臭素との反応

臭素は室温で揮発性の赤褐色の液体で、容易に赤褐色の蒸気を生成します。その名前は古代ギリシャ語に由来し、その鋭く刺激的な香りを指しています。臭素の性質は、塩素とヨウ素の中間にあり、真ん中の子になります。

臭素との反応

[Ar] 3d10 4s2 4p5 の電子配置では、臭素はその電子殻に 2、8、18、7 を持つ p ブロックに入ります。臭素への結合エネルギーは、塩素への結合エネルギーよりも低くなる傾向がありますが、ヨウ素への結合エネルギーよりは高くなります。臭素は塩素より弱い酸化剤ですが、ヨウ素より強い酸化剤です。

これは次のように表すことができます:

絆エネルギー:

Br

Br> 私

酸化剤:

Br

Br> 私

塩素と同様に、臭素は自然界には自由に存在しません。それでも、塩素が食卓塩に含まれるのと同じように、臭素も無色の可溶性結晶性ハロゲン化物塩の形で存在します。臭素は地球の地殻ではまれですが、臭化物イオンは溶解度が高いため、海洋に蓄積しています。

豆知識:水銀に次いで、臭素は STP に基づく唯一の他の液体元素です。

殺虫剤臭化メチルなどのいくつかの有機臭素化合物はもはや使用されていないため、高温でオゾンが枯渇します.

しかし、井戸掘削液、写真フィルム、および難燃剤に臭素化合物が使用されていることがあります。

臭素は、水、水素、一酸化炭素、リン、硫黄、ハロゲン化物、アルカン、アルケン、およびアルキンと反応します。

酸化状態:-1、+1、+3、+4、+5、+7 (強酸性酸化物)

臭素と空気の反応

臭素、Br は、酸素、O2、または窒素 N2 とはまったく反応しません。だから、反応を見せられたら、こう言ってください

Br2 + O2 → 反応なし

しかし、臭素は -78 °C という非常に低い温度でオゾン (O3) と反応し、酸化臭素 (IV)、BrO2 を形成します。臭素は特殊な条件下でオゾンと反応するとも言えます.

Br2(l) + 2 O3(g) → 2 BrO2(s) + O2(g)

臭素、Br2 は有毒な一酸化炭素、CO とも反応し、COBr2 を形成します。

Br2(l) + CO(g) → COBr2(l)

臭素と塩基の反応

臭素 (Br2) は熱アルカリ水溶液と反応し、臭素酸 (BrO3–) を形成します。そのうち、全臭素の 6 分の 1 のみが次の反応で変換されます。

3 Br2(g) + 6 OH–(aq) → BrO3–(aq) + 5 Br–(aq) + 3 H2O(l)

臭素とハロゲンの反応

臭素 (Br2) は気相でフッ素 (F2) と反応し、化合物 (BrF) を形成します。これは、BrF がそれ自体と反応して化合物 Br2、BrF2、および BrF5 を形成するため、入手が困難な生成物です。

Br2(g) + F2(g) → 2 BrF(g)

3 BrF(g) → Br2(l) + BrF3(l)

5 BrF(g) + 2Br2(l) → BrF5(l)

150 °C の高温で過剰なフッ素を使用すると、臭素はフッ素と反応して BrF5 を形成します。

Br2(l) + 5 F2(g) → 2 BrF5(l)

塩素 Cl2 は気相で臭素 Br2 と反応し、不安定な塩化臭素 (I) ClBr を形成します。

Cl2(g) +Br2(g) → 2 ClBr(g)

臭素 (Br2) は室温でヨウ素 (I2) と反応し、ヨウ化臭素 (I)、BrI を形成します。

Br2(l) + I2(s) → 2 IBr(s)

臭素と水素の反応

水素は Br2 と反応して臭化水素を形成します。反応は室温では遅く、温度が上昇すると速度が上がります。

H2(g) + Br2(g) → 2 HBr(g)

HBr を生成するもう 1 つの方法は、赤リンを使用することです。

2 P + 6 H2O + 3 Br2 → 6 HBr + 2 H3PO3

H3PO3 + H2O + Br2 → 2 HBr + H3PO4

臭素の最も単純な化合物は HBr で、無色の気体です。

臭化水素水溶液は、強酸 (pKa =−9) である臭化水素酸として知られています

臭素と金属/金属イオンとの反応

周期表のほぼすべての元素が二元臭化物を形成します。

Cd は、水溶液中の Br2 と 450 °C で Br2(g) と直接反応します。

Cd(s) + Br2(aq) → Cd2+(aq) + 2 Br–(aq)

Cd(s) + Br2(g) → CdBr2(s) [淡黄色]

Mn(II)-イオンは、アルカリ条件下で臭素によって容易に MnO2 に酸化されます

Mn2+(aq) + Br2(aq) + 2 OH–(aq) → MnO2(s) [茶黒] + 2 HBr(aq)

>2 の酸化ステップを伴うマンガンは、Br2 の形成下の酸性条件下で Br によって Mn(II) に還元されます。

MnO2(s) + 2 Br–(aq) + 4 H+(aq) → Mn2+(aq) + Br2(aq) + 2 H2O(l)

ニッケル(II)は、アルカリ条件下でBr2を使用してニッケル(III)に酸化できます

2 Ni(OH)2(s) + Br2(aq) + 2 OH–(aq) → 2 Ni(OH)3(s) + 2 Br–(aq)

臭素とリンの反応

リンは過剰な Br2 と反応して塩化リン (V) を形成します。

2 P(s) + 5 Br2(l) → 2 PBr5(s)

リンが過剰な場合、反応は

2 P(s) + 3 Br2(l) → 2 PBr3(s)

PBr3(s) + Br2(l) → PBr5(s)

硫黄と臭素の反応

硫黄は過剰の臭素と反応して、臭化硫黄(I)または臭化硫黄(II)を形成します。

2 S(s) + Br2(g) → S2Br2(s)

S(s) + Br2(g) → SBr2(s)

臭素は H2S と反応して HBr を形成します:

S(s) + Br2(g) → SBr2(s)

臭素と水との反応

臭素 (Br2) は水と反応し、次亜臭素酸塩 (BrO–) を形成します。

Br2(l) + H2O(l) → BrO–(aq) + 2 H+(aq) + Br–(aq)

臭素との反応により、臭化アルキルが得られます。

アルカンは、光の存在下でハロゲンとの置換反応を起こします。

たとえば、紫外線の下では、メタンは臭素や塩素などのハロゲン分子と反応します。

例:

メタン + 臭素 → 臭化メチル + 臭化水素

CH4(g) + Br2(l) –h–> CH3Br(g) + HBr(g)

アルケンやアルキンなどの不飽和炭化水素は、親アルカンよりもはるかに反応性が高くなります。それらは、例えば臭素と急速に反応して、C=C 二重結合に Br2 分子を付加します。

この反応は、アルケンまたはアルキンをテストする方法を提供します。 CCl4 中の臭素の溶液は、強い赤橙色をしています。 CCl4 中の Br2 をアルカンのサンプルと混合すると、最初は変化が観察されません。アルケンまたはアルキンと混合すると、Br2 の色は急速に消えます。

結論

臭素は、周期表のほとんどの元素と化合物を形成する非常に反応性の高いハロゲンです。

臭素は、私たちの大気と生きている世界に不可欠な要素です。藻類などの海洋生物における生物学的有機臭素化合物の役割は、以前から知られていました。医薬品として、単純な臭化物イオン (Br-) は中枢神経系に抑制効果があり、臭化物塩はかつて主要な医療用鎮静剤でした。

臭素とその化合物反応は私たちの身の回りのいたるところで見られます。この記事では、臭素との反応について学びました。