البروم (Br) ، عنصر كيميائي ، سائل ضار أحمر عميق ، وعضو في عناصر الهالوجين ، أو المجموعة 17 (المجموعة السابعة أ) من الجدول الدوري.
البروم البروم. Encyclopædia Britannica، Inc.
| العدد الذري | 35 |
|---|---|
| الوزن الذري | [79.901 ، 79.907] |
| نقطة الانصهار | −7.2 درجة مئوية (19 درجة فهرنهايت) |
| نقطة الغليان | 59 درجة مئوية (138 درجة فهرنهايت) |
| جاذبية معينة | 3.12 عند 20 درجة مئوية (68 درجة فهرنهايت) |
| الأكسدة | −1 ، +1 ، +3 ، +5 ، +7 |
| التوزيع الإلكترون | (عربي) 3 د 104 س اثنين4 ص 5 |
تم اكتشاف البروم في عام 1826 من قبل الكيميائي الفرنسي أنطوان جيروم بالارد في المخلفات (المرارة) من تصنيع ملح البحر في مونبلييه. قام بتحرير العنصر عن طريق تمرير الكلور عبر محلول مائي من البقايا ، والذي يحتوي عليه المغنيسيوم البروميد. ينتج عن تقطير المادة بثاني أكسيد المنغنيز وحمض الكبريتيك أبخرة حمراء تتكثف إلى سائل داكن. إن تشابه هذا الإجراء مع ذلك الخاص بصنع الكلور أوحى لبالارد أنه حصل على عنصر جديد مشابه للكلور. (يبدو أن الكيميائي الألماني Justus von Liebig حصل على العنصر قبل Balard ، لكنه اعتبره خطأً أنه كلوريد اليود.) بسبب الرائحة الكريهة للعنصر ، اقترحت الأكاديمية الفرنسية للعلوم اسم البروم ، من الكلمة اليونانية بروموس ، بمعنى الرائحة الكريهة أو الرائحة الكريهة.
متى تكون الانقلابات والاعتدالات
عنصر نادر ، البروم موجود في الطبيعة منتشر في جميع أنحاء قشرة الأرض فقط في مجمعات سكنية بروميدات قابلة للذوبان وغير قابلة للذوبان. يحدث بعض التخصيب في المحيط ماء (65 جزءًا في المليون من حيث الوزن) ، في البحر الميت (حوالي 5 جرامات لكل لتر [0.7 أونصة لكل جالون]) ، وفي بعض الينابيع الحرارية ، وفي معادن بروميد الفضة النادرة غير القابلة للذوبان (مثل البرومريت الموجود في المكسيك وشيلي) . تعتبر رواسب الأملاح الطبيعية والمحاليل الملحية هي المصادر الرئيسية للبروم ومركباته. الأردن، إسرائيل وقادت الصين والولايات المتحدة العالم في إنتاج البروم في أوائل القرن الحادي والعشرين. وتشمل الدول الأخرى المنتجة للبروم خلال تلك الفترة اليابان وأوكرانيا والهند.
البروم الطبيعي هو خليط من نظيرين مستقرين: البروم -79 (50.54٪) والبروم -81 (49.46٪). من بين 17 نظيرًا مشعًا معروفًا للعنصر ، يحتوي البروم -77 على الأطول نصف الحياة (57 ساعة).
البروم الحر عبارة عن سائل بني ضارب إلى الحمرة وله قيمة ملحوظة ضغط البخار في درجة حرارة الغرفة. بخار البروم كهرماني اللون. البروم له رائحة نفاذة ومهيج للجلد والعينين والجهاز التنفسي. قد يكون التعرض لبخار البروم المركز ، ولو لفترة قصيرة ، قاتلاً. مثل الآخر الهالوجينات ، البروم موجود كجزيئات ثنائية الذرة في جميع حالات التجميع.
يذوب حوالي 3.41 جرام (0.12 أونصة) من البروم في 100 مليلتر (0.1 لتر) من الماء في درجة حرارة الغرفة. يُعرف المحلول بمياه البروم. مثل ماء الكلور ، فهو عامل مؤكسد جيد ، وهو أكثر فائدة لأنه لا يتحلل بسهولة. يحرر اليود الحر من المحاليل المحتوية على اليوديد والكبريت من كبريتيد الهيدروجين. يتأكسد حمض الكبريت بمياه البروم إلى حمض الكبريتيك. في ضوء الشمس يتحلل ماء البروم ، مع إطلاق الأكسجين ، كما في المعادلة التالية:
يمكن عزل الهيدرات (clathrate) من ماء البروم التي تحتوي على 172 جزيء ماء و 20 تجويفًا قادرًا على استيعاب جزيئات البروم. يذوب البروم في محاليل هيدروكسيد قلوية مائية ، ويعطي البروميدات ، أو الهايببروميت ، أو البرومات ، اعتمادًا على درجة الحرارة. يُستخرج البروم بسهولة من الماء عن طريق المذيبات العضوية مثل رابع كلوريد الكربون ، أو الكلوروفورم ، أو ثاني كبريتيد الكربون ، حيث يكون شديد الذوبان. في المذيبات العضوية يعطي محلول برتقالي.
تقارب الإلكترون للبروم مرتفع ويشبه الكلور. ومع ذلك ، فهو عامل مؤكسد أقل قوة ، ويرجع ذلك أساسًا إلى ضعف ترطيب أيون البروميد مقارنة بأيون الكلوريد. وبالمثل ، تكون الرابطة بين المعدن والبروم أضعف من رابطة المعادن بالكلور المقابلة ، وينعكس هذا الاختلاف في التفاعل الكيميائي للبروم ، والذي يقع بين تفاعل الكلور وتفاعل اليود. برومو عضوي مجمع يشبه مشتق الكلورو المقابل ولكنه عادة ما يكون أكثر كثافة وأقل تقلبًا وأقل احتراقًا وأقل استقرارًا.
يتحد البروم بعنف مع الفلزات القلوية ومع الفوسفور والزرنيخ والألمنيوم والأنتيمون ولكن بعنف أقل مع معادن أخرى معينة. يزيح البروم الهيدروجين من الهيدروكربونات المشبعة ويضيف إلى الهيدروكربونات غير المشبعة ، وإن لم يكن بسهولة كما يفعل الكلور.
أكثر حالات الأكسدة ثباتًا للعنصر هي -1 ، حيث يوجد البروم بشكل طبيعي. لكن حالات الأكسدة 0 (البروم العنصري ، Brاثنين) ، +1 (hypobromite ، BrO-) ، +3 (بروميت ، BrO-اثنين) ، +5 (برومات ، BrO-3) و +7 (perbromate، BrO-4) معروفة أيضًا. طاقة التأين الأولى للبروم عالية ، والمركبات المحتوية على البروم بأرقام أكسدة موجبة يتم تثبيتها بواسطة روابط مناسبة ، خاصة الأكسجين والفلور. تحتوي المركبات التي تحتوي على أرقام الأكسدة +1 و +3 و +4 و +5 و +7 على روابط تساهمية.
المصدر التجاري الرئيسي للبروم هو محيط الماء ، الذي يستخرج منه العنصر عن طريق الإزاحة الكيميائية (الأكسدة) بواسطة الكلور في وجود حامض الكبريتيك من خلال التفاعل
ناتج التفاعل عبارة عن محلول مخفف من البروم ، يُزال منه العنصر عن طريق نفخ الهواء خلاله. ثم يتم خلط البروم الحر مع ثاني أكسيد الكبريت ، ويتم تمرير الغازات المختلطة إلى أعلى البرج الذي تتساقط فيه المياه. يحدث رد الفعل التالي في البرج:
من حارب في الثورة الأمريكية
ينتج عنه خليط من الأحماض يكون أغنى بكثير في أيون البروميد من مياه البحر. تحرر المعالجة الثانية بالكلور البروم ، الذي يتحرر من الكلور وينقى بالمرور فوق برادة الحديد الرطبة.
يحتوي البروم التجاري عمومًا على ما يصل إلى 0.3 بالمائة من الكلور. عادة ما يتم تخزينها في عبوات زجاجية أو في براميل مطلية قيادة أو معدن مونيل.
سيطر المركب على الاستخدام الصناعي للبروم بروميد الإيثيلين (جاثنينح4Brاثنين) ، والذي تمت إضافته مرة واحدة إلى البنزين باستخدام رباعي إيثيل الرصاص لمنعه إيداع من الرصاص في المحرك. منذ التخلي عن البنزين المحتوي على الرصاص ، تم استخدام مركبات البروم بشكل أساسي في مثبطات اللهب ، لكن بروميد الإيثيلين لا يزال مركبًا مهمًا بسبب استخدامه لتدمير الديدان الخيطية والآفات الأخرى في التربة. يستخدم البروم أيضًا في إنتاج المواد الحفازة ، مثل بروميد الألومنيوم.
البروم له استخدامات أخرى ، مثل صنعه الأصباغ ومركبات رباعي البروم الميثان (CاثنينحاثنينBr4) والبروموفورم (CHBr3) ، والتي تستخدم كسوائل في أجهزة القياس بسبب جاذبيتها النوعية العالية. حتى تطوير الباربيتورات في أوائل القرن العشرين ، كانت بروميدات البوتاسيوم و صوديوم الكالسيوم السترونشيوم والليثيوم والأمونيوم على نطاق واسع في الطب بسبب تأثيرها المهدئ. يعتبر بروميد الفضة (AgBr) ، وهو مكون مهم في فيلم التصوير الفوتوغرافي ، حساسًا للضوء مثل كلوريد الفضة واليوديد. آثار برومات البوتاسيوم (KBrO3) إلى دقيق القمح لتحسين الخبز. تشتمل مركبات البروم الأخرى ذات الأهمية على بروميد الهيدروجين (HBr) ، وهو غاز عديم اللون يستخدم كعامل اختزال و عامل حفاز في التفاعلات العضوية. يسمى محلول الغاز في الماء حمض الهيدروبروميك ، وهو حمض قوي يشبه حمض الهيدروكلوريك في نشاطه تجاه المعادن و أكاسيد والهيدروكسيدات.
