protonové číslo 35
relativní atomová hmotnost 79.904
elektronegativita 2.7
elektronová konfigurace [Ar]3d104s24p5
hustota (g·cm-3) 3.19
teplota tání (°C) -7.25
teplota varu (°C) 59.90

Brom (35Br)

historie

  • elementární brom izoloval v roce 1826 A. J. Balard z matečného roztoku po krystalizaci síranu a chloridu sodného z vody Montpellierských slaných bažin
  • název dostal (z řeckého brómos = zápach) pro svůj nepříjemný pronikavý zápach

výskyt

  • je velmi reaktivní proto se vyskytuje pouze ve sloučeninách
  • v pořadí výskytu v zemské kůře je až na čtyřicátém šestém místě
  • brom se obvykle vyskytuje s chlorem, ale v podstatně menší koncentraci
  • hlavním přírodním zdrojem bromu jsou bromidy obsažené v mořské vodě (6,5 · 10-3% = 65mg/dm3)
  • atomární poměr chloru a bromu v mořské vodě je 660:1
  • dalším zdrojem bromu jsou slaná jezera a slané bažiny (atomární poměr Cl a Br je 200 až 700:1)
  • minerály:
    • bromkarnalit - KBr·MgBr2·6H2O
    • bromargyrit AgBr

laboratorní příprava

  • laboratorně se získává zahřívání bromidu draselného s oxidem manganičitým:
    2KBr + MnO2 + 2H2SO4 → Br2 + K2SO4 + MnSO4 + 2H2O

průmyslová výroba

  • oxidací bromidů chlorem, vzniklý brom se z roztoku vytěsní proudem vodní páry nebo vzduchu, kondenzuje a nakonec se přečišťuje
  • brom se z bezpečnostních důvodů původně přepravoval v nádobách, které obsahovaly 3 až 4 kg bromu
  • od roku 1960 se pro transport používají nádrže z Monelova kovu (kapacita až 100 kg) nebo cisterny s olověným potažením (kapacita 6 až 27 t)

fyzikální vlastnosti

  • tvoří biatomické molekuly
  • tmavě červená kapalina, pronikavého zápachu
  • leptá sliznice a dráždí ke kašli
  • rozpustný ve vodě – nasycený roztok se nazývá bromová voda
  • lépe než ve vodě se rozpouští v sirouhlíku, chloroformu atd.

chemické vlastnosti

  • reaktivní prvek (reaktivita klesá od fluoru k jódu)
  • s vodíkem se slučuje až za zvýšené teploty
  • reaguje prudce s nekovy (např. fosforem), některými kovy (K, Al)
  • má oxidační vlastnosti

užití

  • výroba bromovaných organických sloučenin – účinné nematocidy (prostředek h hubení červů), pesticidy (herbicidy, insekticidy, fungicidy)
  • výroba retardantů pro nehořlavou úpravu vláken, koberců, materiálu z plastů
  • retardační činidlo se může přidávat k výchozím materiálům před polymerizací
  • výroba organických kapalin s velkou hustotou pro vrtné výplach
  • výroba léčiv a barviv
  • dezinfekce vody
  • výroba anorganických sloučenin, např. bromid stříbrný pro fotografické účely

sloučeniny

  • bromovodík (HBr)
    • vyrábí se katalyzovanou syntézou vodíku a brómu
      H2 + Br2 → 2HBr (200 - 400 °C/Pt)
    • laboratorně se připraví reakcí bromu s červeným fosforem a vodou:
      3Br2 + 3P + 6H2O → 6HBr + 2H3PO3
      2H3PO3 + H2O + Br2 → 2HBr + H3PO4
    • mezi molekulami nedochází k vytváření vodíkových vazeb
    • bromovodík je bezbarvý plyn pronikavého zápachu
    • vzdušným kyslíkem se vlhký bromovodík oxiduje
    • suchý bromovodík reaguje s kyslíkem až po zahřátí
    • užití
      • výroba anorganických bromidů
      • syntéza alkylbromidů z alkoholu nebo přímou adicí na alkeny
      • katalyzátor v organické chemii
  • kyselina bromovodíková (HBr(aq))
    • roztok bromovodíku ve vodě
    • patří mezi silné kyseliny
    • je snadno oxidovatelná:
      2HBr + H2O2 → 2H2O + Br2
    • reaguje s kovy, jejich oxidy, hydroxidy nebo uhličitany za vzniku bromidů (Br)-
  • bromidy
    • většinou bezbarvé látky, pokud zabarvení není způsobeno kationem
    • většina bromidů je rozpustných ve vodě
    • nerozpustný je bromid stříbrný, rtuťný a měďný
    • bromid olovnatý a thalný je málo rozpustný
    • alkalické bromidy vznikají reakcí alkalického hydroxidu s bromem; vznikají bromičnany a ty se na bromidy rozloží buď přímo nebo s příměsí dřevěného uhlí
      6NaOH + 3Br2 → 5NaBr + NaBrO3 + 3H2O
      NaBrO3 + 3C → NaBr + 3CO
    • nerozpustné bromidy vznikají reakcí příslušné soli s alkalickým bromidem:
      NaBr + AgNO3 → AgBr + NaNO3
  • interhalogenové sloučeniny
    • halogenidy se navzájem slučují exotermními reakcemi za vzniku čtyř typů interhalogenových sloučenin: XY, XY3, XY5, XY7 (X je vždy těžší halogen)
    • všechny jsou diamagnetické
  • oxid bromný (Br2O)
    • příprava - působením par bromu na oxid rtuťnatý:
      2HgO + 2Br2 → Br2O + HgBr2 · HgO
    • tmavohnědá pevná látka, poměrně stálá při teplotě -60°C
    • při -17,5 °C taje a zároveň se rozkládá
    • má oxidační vlastnosti, oxiduje jód na oxid jodičný, benzen na 1,4 benzochinon
    • rozpouští se v alkalických hydroxidech za vzniku bromnanů (BrO)-:
      Br2O + 2OH- → 2(BrO)- + H2O
  • oxid bromičitý (BrO2)
    • žlutá krystalická látka
    • nestálý nad teplotu -40 °C
    • při teplotě 0 °C se rozkládá na prvky
    • v alkalických roztocích dochází k disproporcionaci:
      6BrO2 + 6OH- → 5BrO3- + Br- + 3H2O
  • kyselina bromná (HBrO)
    • velmi reaktivní
    • málo stálá, známá pouze ve vodných roztocích
    • slabá kyselina
    • nejčastěji se připravuje disproporcionační hydrolýzou:
      Br2 + H2O → H+ + Br- + HBrO
      halogenidové ionty se odstraní přidáním oxidu rtuťnatého (HgO) nebo oxidu stříbrného (Ag2O)
    • roztok HBrO se rozkládá dvěma způsoby:
      2HBrO → 2H+ + 2Br- +O2
      3HBrO → 3H+ + 2Br- + (BrO3)-
    • soli se nazývají bromnany (BrO)-
      jsou málo stálé a rychle se rozkládají na bromičnany a bromidy:
      3NaBrO → NaBrO3 + 2NaBr
    • bromnany se používají jako oxidační činidla
  • kyselina bromitá (HBrO2)
    • pokud vůbec existuje pak jen velmi krátkou dobu ve zředěných roztocích
    • soli bromitany (BrO2)- jsou nestálé látky
    • krystalický bromitan barnatý Ba(BrO2)2·H2O byl připraven v roce 1959 reakcí bromanu s bromem při teplotě 0 °C a pH 11,2 a následným odpařením roztoku
    • podobně byl připraven bromitan strontnatý Sr(BrO2)2·H2O
  • kyselina bromičná (HBrO3)
    • příprava - reakcí bromičnanu barnatého a kyseliny sírové:
      Ba(BrO3)2 + H2SO4 → 2HBrO3 + BaSO4
    • vodný roztok může být zahuštěn asi na 50% koncentraci, pak dochází k rozkladu:
      4HBrO3 → 2Br2 + 5O2 + 2H2O
    • ve vodném roztoku je silnou kyselinou
    • má oxidační vlastnosti
    • soli se nazývají bromičnany (BrO3)-
      připravují se disproporcionací bromu v horkých roztocích hydroxidů:
      3Br2 + 6OH- → BrO3- + 5Br- + 3H2O
    • při zahřátí se bromičnany rozkládají:
      2KBrO3 → 2KBr + 3O2
    • jsou to silná oxidační činidla
  • bromistany (BrO4)-
    • příprava - oxidací vodných alkalických roztoků bromičnanů plynným fluorem:
      BrO3- + F2 + 2OH- → BrO4- + 2F- + H2O
      fluoridy se odstraní vysrážením ve formě CaF2, nezareagovaný bromičnan jako nerozpustný bromičnan stříbrný (AgBrO3)
    • filtrát obsahující bromistan se průchodem iontoměničovou kolonou převede na zředěný roztok kyseliny bromisté
      tato kyselina může být zahuštěna na 55 %
      při této koncentraci jsou její roztoky stálé i při teplotě 100 °C
      roztoky o vyšší koncentraci jsou nestálé
      krystalizací se získá pevná látka, která má pravděpodobně složení HBrO4 · 2H2O
    • roztoky bromistanů (BrO4)- jsou při normální teplotě stálé
    • jsou to velmi silná oxidační činidla
      silnější než všechny ostatní oxoanionty halogenů ve vodném roztoku