским химиком А. Ж. Баларом

при изучении рассолов средиземноморских соляных промыслов; назва

н от греческого bromos — зловоние. При­родный бром состоит из 2 стабильных

изо­топов 79Br (50,34%) и 81Br (49,46%). Из

искусственно полученных радиоактив­ных изотопов брома наиболее интерес

ен 80Вr, на примере

которого И. В. Курчатовым открыто явле

ние изомерии атомных ядер.

Нахождение в природе.

Содержание брома в земной коре (1,6*

l0-4% по массе) оценивается в 10

15-1016 т. В главной своей массе бром находится в рас­сеянном

состоянии в магматических породах, а также в

широко распространённых галогенидах. Бром -

постоянный спутник хлора. Бромистые соли (NaBr,

KBr, MgBr2) встречаются в отложениях

хлористых солей (в поваренной соли до 0,03

% Br, в калийных солях - сильвин

е и карналлите - до 0,3% Вr), а также в

морской воде (0,065% Br), рапе соляных озёр (до 0,2% Br) и подземных рассолах,

обычно связанных с соляными и нефтя­ными месторождениями (до 0,1% Br).

Благодаря хорошей растворимости в воде бромистые

соли накопляются в остаточ­ных рассолах морских и озёрн

ых водоё­мов. Бром мигрирует в виде легко раство­римых соеди

нений, очень редко образуя твёрдые минеральные формы, представ­ленные

бромиритом AgBr,

эмболитом Ag (Сl, Br) и иодэмболитом

Ag (Сl, Вr, I). Образование минералов происходит в зонах окисления

сульфидных серебро-содержащих месторождений,

формирую­щихся в засушливых пустынных облас­тях.

Физические и химические свойства.

При -7,2°С жид­кий бром з

астывает, превращаясь в красно-коричневые игольчатые кристаллы со слабым

металлическим блеском. Пары брома жёлто-бурого цвета, tкип 5

8,78°С. Плот­ность жидкого брома (при 20°С) 3,1 г/см3. В воде бром

растворим ограниченно, но лучше других галогенов

(3,58 г брома в 100 г Н

2О при 20°С). Ниже 5,8

4°С из воды осаждаются

гранатово-красные кристаллы Br2*8H2

O. Особенно хорошо растворим бром во многих органических раство­рителях, чем

пользуются для извлечения его из водных растворов. Бром в твердом, жидком и

газообразном состоянии состо­ит из 2-атомных молекул. Заметная диссоциация на

атомы начинается при температуре около 800°С; диссоциация наблю­дается и при

действии света.

Конфигурация внешних электронов ато­ма брома 4s2 4p5.

Валентность брома в соединени­ях переменна, степень окисления равна -1 (в

бромидах, напр. КВr), +1 (в гипобромитах, NaBrO), +3 (в бромитах, NaBrO2

), +5 (в броматах, КВrО3) и + 7 (в пербромагах, NaBrO4).

Химически бром весьма активен, занимая по реакционной способности место между

хлором и иодом. Взаимодействие брома с серой, селеном, тел­луром, фосфором,

мышьяком и сурьмой сопровождается сильным разогреванием, иногда даже появлением

пламени. Так же энергично бром реагирует с некоторыми ме­таллами, например

калием и алюминием. Однако многие металлы реагируют с без­водным бромом с

трудом из-за образования на их поверхности защитной плёнки бро­мида,

нерастворимого в броме. Из металлов наиболее устойчивы к действию брома, даже

при повышенных температурах и в присут­ствии влаги, серебро, свинец, платина и

тантал (золото, в отличие от платины, энергично реагирует с бромом). С

кислородом, азотом и углеродом бром непосредственно не соединяется даже при

повышенных температурах. Соединения брома с этими элемен­тами получают

косвенным путём. Тако­вы крайне непрочные окислы Br2O,BrO2

и Вr3О8.

Бром - сильный окислитель. Так, он окисляет сульфиты и тиосульфаты в вод­ных

растворах до сульфатов, нитриты до нитратов, аммиак до свободного азота. Бром

вытесняет иод из его соединений, но сам вытесняется хлором и фтором.

Свободный бром выделяется из водных растворов бро­мидов также под действием

сильных окислителей в кислой среде. При растворении в воде бром частич­но

реагирует с ней с образованием бромистоводо-родной кислоты НВr и неустойчивой

бромноватистой кислоты НВrО. Раствор брома в воде называют бромной водой. Из

реакций брома с орга­ническими соединениями наиболее характерны присоединение

по двойной связи С=С, а также замещение водорода (обычно при действии

катализаторов или света).

Получение и применение.

Исходным сырьём для получения брома слу­жат морская вода, озёрные и подземные

рассолы и щелока калийного произва, содержащие бром в виде бромид-иона Вг-

. Бром выделяют при помощи хло­ра и отго­няют из раствора водяным паром или во

здухом. Отгонку паром ведут в колон­нах, изготовленных из гранита, керамики

или иного стойкого к брому материала. Сверху в колонну подают подогретый

рассол, а снизу - хлор и водяной пар. Пары брома, выходящие из колонны,

кон­денсируют в керамиковых холодильни­ках. Далее бром отделяют от воды и

очища­ют от примеси хлора дистилляцией. Отгонка воздухом позволяет

использо­вать для получения брома рассолы с его низ­ким содержанием, выделять

бром из которых паровым способом в результате большо­го расхода пара невыгодно.

Из получае­мой бромовоздушной смеси бром улав­ливают химическими поглотителями.

Для этого применяют растворы бромистого железа, которое, в свою очередь,

получают восстановлением FеВг3 железными стружками, а также

раство­ры гидроокисей или карбонатов натрия или газообразный сернистый

ангидрид, реагирующий с бромом в присутствии паров воды с образованием

оромистоводородной и серной кислот. Из полученных полу­продуктов бром выделяют

действием хлора или кислоты. В случае необходимости полу­продукты

перерабатывают на бромистые соединения, не выделяя элементарного брома.

Вдыхание паров брома при содержании их в воздухе 1 мг/м3 и более

вызывает кашель, насморк, носовое кровотечение, головокружение, головную боль;

при более высоких концентрациях - удушье, брон­хит, иногда смерть. Предельно

допусти­мые концентрации паров брома в воздухе 2 мг/м3. Жидкий бром

действует на кожу, вызывая плохо заживающие ожоги, Работы с бромом следует

проводить в вытяж­ных шкафах. При отравлении парами брома рекомендуется вдыхать

аммиак, исполь­зуя для этой цели сплыю разбавленный раствор его в воде или в

этиловом спирте. Боль в горле, вызванную вдыханием паров брома, устраняют

приёмом внутрь горячего молока. Бром, попавший на кожу, смывают большим

количеством воды или сдувают сильной струей воздуха. Обож­жённые места

смазывают ланолином.

Бром применяют довольно широко. Он - исходный продукт для получения ряда

бромистых солей и органических производ­ных. Большие количества брома

расходуют для получения бромистого этила и дибромэтана - составных частей

этиловой жидкости, добавляемой к бензинам для повышения их детонационной

стойкости. Соединения брома применяют в фотографии, при производстве ряда

красителей, бромистый метил и некоторые другие соединения брома - как

ин­сектициды. Некоторые органические соединения брома служат эффективными

огнетушащими средствами. Бром и бромную воду ис­пользуют при химических

анализах для опре­деления многих веществ. В медицине исполь­зуют бромиды

натрия, калия, аммония, а также органичанические соединения брома, которые

применяют при неврозах, истерии, повы­шенной раздражительности, бессоннице,

гипертонические болезни, эпилепсии и хорее.

Бром в организме.

Бром - постоянная составная часть тканей животных и растений. Наземные растения

содержат в среднем 7*10-4% брома на сырое вещество,

животные ~10-4%. Бром найден в различных секретах (слезах, слюне,

поте, молоке, желчи). В крови здорового человека содержание брома колеблется от

0,11 до 2,00 мг%. С помощью радиоактивного брома (82Br) установлено

избирательное погло­щение его щитовидной железой, мозго­вым слоем почек и

гипофизом. Введён­ные в организм животных и человека бромиды усиливают

концентрацию про­цессов торможения в коре головного мозга, содействуют

нормализации состояния нервной системы, пострадавшей от пере­напряжения

тормозного процесса. Одновременно, задерживаясь в щитовидной железе, бром

вступает в конкурентные отно­шения с иодом, что влияет на деятель­ность железы,

а в связи с этим - и па состояние обмена веществ.