ไฮโดรเจนโบรไมด์

ไฮโดรเจนโบรไมด์

Ball-and-stick model of hydrogen bromide
ชื่อ
IUPAC name Hydrogen bromide
Preferred IUPAC name Bromane
เลขทะเบียน
เลขทะเบียน CAS	10035-10-6 Y
3D model (JSmol)	รูปภาพแบบโต้ตอบ
Beilstein Reference	3587158
ChEBI	CHEBI:47266 Y
ChEMBL	ChEMBL1231461 N
เคมสไปเดอร์	255 Y
ECHA InfoCard	100.030.090
EC Number	233-113-0
KEGG	C13645 N
MeSH	Hydrobromic+Acid
ผับเคม CID	260
RTECS number	MW3850000
UNII	3IY7CNP8XJ N
UN number	1048
CompTox Dashboard (EPA)	DTXSID0029713
InChI InChI=1S/BrH/h1H Y Key: CPELXLSAUQHCOX-UHFFFAOYSA-N Y
SMILES Br
คุณสมบัติ
สูตรเคมี	HBr
มวลโมเลกุล	80.91 g/mol
ลักษณะทางกายภาพ	แก๊สไม่มีสี
กลิ่น	ฉุน
ความหนาแน่น	3.307 g/mL (25 °C)
จุดหลอมเหลว	−86.9 องศาเซลเซียส (−124.4 องศาฟาเรนไฮต์; 186.2 เคลวิน)
จุดเดือด	−66.8 องศาเซลเซียส (−88.2 องศาฟาเรนไฮต์; 206.3 เคลวิน)
ละลายในน้ำ	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 (at 21 °C)
pKa	−8.8 (±0.8); ~−9
Basicity (pKb)	~23
กรด	Bromonium
เบส	Bromide
ดัชนีหักเหแสง (nD)	1.325
โครงสร้าง
รูปร่างโมเลกุล	เส้นตรง
Dipole moment	820 mD
อุณหเคมี
ความจุความร้อน (C)	350.7 mJ/(K·g)
Std molar entropy (S⦵298)	198.696–198.704 J/(K·mol)
Std enthalpy of formation (ΔfH⦵298)	−36.45...−36.13 kJ/mol
ความอันตราย
อาชีวอนามัยและความปลอดภัย (OHS/OSH):
อันตรายหลัก	มีฤทธิ์กัดกร่อนสูง
GHS labelling:
Pictograms
Signal word	อันตราย
Hazard statements	H314, H335
Precautionary statements	P261, P280, P305+P351+P338, P310
NFPA 704 (fire diamond)	3 0 0 COR
ปริมาณหรือความเข้มข้น (LD, LC):
LC50 (median concentration)	2858 ppm (rat, 1 h) 814 ppm (mouse, 1 h)
NIOSH (US health exposure limits):
PEL (Permissible)	TWA 3 ppm (10 mg/m3)
REL (Recommended)	TWA 3 ppm (10 mg/m3)
IDLH (Immediate danger)	30 ppm
เอกสารข้อมูลความปลอดภัย (SDS)	hazard.com physchem.ox.ac.uk
สารประกอบอื่นที่เกี่ยวข้องกัน
สารประกอบที่เกี่ยวข้อง	ไฮโดรเจนฟลูออไรด์ ไฮโดรเจนคลอไรด์ ไฮโดรเจนไอโอไดด์ ไฮโดรเจนแอสทาไทด์
หากมิได้ระบุเป็นอื่น ข้อมูลข้างต้นนี้คือข้อมูลสาร ณ ภาวะมาตรฐานที่ 25 °C, 100 kPa อ้างอิงกล่องข้อมูล

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

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

คุณสมบัติ

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

ประโยชน์

ใช้ในการวิเคราะห์ธาตุปรอท ใช้ในการผลิตสารซีเซียม ใช้ในการสังเคราะห์สารประกอบอินทรีย์และโบรไมด์ ใช้ละลายแร่ และเร่งปฏิกิริยาแอลคิลเลชัน (alkylation)

การสังเคราะห์สาร

ในกระบวนการสังเคราะห์สารเคมี ไฮโดรเจนโบรไมด์มีประโยชน์ในหลายด้าน ตัวอย่างเช่น

ใช้ทำปฏิกิริยากับแอลกอฮอล์เพื่อให้ได้ผลิตภัณฑ์เป็นแอลคิลโบรไมด์ ดังสมการ

$\mathrm {ROH+HBr\longrightarrow RBr+H_{2}O}$

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

การเตรียม

ในภาคอุตสาหกรรม

ไฮโดรเจนโบรไมด์ (เช่นเดียวกับกรดไฮโดรโบรมิก) ถูกผลิตขึ้นในปริมาณน้อยกว่ามากเมื่อเทียบกับไฮโดรเจนคลอไรด์ (และกรดไฮโดรคลอริก) สำหรับการเตรียมขั้นต้น ไฮโดรเจนและโบรมีนจะรวมตัวเป็นไฮโดรเจนโบรไมด์ ที่อุณหภูมิระหว่าง 200–400 °C และมักใช้ธาตุแพลตินัมหรือแร่ใยหินเป็นตัวเร่งปฏิกิริยา

ในห้องปฏิบัติการ

เราสามารถสังเคราะห์ไฮโดรเจนโบรไมด์ได้หลายวิธีในห้องทดลอง เช่น โดยการกลั่นสารละลายโซเดียมโบรไมด์หรือโพแทสเซียมโบรไมด์ กับกรดฟอสฟอริกหรือกรดซัลฟิวริกเจือจาง ดังสมการ

$\mathrm {2\ KBr+H_{2}SO_{4}\longrightarrow K_{2}SO_{4}+2\ HBr}$

แต่ถ้าใช้กรดซัลฟิวริกเข้มข้น จะไม่เกิดผลิตภัณฑ์เป็นไฮโดรเจนโบรไมด์ เนื่องจากสารดังกล่าวจะถูกออกซิไดซ์กลายเป็นแก๊สโบรมีนแทน ดังสมการ

$\mathrm {2\ HBr+H_{2}SO_{4}\longrightarrow Br_{2}+SO_{2}+2\ H_{2}O}$

การสังเคราะห์ด้วยวิธีอื่น ๆ เช่น นำโบรมีนทำปฏิกิริยากับฟอสฟอรัสและน้ำ หรือโบรมีนทำปฏิกิริยากับกำมะถันและน้ำก็ได้เช่นเดียวกัน ดังสมการ

$\mathrm {2\ Br_{2}+S+2\ H_{2}O\longrightarrow 4\ HBr+SO_{2}}$

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

$\mathrm {C_{10}H_{12}+4\ Br_{2}\longrightarrow C_{10}H_{8}Br_{4}+4\ HBr}$

นอกจากเตตระลินแล้ว ยังสามารถนำโทลูอีนมาทำให้เกิดปฏิกิริยาโบรมิเนชันได้อีกด้วย ซึ่งจะได้ผลิตภัณฑ์เป็นเบนซิลโบรไมด์และไฮโดรเจนโบรไมด์ ดังนี้

หรือ ทำให้โบรมีนถูกรีดิวซ์ด้วยกรดฟอสฟอรัส ดังสมการ

$\mathrm {Br_{2}+H_{3}PO_{3}+H_{2}O\longrightarrow H_{3}PO_{4}+2\ HBr}$

ไฮโดรเจนโบรไมด์ที่ผลิตได้จากปฏิกิริยาข้างต้นทั้งหมดอาจมี Br₂ ปนเปื้อนได้ ซึ่งสามารถแยกออกได้โดยนำแก๊สไฮโดรเจนโบรไมด์ผ่านตัวกลึงทองแดง (Copper turnings) หรือผ่านฟีนอล

อันตรายต่อสุขภาพ

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

การปฐมพยาบาล

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