Brome (Br) , élément chimique , un liquide nocif rouge foncé , et un membre de la éléments halogènes , ou Groupe 17 (Groupe VIIa) du tableau périodique .
brome Brome. Encyclopédie Britannica, Inc.
numéro atomique | 35 |
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poids atomique | [79.901, 79.907] |
point de fusion | −7,2 °C (19 °F) |
point d'ébullition | 59 °C (138 °F) |
gravité spécifique | 3,12 à 20 °C (68 °F) |
états d'oxydation | -1, +1, +3, +5, +7 |
configuration électronique | (Ar) 3 ré dix4 s deux4 p 5 |
Le brome a été découvert en 1826 par le chimiste français Antoine-Jérôme Balard dans les résidus (butor) de la fabrication du sel marin à Montpellier. Il a libéré l'élément en faisant passer du chlore à travers une solution aqueuse des résidus, qui contenait magnésium bromure. La distillation du matériau avec du dioxyde de manganèse et de l'acide sulfurique a produit des vapeurs rouges qui se sont condensées en un liquide sombre. La similitude de ce procédé avec celui de la fabrication du chlore suggéra à Balard qu'il avait obtenu un nouvel élément semblable au chlore. (Le chimiste allemand Justus von Liebig semble avoir obtenu l'élément avant Balard, mais il l'a considéré à tort comme du chlorure d'iode.) En raison de la mauvaise odeur de l'élément, l'Académie des sciences française a suggéré le nom de brome, du mot grec bromos , ce qui signifie mauvaise odeur ou puanteur.
Un élément rare, le brome se trouve dans la nature dispersé dans toute la croûte terrestre uniquement dans composés sous forme de bromures solubles et insolubles. Un certain enrichissement se produit dans l'océan l'eau (65 parties par million en poids), dans la mer Morte (environ 5 grammes par litre [0,7 once par gallon]), dans certaines sources thermales et dans de rares minéraux de bromure d'argent insolubles (comme la bromyrite, trouvé au Mexique et au Chili) . Les gisements naturels de sel et les saumures sont les principales sources de brome et de ses composés. Jordan, Israël , la Chine et les États-Unis ont dominé le monde pour la production de brome au début du 21e siècle ; d'autres pays producteurs de brome importants au cours de cette période sont le Japon, l'Ukraine et l'Inde.
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Le brome naturel est un mélange de deux isotopes stables : le brome 79 (50,54 %) et le brome 81 (49,46 %). Des 17 isotopes radioactifs connus de l'élément, le brome-77 a le plus long demi-vie (57 heures).
Le brome libre est un liquide brun rougeâtre avec une pression de vapeur à température ambiante. La vapeur de brome est de couleur ambrée. Le brome a une odeur âcre et est irritant pour la peau, les yeux et le système respiratoire. L'exposition à des vapeurs de brome concentrées, même pendant une courte période, peut être mortelle. Comme l'autre halogènes , le brome existe sous forme de molécules diatomiques dans tous les états d'agrégation.
Environ 3,41 grammes (0,12 once) de brome se dissolvent dans 100 millilitres (0,1 quart) d'eau à température ambiante. La solution est connue sous le nom d'eau bromée. Comme l'eau chlorée, c'est un bon agent oxydant, et il est plus utile car il ne se décompose pas si facilement. Il libère de l'iode libre à partir des solutions contenant de l'iodure et du soufre à partir de l'hydrogène sulfuré. L'acide sulfureux est oxydé par l'eau bromée en acide sulfurique. Dans lumière du soleil l'eau de brome se décompose, avec libération d'oxygène, comme dans l'équation suivante :
De l'eau de brome, un hydrate (un clathrate) peut être isolé qui contient 172 molécules d'eau et 20 cavités capables d'accueillir les molécules de brome. Le brome se dissout dans des solutions aqueuses d'hydroxyde alcalin, donnant des bromures, des hypobromites ou des bromates, selon la température. Le brome est facilement extrait de l'eau par des solvants organiques tels que le tétrachlorure de carbone, le chloroforme ou le disulfure de carbone, dans lesquels il est très soluble. Dans les solvants organiques, il donne une solution orange.
L'affinité électronique du brome est élevée et est similaire à celle du chlore. C'est cependant un agent oxydant moins puissant, principalement en raison de la plus faible hydratation de l'ion bromure par rapport à l'ion chlorure. De même, une liaison métal-brome est plus faible que la liaison métal-chlore correspondante, et cette différence se reflète dans la réactivité chimique du brome, qui se situe entre celle du chlore et celle de l'iode. Un bromo organique composé ressemble au dérivé chloré correspondant mais est généralement plus dense, moins volatil, moins combustible et moins stable.
Le brome se combine violemment avec le métaux alcalins et avec phosphore , l'arsenic , l'aluminium et l'antimoine mais moins violemment avec certains autres métaux. Le brome déplace l'hydrogène des hydrocarbures saturés et s'ajoute aux hydrocarbures insaturés, mais pas aussi facilement que le chlore.
L'état d'oxydation le plus stable de l'élément est -1, dans lequel le brome se produit naturellement. Mais les états d'oxydation de 0 (brome élémentaire, Brdeux), +1 (hypobromite, BrO-), +3 (bromite, BrO-deux), +5 (bromate, BrO-3) et +7 (perbromate, BrO-4) sont également connus. La première énergie d'ionisation du brome est élevée et les composés contenant du brome en nombre d'oxydation positif sont stabilisés par des ligands appropriés, principalement l'oxygène et le fluor. Les composés avec les nombres d'oxydation +1, +3, +4, +5 et +7 contiennent tous des liaisons covalentes.
La principale source commerciale de brome est océan eau dont l'élément est extrait par déplacement chimique (oxydation) par le chlore en présence d'acide sulfurique par réaction
Le produit de la réaction est une solution diluée de brome, à partir de laquelle l'élément est éliminé en soufflant de l'air à travers elle. Le brome libre est ensuite mélangé avec du dioxyde de soufre, et les gaz mélangés sont passés dans une tour dans laquelle l'eau s'écoule. La réaction suivante a lieu dans la tour :
résultant en un mélange d'acides beaucoup plus riche en ions bromure que l'eau de mer. Un second traitement au chlore libère du brome qui est débarrassé du chlore et purifié par passage sur de la limaille de fer humide.
Le brome commercial contient généralement jusqu'à 0,3 pour cent de chlore. Il est généralement stocké dans des bouteilles en verre ou dans des fûts revêtus de conduire ou Monel métal.
L'utilisation industrielle du brome avait été dominée par le composé bromure d'éthylène (CdeuxH4Brdeux), qui était autrefois ajouté à l'essence avec du plomb tétraéthyle pour empêcher déposition de plomb dans le moteur. Depuis l'abandon de l'essence au plomb, les composés du brome ont été principalement utilisés dans les retardateurs de flamme, mais le bromure d'éthylène est toujours un composé important en raison de son utilisation pour détruire les nématodes et autres parasites dans les sols. Le brome est également utilisé dans la production de catalyseurs, tels que le bromure d'aluminium.
Le brome a d'autres usages, comme la fabrication de divers colorants et les composés tétrabromoéthane (CdeuxHdeuxBr4) et le bromoforme (CHBr3), qui sont utilisés comme liquides dans les jauges en raison de leur densité élevée . Jusqu'au développement des barbituriques au début du 20ème siècle, les bromures de potassium , sodium , calcium , strontium , le lithium et l'ammonium ont été largement utilisés en médecine en raison de leur action sédative. Le bromure d'argent (AgBr), un composant important du film photographique, est, comme le chlorure et l'iodure d'argent, sensible à la lumière. Traces de bromate de potassium (KBrO3) sont ajoutés à la farine de blé pour améliorer la cuisson. D'autres composés bromés importants comprennent le bromure d'hydrogène (HBr), un gaz incolore utilisé comme agent réducteur et un catalyseur dans les réactions organiques. Une solution du gaz dans l' eau est appelée acide bromhydrique , un acide fort qui ressemble à l' acide chlorhydrique dans son activité envers les métaux et leurs oxydes et hydroxydes.
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