브롬화 수소산 (HBR) : 구조, 특성, 형성 - 화학 - 2026

브롬화 수소산은 무기 화합물 가스라고 브롬화 수소의 수용액이다. 그것의 화학식은 HBr이며, 분자수 소화물 또는 물속의 할로겐화 수소와 같은 다른 등가의 방식으로 고려 될 수 있습니다. 즉, 수소산입니다.

화학 방정식에서는 HBr (ac)로 표기해야하므로 가스가 아니라 브롬화 수소산임을 나타냅니다. 이 산은 염산 인 HCl보다 훨씬 더 강력한 것으로 알려진 산 중 하나입니다. 이에 대한 설명은 공유 결합의 본질에 있습니다.

출처 : Wikipedia를 통한 KES47

HBr이 왜 그렇게 강산이고 물에 더 많이 용해됩니까? H-Br 공유 결합이 매우 약하기 때문에 H의 1s 오비탈과 Br의 4p가 겹치지 않기 때문입니다.

브롬 원자 (갈색)가 수소 원자 (흰색)보다 훨씬 큰 상단 이미지를 자세히 보면 이것은 놀라운 일이 아닙니다.

결과적으로 방해가 발생하면 H-Br 결합이 끊어져 H ⁺ 이온이 방출 됩니다. 따라서 브롬스 테드 산은 양성자 또는 수소 이온을 전달하기 때문에 브 뢴스 테드 산입니다. 그 강도는 다양한 유기 브롬화 화합물 (예 : 1-Bromo ethane, CH ₃ CH ₂ Br) 의 합성에 사용됩니다 .

브롬화 수소산은 요오드 수소산 (HI) 다음으로 특정 고체 시료의 소화에 가장 강력하고 유용한 수소산 중 하나입니다.

브롬화 수소산의 구조

이미지는 H-Br의 구조를 보여 주며, 가스의 경우에도 물성 및 특성이 수용액과 밀접한 관련이 있습니다. 그렇기 때문에 두 화합물 중 HBr 또는 HBr (ac) 중 어느 화합물을 지칭하는지에 대해 혼동이 발생합니다.

HBr (ac)의 구조는 HBr의 구조와 다릅니다. 물 분자가이 이원자 분자를 해결하기 때문입니다. 충분히 가까워지면 H ⁺ 는 다음 화학 방정식으로 표시된 것처럼 H ₂ O 분자로 전달 됩니다 .

HBr을 + H ₂ O => 브롬 ^- + H ₃ O ⁺

따라서, 브롬화 수소산의 구조 브롬 구성 ^- 및 H _{3 개} O ⁺ 이온의 정전 기적 상호 작용. 이제 H-Br의 공유 결합과는 조금 다릅니다.

가장 큰 산성도는 사실에 기인한다는 부피 브롬 ^- 음이온 수 거의 상호 작용 H와 ₃ O ⁺ 은 H 전사되는 것을 방지 할 수없이 ^+를 다른 주변 화학 종.

신맛

예를 들어, CL ^- 및 F는 ^- 가 H와 공유 결합을 형성하지 않지만 ₃ O ^+를 , 그것들은 수소 결합 (단 F 다른 분자간 힘을 작용할 수 ^- 수용 할 수있다). 수소 결합 F ^-- H-OH ₂ ⁺ H ⁺ 의 기부를 "방해"합니다 .

이것이 불산 인 HF 가 브롬화 수소산보다 물에서 더 약한 산 이기 때문입니다. 이온 상호 작용 Br ^- H ₃ O ⁺ 는 H ⁺ 의 전달에 영향을 미치지 않기 때문 입니다.

그러나 물은 HBr (aq)에 존재하지만 그 행동은 궁극적으로 H-Br 분자를 고려하는 것과 유사합니다. 즉, H ⁺ 는 HBr 또는 Br ^- H ₃ O ^{+에서 전달} 됩니다.

물리 화학적 특성

분자식

HBr.

분자 무게

80.972g / 몰. 이전 섹션에서 언급했듯이 물 분자가 아닌 HBr 만 고려됩니다. 분자량이 공식 Br ^- H ₃ O ⁺ 에서 취해 지면 약 99g / mol의 값을 가질 것입니다.

외모

용해 된 HBr의 농도에 따라 달라지는 무색 또는 담황색 액체. 노란색이 많을수록 더 집중되고 위험합니다.

냄새

매끄럽고 자극적입니다.

냄새 역치

6.67 mg / m ³ .

밀도

1.49 g / cm ³ (48 % w / w 수용액). 이 값과 녹는 점 및 끓는점은 물에 용해 된 HBr의 양에 따라 다릅니다.

녹는 점

-11 ° C (12 ° F, 393 ° K) (49 % w / w 수용액).

비점

700mmHg (47-49 % w / w 수용액)에서 122 ° C (252 ° F. 393 ° K).

수용성

-221g / 100ml (0 ° C에서).

-204g / 100ml (15 ° C).

-130g / 100ml (100 ° C).

이 값은 브롬화 수소산이 아닌 기체 HBr을 나타냅니다. 알 수 있듯이 온도가 증가함에 따라 HBr의 용해도가 감소합니다. 가스에서 자연스러운 행동. 따라서 농축 된 HBr (aq) 용액이 필요한 경우 저온에서 작업하는 것이 좋습니다.

고온에서 작동하는 경우 HBr은 기체 이원자 분자 형태로 빠져 나가기 때문에 누출을 방지하기 위해 반응기를 밀봉해야합니다.

증기 밀도

2.71 (공기 = 1과 관련하여).

산도 pKa

-9.0. 이 음의 상수는 큰 산도 강도를 나타냅니다.

열량 용량

29.1 kJ / 몰.

표준 몰 엔탈피

198.7 kJ / mol (298 K).

표준 몰 엔트로피

-36.3 kJ / 몰.

발화점

가연성이 아닙니다.

명명법

그 이름 '브롬화 수소산'은 물의 존재와 화합물에서 브롬의 원자가가 -1이라는 두 가지 사실을 결합합니다. 영어에서는 좀 더 분명합니다. 브롬화 수소산, 여기서 접두사 'hydro'(또는 hydro)는 물을 나타냅니다. 실제로는 수소를 지칭 할 수도 있습니다.

브롬은 전기 음성이 적은 수소 원자에 결합되어 있기 때문에 원자가가 -1입니다. 그러나 그것이 결합되거나 산소 원자와 상호 작용한다면 +2, +3, +5 및 +7과 같은 수많은 원자가를 가질 수 있습니다. H를 사용하면 단일 원자가 만 채택 할 수 있으므로 접미사 -ico가 이름에 추가됩니다.

HBr (g) 인 브롬화 수소는 무수물이고; 즉, 물이 없습니다. 따라서 할로겐화 수소에 해당하는 다른 명명 표준에 따라 명명됩니다.

어떻게 형성됩니까?

브롬화 수소산을 제조하는 합성 방법에는 여러 가지가 있습니다. 그들 중 일부는 다음과 같습니다.

물에 수소와 브롬의 혼합

기술적 인 세부 사항을 설명하지 않고이 산은 물로 채워진 반응기에서 수소와 브롬을 직접 혼합하여 얻을 수 있습니다.

H ₂ + Br ₂ => HBr

이런 식으로 HBr이 형성되면 물에 용해됩니다. 이것은 증류에 끌 수 있으므로 농도가 다른 용액을 추출 할 수 있습니다. 수소는 가스이고 브롬은 짙은 붉은 액체입니다.

삼 브롬화 인

보다 정교한 공정에서 모래, 수화 된 적린 및 브롬이 혼합됩니다. 물 트랩은 HBr이 빠져 나와 대신 브롬화 수소산을 형성하는 것을 방지하기 위해 얼음 욕조에 배치됩니다. 반응은 다음과 같습니다.

2P + 3Br ₂ => 2PBr ₃

PBR ₃ + 3H ₂ O => 3HBr + H ₃ PO ₃

이산화황 및 브롬

그것을 준비하는 또 다른 방법은 브롬을 물에서 이산화황과 반응시키는 것입니다.

Br ₂ + SO ₂ + 2H ₂ O => 2HBr + H ₂ SO ₄

이것은 산화 환원 반응입니다. BR _(2)는 수소와 결합하여, 이득 전자를 감소; 반면 SO ₂ 산화, 그것은, 황산과 같은 다른 산소로 더욱 공유 결합을 형성하는 전자를 잃는다.

응용

브로마이드 준비

브로마이드 염은 HBr (aq)를 금속 수산화물과 반응시켜 제조 할 수 있습니다. 예를 들어, 칼슘 브로마이드의 생산은 다음과 같이 고려됩니다.

Ca (OH) ₂ + 2HBr => CaBr ₂ + H ₂ O

또 다른 예는 브롬화 나트륨에 대한 것입니다.

NaOH + HBr => NaBr + H ₂ O

따라서, 많은 무기 브로마이드가 제조 될 수있다.

알킬 할라이드의 합성

그리고 유기 브로마이드는 어떻습니까? 이들은 유기 브롬화 화합물입니다 : RBr 또는 ArBr.

알코올 탈수

이를 얻기위한 원료는 알코올 일 수 있습니다. HBr의 산도에 의해 양성자 화되면 좋은 이탈 기인 물을 형성하고 그 자리에 부피가 큰 Br 원자가 통합되어 탄소와 공유 결합됩니다.

ROH + HBr => RBr + H ₂ O

이 탈수는 R-OH ₂ ⁺ 결합의 파괴를 촉진하기 위해 100 ° C 이상의 온도에서 수행됩니다 .

알켄 및 알킨에 추가

HBr 분자는 수용액에서 알켄 또는 알킨의 이중 또는 삼중 결합에 추가 될 수 있습니다.

R ₂ C = CR ₂ + HBr => RHC-CRBr

RC≡CR + HBr => RHC = CRBr

다양한 제품을 얻을 수 있지만 간단한 조건에서 제품은 주로 브롬이 2 차, 3 차 또는 4 차 탄소에 결합되는 곳에서 형성됩니다 (Markovnikov의 규칙).

이러한 할로겐화물은 다른 유기 화합물의 합성에 관여하며 사용 범위가 매우 광범위합니다. 마찬가지로, 그들 중 일부는 신약의 합성 또는 설계에 사용될 수도 있습니다.

에테르의 분열

에테르로부터, 2 개의 할로겐화 알킬을 동시에 얻을 수 있으며, 각각은 초기 에테르 RO-R '의 2 개의 측쇄 R 또는 R'중 하나를 갖는다. 알코올 탈수와 유사한 일이 발생하지만 반응 메커니즘은 다릅니다.

반응은 다음 화학 방정식으로 요약 될 수 있습니다.

ROR '+ 2HBr => RBr + R'Br

그리고 물도 방출됩니다.

촉매

산도는 효과적인 산 촉매로 사용할 수 있습니다. 대신 브롬을 추가 ^- 음이온을 분자 구조에, 그것은 다른 분자가 그렇게 할 방법을합니다.

참고 문헌

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