- història
- Treball de Carl Löwig
- Treball d'Antoine Balard
- Estructura i configuració electrònica de l'brom
- molècula
- vidres
- Capa de valència i estats d'oxidació
- propietats
- aspecte físic
- pes atòmic
- nombre atòmic
- olor
- Punt de fusió
- Punt d'ebullició
- Densitat (Br
- Solubilitat en aigua
- solubilitats
- punt triple
- punt crític
- Calor de fusió (Br
- Calor de vaporització (Br
- Capacitat calòrica molar (Br
- Pressió de vapor
- Temperatura d'autoignició
- Punt d'ignició
- Temperatura d'emmagatzematge
- tensió superficial
- Llindar d'olor
- Índex de refracció (ηD)
- electronegativitat
- Energia d'ionització
- ràdio atòmic
- ràdio covalent
- Ràdio de Van der Waals
- reactivitat
- usos
- Additiu de la gasolina
- pesticides
- Control de l'emissió de l'mercuri
- Fotografia
- accions terapèutiques
- Retardant de foc
- Additiu d'aliments
- Reactius i intermediari químic
- acció biològica
- On es troba
- Riscos
- referències
El brom és un element no metàl·lic que pertany a el grup dels halògens, grup 17 (VIIA) de la Taula Periòdica. El seu símbol químic és el Br. Es presenta com una molècula diatòmica, els àtoms estan units per un enllaç covalent, per la qual cosa se li assigna la fórmula molecular Br 2.
A diferència de l'fluor i el clor, el brom en condicions terrestres no és un gas sinó un líquid marró vermellós (imatge inferior). És fumant, i és juntament amb el mercuri, els únics elements líquids. Per sota d'ell, el iode, si bé s'intensifica el seu color i es torna morat, pot cristal·litzar en un sòlid volàtil.
Vial amb brom líquid pur. Font: Hi-Res Images ofChemical Elements
El brom va ser descobert, de manera independent, en 1825 per Carl Löwig, qui estudiava sota la direcció de l'químic alemany Leopold Gmelin; i el 1826, pel químic francès Antoine-Jérome Balard. No obstant això, la publicació dels resultats experimentals de Balard va precedir a la de Löwig.
El brom és el 62è element més abundant de la Terra, trobant distribuït en baixes concentracions per l'escorça terreste. Al mar, la concentració mitjana és de 65 ppm. El cos humà conté un 0,0004% brom, no coneixent en forma definitiva la seva funció.
Aquest element s'explota comercialment a les salmorres o llocs que per condicions especials són llocs d'alta concentració de sals; per exemple, el Mar Mort, a el qual conflueixen les aigües dels territoris veïns, saturades de sals.
És un element corrosiu capaç d'atacar metalls, com el platí i el pal·ladi. Dissolt en aigua, el brom també pot exercir la seva acció corrosiva sobre els teixits humans, agreujant-se la situació perquè es pot generar l'àcid bromhídric. Respecte a la seva toxicitat, pot produir danys importants en òrgans, com el fetge, els ronyons, el pulmó i l'estómac.
El brom és molt perjudicial en l'atmosfera, sent 40-100 vegades més destructiu per a la capa d'ozó que el clor. La meitat de la pèrdua de la capa d'ozó a l'Antàrtida és produïda per reaccions relacionades amb el bromometilo, compost utilitzat com fumigant.
Té nombrosos usos, com ara: retardant de foc, agent blanquejant, desinfectant de superfícies, additiu per a combustibles, intermediari en la fabricació de sedant, en la fabricació de productes químics orgànics, etc.
història
Treball de Carl Löwig
El brom va ser descobert de forma independent i gairebé simultàniament per Carl Jacob Löwig, químic alemany el 1825, i per Antoine Balard, químic francès a 1826.
Carl Löwig, un deixeble de l'químic alemany Leopold Gmelin, va recol·lectar aigua d'una deu d'Bad Kreuznach i li va agregar clor; després de l'addició de l'èter, va agitar la mescla de líquids.
Després, va separar per destil·lació l'èter i el va concentrar per evaporació. Com a resultat va obtenir una substància marró rogenca, que era el brom.
Treball d'Antoine Balard
Balard, per la seva banda, va utilitzar cendres d'una alga marró coneguda com fucus i les va barrejar amb salmorra, extreta de les salines de Montpeller. Així va alliberar el brom, fent passar clor a través del material aquós sotmès a extracció, en el qual estava present el bromur de magnesi, MgBr 2.
Posteriorment, el material va ser destil·lat en presència de diòxid de manganès i àcid sulfúric, produint-uns vapors vermells que es van condensar en un líquid fosc. Balard va pensar que era un nou element i el va anomenar muride, derivat de la paraula llatina muria, amb la qual es designava a la salmorra.
S'ha assenyalat que Balard va canviar el nom de muride a Brome per suggeriment d'Anglada o de Gai-Lussac, basat en què Brome vol dir pestilent, que defineix l'olor de l'element descobert.
Els resultats van ser publicats per Belard en Annales of Chemie and Physique, abans que Löwig publiqués els seus.
Solament a partir de 1858, es va aconseguir produir brom en quantitats importants; any en què es van descobrir i van explotar els dipòsits de sal de Stassfurt, obtenint-brom com un subproducte de la potassa.
Estructura i configuració electrònica de l'brom
molècula
Molècula de Br2. Font: Benjah-bmm27.
A la imatge superior es mostra la molècula de brom, Br 2, amb un model d'ompliment compacte. Realment, hi ha un enllaç covalent simple entre els dos àtoms de brom, Br-Br.
A l'ésser una molècula diatòmica i homogènia, no té moment dipolar permanent i només pot interactuar amb altres de el mateix tipus mitjançant forces de dispersió de London.
Aquesta és la raó de per què el seu líquid vermellós és fumant; en les molècules de Br 2, si bé són relativament pesades, les seves forces intermoleculars les mantenen dèbilment unides.
El brom és menys electronegatiu que el clor, i per tant, exerceix un efecte d'atracció menor sobre els electrons de les capes de valència. Com a resultat, requereix de menys energia per transitar nivells energètics més alts, absorbint fotons verds, i reflectint un color vermellós.
vidres
Estructura cristal·lina de brom. Font: Ben Mills.
En fase gasosa, les molècules d'Br 2 se separen considerablement fins no haver interaccions eficients entre elles. No obstant això, per sota del seu punt de fusió, el brom pot congelar-se en vidres ortorrómbicos vermellosos (imatge superior).
Cal notar com les molècules d'Br 2 es posicionen ordenadament de tal manera que semblen "cucs de brom". Aquí ja aquestes temperatures (T <-7,2 ° C), les forces de dispersió són suficients perquè les vibracions de les molècules no desplomin el vidre en l'acte; però tot i així, diverses d'elles sublimaran constantment.
Capa de valència i estats d'oxidació
La configuració electrònica de l'brom és:
3d 10 4s 2 4p 5
Sent 3d 10 4s 2 4p 5 la seva capa de valència (encara que l'orbital 3d 10 no tingui protagonisme en les seves reaccions químiques). Els electrons dels orbitals 4s i 4p són els més externs i sumen un total de 7, a només un electró de completar l'octet de valència.
D'aquesta configuració poden deduir-se els estats d'oxidació possibles per al brom: -1, si guanya un electró per ser isoelectrónico a l'criptó; +1, quedant com 3d 10 4s 2 4p 4; +3, +4 i +5, perdent tots els electrons de l'orbital 4p (3d 10 4s 2 4p 0); i +7, quedant sense electrons en l'orbital 4s (3d 10 4s 0 4p 0).
propietats
aspecte físic
Líquid fumant de color fosc marró vermellós. Es troba en la naturalesa com una molècula diatòmica, amb els àtoms units per un enllaç covalent. El brom és un líquid més dens que l'aigua i s'enfonsa en ella.
pes atòmic
79,904 g / mol.
nombre atòmic
35.
olor
Un fum acre, sufocant i irritant.
Punt de fusió
-7,2 ºC.
Punt d'ebullició
58,8 ºC.
Densitat (Br
3,1028 g / cm 3
Solubilitat en aigua
33,6 g / L a 25 ° C. La solubilitat de l'brom en aigua és baixa i tendeix a augmentar a l'disminuir la temperatura; comportament semblant al d'altres gasos.
solubilitats
Lliurement soluble en alcohol, èter, cloroform, tetraclorur de carboni, disulfur de carboni, i àcid clorhídric concentrat. Soluble en solvents no polars i alguns polars com alcohol, àcid sulfúric i en molts solvents halogenats.
punt triple
265,9 K a 5,8 kPa.
punt crític
588 K a 10,34 MPa.
Calor de fusió (Br
10,571 kJ / mol.
Calor de vaporització (Br
29,96 kJ / mol.
Capacitat calòrica molar (Br
75,69 kJ / mol.
Pressió de vapor
A una temperatura de 270 K, 10 kPa.
Temperatura d'autoignició
No inflamable.
Punt d'ignició
113 ºC.
Temperatura d'emmagatzematge
De 2 a 8 ºC.
tensió superficial
40,9 mN / ma 25 ºC.
Llindar d'olor
0,05-3,5 ppm. 0,39 mg / m 3
Índex de refracció (ηD)
1,6083 a 20 ° C, i 1,6478 a 25 ° C.
electronegativitat
2,96 en l'escala de Pauling.
Energia d'ionització
- Primer nivell: 1139,9 kJ / mol.
- Segon nivell: 2.103 kJ / mol.
- Tercer nivell: 3.470 kJ / mol.
ràdio atòmic
120 pm.
ràdio covalent
120,3 pm.
Ràdio de Van der Waals
185 pm.
reactivitat
És menys reactiu que el clor, però més reactiu que el iode. És un oxidant menys fort que el clor i més fort que el iode. Així mateix, és un agent reductor més feble que el iode, però més fort que el clor.
El vapor d'el clor és altament corrosiu per a molts materials i als teixits humans. Ataca a molts elements metàl·lics, incloent-hi el platí i el pal·ladi; però no ataca el plom, níquel, magnesi, ferro, zinc, i sota 300 ºC tampoc a l'sodi.
El brom en l'aigua experimenta un canvi i es transforma en bromur. També pot existir com bromat (BrO 3 -), depenent de l'pH de el líquid.
A causa de la seva acció oxidant, el brom pot induir l'alliberament de radicals lliures d'oxigen. Aquests són oxidants forts i poden produir dany tissular. També, el brom pot produir una ignició espontània quan es combina amb el potassi, el fòsfor o l'estany.
usos
Additiu de la gasolina
El dibromur d'etilè es va usar per eliminar els possibles dipòsits de plom en els motors dels automòbils. Després de la combustió de la gasolina, que usava plom com additiu, el brom es combinava amb el plom per formar bromur de plom, un gas volàtil que era expulsat pel tub d'escapament.
Si bé el brom eliminava el plom de la gasolina, la seva acció destructiva sobre la capa d'ozó era molt poderosa, motiu pel qual es va rebutjar per aquesta aplicació.
pesticides
El bromur de metilè o bromometilo es va usar com a pesticida per purificar sòls, especialment per eliminar els nematodes paràsits, com el anquilostomo.
Això no obstant, s'ha rebutjat l'ús de la major part dels compostos que contenen brom per la seva acció, novament, destructiva sobre la capa d'ozó.
Control de l'emissió de l'mercuri
El brom és utilitzat en algunes plantes per reduir l'emissió de mercuri, metall molt tòxic.
Fotografia
El bromur de plata, a més del iodur de plata i el clorur de plata, s'usa com un compost sensible a la llum en les emulsions fotogràfiques.
accions terapèutiques
El bromur de potassi, així com el bromur de liti, es van utilitzar com sedants generals al segle XIX i principi de segle XX. Els bromurs en forma de sals simples, encara s'usen en alguns països com anticonvulsius.
No obstant això, la FDA dels Estats Units no aprova l'ús de l'brom per al tractament de cap malaltia avui dia.
Retardant de foc
El brom és transformat per les flames en àcid bromhídric, el qual interfereix amb la reacció d'oxidació que ocorre durant el foc, i produeix la seva extinció. S'empren polímers que contenen brom per elaborar resines retardadores de foc.
Additiu d'aliments
S'han agregat traces de bromat de potassi a la farina per millorar la seva cocció.
Reactius i intermediari químic
El bromur d'hidrogen s'utilitza com a agent reductor i catalitzador de reaccions orgàniques. El brom s'utilitza com a intermediari químic en la fabricació de fàrmacs, fluids hidràulics, agents refrigerants, deshumidificadors, i en preparacions per ondular els cabells.
Igualment troba ús en l'elaboració de fluids de perforació de pous, de productes per a la desinfecció d'aigua, d'agents blanquejadors, de desinfectants de superfícies, de colorants, d'additius per a combustibles, etc.
acció biològica
Un estudi realitzat en 2014 assenyala que el brom és un cofactor necessari per a la biosíntesi de l'col·lagen IV, la qual cosa fa d'el brom un element essencial per al desenvolupament tissular animal. No obstant això, no hi ha informació sobre les conseqüències d'un dèficit de l'element.
On es troba
El brom és extret comercialment de les mines de sal i pous de salmorres profunds que es troben en l'estat d'Arkansas, i al Gran Llac Salat d'Utah, tots dos als Estats Units. Aquesta última salmorra té una concentració de brom de 0,5%.
Per extreure el brom, s'agrega el clor en estat gasós en calent a la salmorra, per oxidar els ions bromur de la solució, recollint el brom elemental.
El Mar Mort, a la frontera entre Jordània i Israel, és un mar tancat que es troba sota el nivell de mar, el que fa que tingui una altíssima concentració de sals.
El brom i la potassa són obtinguts allà comercialment, mitjançant l'evaporació d'aigua amb alt contingut de sal de la mar Morta. En aquest mar la concentració de brom, pot arribar als 5 g / l.
També es troba en altes concentracions en algunes deus d'aigües termals. La brominita, per exemple, és un mineral de bromur de plata trobat a Bolívia i Mèxic.
Riscos
El brom en estat líquid és corrosiu per als teixits humans. Però el major perill per a l'home prové dels vapors de brom i de la seva inhalació.
Respirar en un ambient amb una concentració de brom de 11-23 mg / m 3 produeix xocs severs. Una concentració de 30-60 mg / m 3 és extremadament nociva. Mentrestant, una concentració de 200 mg pot ser fatal.
referències
- Shiver & Atkins. (2008). Química Inorgànica. (Quarta edició). Mc Graw Hill.
- National Center for Biotechnology Information. (2019). Bromine. PubChem Database. CID = 23968. Recuperat de: pubchem.ncbi.nlm.nih.gov
- Ross Rachel. (08 d'febrer del 2017). Facts about bromine. Recuperat de: livesscience.com
- Wikipedia. (2019). Borax. Recuperat de: en.wikipedia.org
- Lenntech BV (2019). Bromine. Recuperat de: lenntech.com