ไฮโดรเจนโบรไมด์

จากวิกิพีเดีย สารานุกรมเสรี
ไฮโดรเจนโบรไมด์
hydrogen bromide
สูตรโครงสร้างของไฮโดรเจนโบรไมด์
แบบจำลอง Spacefill ของไฮโดรเจนโบรไมด์
Systematic name โบรเมน (bromane)[1]
ตัวระบุ
เลขทะเบียน CAS [10035-10-6][CAS]
PubChem 260
EC number 233-113-0
UN number 1048
KEGG C13645
MeSH Hydrobromic+Acid
ChEBI 47266
RTECS number MW3850000
SMILES
Beilstein Reference 3587158
ChemSpider ID 255
คุณสมบัติ
สูตรโมเลกุล HBr
มวลโมเลกุล 80.91 g mol−1
ลักษณะทางกายภาพ สถานะแก๊ส ไม่มีสี
กลิ่น กลิ่นฉุน
ความหนาแน่น 3.307 g/dm3
จุดหลอมเหลว

-86.9 °C, 186 K, -124 °F

จุดเดือด

-66.8 °C, 206 K, -88 °F

ความสามารถละลายได้ ใน น้ำ 221 g/100 mL (0 °C)
204 g/100 mL (15 °C)
193 g/100 mL (20 °C)
130 g/100 mL (100 °C)
ความสามารถละลายได้ ละลายได้ในแอลกอฮอล์ ตัวทำละลายอินทรีย์
ความดันไอ 2.308 MPa (ที่ 21 °C)
pKa ~–9 [2]
Basicity (pKb) ~23
ดัชนีหักเหแสง (nD) 1.325
โครงสร้าง
รูปร่างโมเลกุล เส้นตรง
Dipole moment 820 mD
อุณหเคมี
Std enthalpy of
formation
ΔfHo298
-36.45--36.13 kJ mol-1[3]
Standard molar
entropy
So298
198.696-198.704 J K-1 mol-1[3]
ความจุความร้อนจำเพาะ 350.7 mJ K-1 g-1
ความอันตราย
MSDS hazard.com

physchem.ox.ac.uk

GHS pictograms GHS-pictogram-acid.svg GHS-pictogram-exclam.svg
การจำแนกของ EU Hazard C.svg สารกัดกร่อน (C)
EU Index 035-002-00-0
NFPA 704
NFPA 704.svg
0
3
0
 
R-phrases R35, R37
S-phrases (S1/2), S7/9, S26, S45
สารอื่นที่เกี่ยวข้อง
สารประกอบที่เกี่ยวข้อง ไฮโดรเจนคลอไรด์
ไฮโดรเจนฟลูออไรด์
ไฮโดรเจนไอโอไดด์
 X mark.svg 14 (verify) (what is: Yes check.svg 10/X mark.svg 10?)
หากมิได้ระบุเป็นอื่น ข้อมูลข้างต้นนี้คือข้อมูลสาร ณ ภาวะมาตรฐานที่ 25 °C, 100 kPa
แหล่งอ้างอิงของกล่องข้อมูล

ไฮโดรเจนโบรไมด์ (อังกฤษ: hydrogen bromide) มีสูตรเคมีว่า HBr เป็นสารประกอบอนินทรีย์ชนิดหนึ่ง ซึ่งโมเลกุลประกอบขึ้นจากธาตุสองตัว ได้แก่ ไฮโดรเจน และโบรมีน ไฮโดรเจนโบรไมด์มีสถานะเป็นแก๊สที่ภาวะมาตรฐาน และเมื่อนำไปผสมน้ำจะได้เป็นกรดไฮโดรโบรมิก ในทางกลับกันเราสามารถสกัดเอาไฮโดรเจนโบรไมด์ออกจากสารละลายดังกล่าวได้ โดยการเติมตัวดูดความชื้น (dehydration agent) เพื่อไล่น้ำออก แต่ไม่สามารถแยกได้โดยการกลั่น ถือได้ว่าไฮโดรเจนโบรไมด์และกรดไฮโดรโบมิกมีความสัมพันธ์กัน แต่ไม่ใช่สารชนิดเดียวกัน ซึ่งในบางครั้งนักเคมีอาจใช้สูตร "HBr" แทนกรดไฮโดรโบมิก พร้อมทั้งเป็นที่เข้าใจกันในหมู่นักเคมีส่วนใหญ่ แต่อาจทำให้บุคคลทั่วไปเกิดความเข้าใจผิดหรือสับสนระหว่างสารสองชนิดนี้ได้

ประวัติ[แก้]

นักเคมีชาวฝรั่งเศส อ็องตวน เฌโรม บาลาร์ (Antoine-Jérôme Balard) ผู้ค้นพบธาตุโบรมีนในดินโป่งใกล้เมืองมงเปอลีเย เคยทำการศึกษาไฮโดรเจนโบรไมด์และสังเคราะห์ได้สำเร็จ

คุณสมบัติ[แก้]

ที่อุณหภูมิห้อง ไฮโดรเจนโบรไมด์มีสถานะเป็นแก๊สไม่ไวไฟ มีกลิ่นฉุน มีความเสถียร เมื่อกระจายในอากาศชื้นจะกลายเป็นควันเนื่องจากทำปฏิกิริยากับไอน้ำกลายเป็นกรดไฮโดรโบรมิก ไฮโดรเจนโบรไมด์ละลายได้ดีในน้ำ ซึ่งได้ผลิตภัณฑ์เป็นกรดไฮโดรโบรมิก โดยสารละลายจะอิ่มตัวเมื่อมีปริมาณ HBr ในน้ำที่ 68.85% ที่อุณหภูมิห้อง นอกจากนี้ไฮโดรเจนโบรไมด์ยังมีฤทธิ์กัดกร่อน สารที่ควรหลีกเลี่ยงได้แก่ สารออกซิไดซ์ โลหะ และอัลคาไล[4]

ประโยชน์[แก้]

ใช้ในการวิเคราะห์ธาตุปรอท ใช้ในการผลิตสารซีเซียม[4] ใช้ในการสังเคราะห์สารประกอบอินทรีย์และโบรไมด์ ใช้ละลายแร่ และเร่งปฏิกิริยาแอลคิลเลชัน (alkylation)[5]

การสังเคราะห์สาร[แก้]

ในกระบวนการสังเคราะห์สารเคมี ไฮโดรเจนโบรไมด์มีประโยชน์ในหลายด้าน ตัวอย่างเช่น

ใช้ทำปฏิกิริยากับแอลกอฮอล์เพื่อให้ได้ผลิตภัณฑ์เป็นแอลคิลโบรไมด์ ดังสมการ

\mathrm{ROH + HBr \longrightarrow RBr + H_2O}

ใช้ทำปฏิกิริยากับแอลคีน ได้ผลิตภัณฑ์เป็นโบรโมแอลแคน

\mathrm{RCH{=}CH_2 + HBr \longrightarrow RCH(Br){-}CH_3}

ใช้ทำปฏิกิริยากับแอลไคน์ ได้ผลิตภัณฑ์เป็นโบรโมแอลคีน

\mathrm{RC{\equiv}CH + HBr \longrightarrow RC(Br){=}CH_2}

ใช้ทำปฏิกิริยากับแฮโลแอลคีน ได้ผลิตภัณฑ์เป็นไดแฮโลแอลเคนแบบ geminal ซึ่งปฏิกิริยานี้เป็นไปตามกฎของมาร์คอฟนิคอฟ (Markovnikov's rule) มีสมการดังนี้

\mathrm{RC(Br){=}CH_2 + HBr \longrightarrow RC(Br_2){-}CH_3}

นอกจากนี้แล้ว ไฮโดรเจนโบรไมด์ยังเป็นตัวเร่งให้กับปฏิกิริยาของสารอินทรีย์อีกมากมาย[6][7][8][9]

การเตรียม[แก้]

ในภาคอุตสาหกรรม[แก้]

ไฮโดรเจนโบรไมด์ (เช่นเดียวกับกรดไฮโดรโบรมิก) ถูกผลิตขึ้นในปริมาณน้อยกว่ามากเมื่อเทียบกับไฮโดรเจนคลอไรด์ (และกรดไฮโดรคลอริก) สำหรับการเตรียมขั้นต้น ไฮโดรเจนและโบรมีนจะรวมตัวเป็นไฮโดรเจนโบรไมด์ ที่อุณหภูมิระหว่าง 200–400 °C และมักใช้ธาตุแพลตินัมหรือแร่ใยหินเป็นตัวเร่งปฏิกิริยา[7][10]

ในห้องปฏิบัติการ[แก้]

เราสามารถสังเคราะห์ไฮโดรเจนโบรไมด์ได้หลายวิธีในห้องทดลอง เช่น โดยการกลั่นสารละลายโซเดียมโบรไมด์หรือโพแทสเซียมโบรไมด์ กับกรดฟอสฟอริกหรือกรดซัลฟิวริกเจือจาง[11] ดังสมการ

\mathrm{2\ KBr + H_2SO_4 \longrightarrow K_2SO_4 + 2\ HBr}

แต่ถ้าใช้กรดซัลฟิวริกเข้มข้น จะไม่เกิดผลิตภัณฑ์เป็นไฮโดรเจนโบรไมด์ เนื่องจากสารดังกล่าวจะถูกออกซิไดซ์กลายเป็นแก๊สโบรมีนแทน ดังสมการ

\mathrm{2\ HBr + H_2SO_4 \longrightarrow Br_2 + SO_2 + 2\ H_2O}

การสังเคราะห์ด้วยวิธีอื่น ๆ เช่น นำโบรมีนทำปฏิกิริยากับฟอสฟอรัสและน้ำ หรือโบรมีนทำปฏิกิริยากับกำมะถันและน้ำก็ได้เช่นเดียวกัน[12] ดังสมการ

\mathrm{2\ Br_2 + S + 2\ H_2O \longrightarrow 4\ HBr + SO_2}

หรืออาจเตรียมได้โดยให้เตตระลิน (1,2,3,4-เตตระไฮโดรแนฟทาลีน) เกิดปฏิกิริยาโบรมิเนชัน (bromination, ปฏิกิริยาแทนที่ด้วยโบรมีน)[13] ดังสมการ

\mathrm{C_{10}H_{12} + 4\ Br_2 \longrightarrow C_{10}H_8Br_4 + 4\ HBr}

นอกจากเตตระลินแล้ว ยังสามารถนำโทลูอีนมาทำให้เกิดปฏิกิริยาโบรมิเนชันได้อีกด้วย ซึ่งจะได้ผลิตภัณฑ์เป็นเบนซิลโบรไมด์และไฮโดรเจนโบรไมด์ ดังนี้

Formation of hydrogen bromide.svg

หรือ ทำให้โบรมีนถูกรีดิวซ์ด้วยกรดฟอสฟอรัส[7] ดังสมการ

\mathrm{Br_2 + H_3PO_3 + H_2O \longrightarrow H_3PO_4 + 2\ HBr}

ไฮโดรเจนโบรไมด์ที่ผลิตได้จากปฏิกิริยาข้างต้นทั้งหมดอาจมี Br2 ปนเปื้อนได้ ซึ่งสามารถแยกออกได้โดยนำแก๊สไฮโดรเจนโบรไมด์ผ่านตัวกลึงทองแดง (Copper turnings) หรือผ่านฟีนอล[10]

อันตรายต่อสุขภาพ[แก้]

เมื่อหายใจเอาแก๊สไฮโดรเจนโบรไมด์เข้าไป ไอระเหยของสารจะทำให้เกิดอาการระคายเคืองอย่างรุนแรง อาจเป็นสาเหตุทำให้ระบบทางเดินหายใจและปอดถูกทำลาย เมื่อสัมผัสทางผิวหนัง จะทำให้เกิดแผลไหม้อย่างรุนแรง เมื่อสัมผัสดวงตา จะทำให้เกิดการระคายเคืองตา ตาแดง และทำให้การมองเห็นไม่ชัดเจน ไฮโดรเจนโบรไมด์ไม่เป็นสารก่อมะเร็งตามบัญชีรายชื่อของ IARC, NTP และ OSHA[4]

การปฐมพยาบาล

ถ้าหายใจเข้าไปให้เคลื่อนย้ายผู้ป่วยออกไปที่ที่มีอากาศบริสุทธิ์ ถ้าผู้ป่วยหยุดหายใจ ให้ช่วยผายปอด แล้วนำไปพบแพทย์ หากรับประทานเข้าไป อย่ากระตุ้นทำให้เกิดการอาเจียน หากสัมผัสผิวหนังหรือดวงตา ให้ล้างผิวหนังหรือดวงตาด้วยน้ำปริมาณมาก ๆ อย่างน้อย 15 นาที

อ้างอิง[แก้]

  1. "Hydrobromic Acid - Compound Summary". PubChem Compound. USA: National Center for Biotechnology Information. 16 September 2004. Identification and Related Records.
  2. Perrin, D. D. Dissociation constants of inorganic acids and bases in aqueous solution. Butterworths, London, 1969.
  3. 3.0 3.1 Zumdahl, Steven S. (2009). Chemical Principles 6th Ed. Houghton Mifflin Company. ISBN 0-618-94690-X. 
  4. 4.0 4.1 4.2 ศูนย์ข้อมูลวัตถุอันตรายและเคมีภัณฑ์, กรมควบคุมมลพิษ
  5. ฐานข้อมูลโรคที่เกี่ยวข้องกับการทำงานและสารเคมี, ฐานความรู้เรื่องความปลอดภัยด้านสารเคมี
  6. Hercouet, A.;LeCorre, M. (1988) Triphenylphosphonium bromide: A convenient and quantitative source of gaseous hydrogen bromide. Synthesis, 157-158.
  7. 7.0 7.1 7.2 Greenwood, N. N.; Earnshaw, A. Chemistry of the Elements; Butterworth-Heineman: Oxford, Great Britain; 1997; pp. 809-812.
  8. Carlin, William W. U.S. Patent 4,147,601, April 3, 1979
  9. Vollhardt, K. P. C.; Schore, N. E. Organic Chemistry: Structure and Function; 4th Ed.; W. H. Freeman and Company: New York, NY; 2003.
  10. 10.0 10.1 Ruhoff, J. R.; Burnett, R. E.; Reid, E. E. "Hydrogen Bromide (Anhydrous)" Organic Syntheses, Vol. 15, p.35 (Coll. Vol. 2, p.338).
  11. Pradyot Patnaik. Handbook of Inorganic Chemicals. McGraw-Hill, 2002, ISBN 0-07-049439-8
  12. Pradyot Patnaik. Handbook of Inorganic Chemicals. McGraw-Hill, 2002, ISBN 0-07-049439-8
  13. WebElements: Hydrogen Bromide

0