Бром

БРОМ
(лат.Bro
mum),
Br
-химич
еский эле­мент VII группы периодич
еской системы Мен­делеева, относится к галогенам,
ат
омный н
омер 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; назван
от греческого bromos — зловоние. При­родный бром состоит из 2 стабильных изо­топов 79
Br (50,34%) и 81
Br (49,46%). Из искусственно полученных радиоактив­ных изотопов брома наиболее интересе
н 80
Вr,
на примере к
оторого
И. В. Курчатовым открыто явлен
ие из
омерии атомных ядер.

Нахождение в природе.

Содержание брома в земной коре
(1,6*
l0
-4
%
по массе) оценивается в 1015
-1016
т. В главной своей массе бром находится в рас­сеянном состоянии в магматич
еских породах, а также в широко распространённых галогенидах.
Бром - постоянный спутник хлора. Бромистые соли(NaBr,
KBr, MgBr
2
)
встречаются в отложениях хлористых солей (в поваре
нной соли до 0,03%
Br, в калийных солях - сильв
ине
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 соедин
ений, 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 металлич
еским блеском. Пары брома жёлто-бурого цвета,tкип 58
,78°С. Плот­ность жидкого брома (при 20°С) 3,1 г/см3.
В воде бром растворим ограниченно, но лучш
е других галогенов (3,58 г
брома в 100 г Н
2О
при 20°С). Ниже 5,8
4°С из воды осаж
даю
тся 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 Br2
O,BrO2
и Вr3
О8
.

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 воз
духом. 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 (82
Br) 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.