Химические свойства брома, уравнения реакций. Полезные свойства брома (Br). Приём препаратов брома в лечебных и профилактических целях

История возникновения брома уходит в далекие 20 года 19 столетия. В этот период два химика, немецкий Левих и французский Балар, выявили новый химический элемент. Первичное название своему открытию французский химик Балар присвоил «мурид», что в переводе означало рассол.

Это связано с тем, что в этот период химик занимался доскональным изучением средиземноморских соляных промыслов.

Бром: характеристика микроэлемента

За счет наличия характерного, неприятного, специфического запаха, выявленный химический элемент, получил новое название бром. Он является одним из основных составляющих периодической системы химических элементов Менделеева. В данной таблице бром находится в седьмой группе 4–го периода. Бром - химический элемент с неметаллическими свойствами, порядковым атомным номером 35 и молекулярным весом около 80. Обозначается химическим символом Br.

Природные места локализации микроэлемента

Бром является распространенным компонентом, который содержится практически в каждом элементе окружающей среды. Наибольшая концентрация данного вещества содержится в морской и озерной воде. В зависимости от географического расположения водоемов бром может иметь следующие соединения: калий бромистый, натрия бромид либо бромистый магний. Максимальное количество данного вещества появляется при испарении морской воды. Также бром встречается в составе многих растений и даже в горных породах. Стоит отметить, что натуральным обогащенным бромом продуктом является морская соль.

При нормальном функционировании организма средний показатель содержания брома составляет 300 мг. Основные места локализации данного элемента:

• Щитовидная железа.
• Жидкая подвижная соединительная ткань.
• Почки.
• Гипофиз.
• Мышечная ткань.
• Костная ткань.

Основные свойства брома

Данный химический элемент характеризуется жидкой формой с большой плотностью, красно-бурым оттенком, резким неприятным запахом. Это единственный неметалл, который сохраняется в первоначальной форме при комнатных условиях.

Бром и продукты его испарения относятся к токсичным и ядовитым веществам, которые при попадании на кожные покровы и слизистые способствуют возникновению ожога. Поэтому, учитывая свойства брома, работать с ним необходимо в специальных условиях, используя средства индивидуальной защиты.

Природный бром состоит из двух стабильных изотопов. Его молекула содержит 2 атома, именно поэтому данный элемент в химии обозначается формулой Br2.

Сколько требуется брома человеку в сутки?

Среднестатистическому здоровому человеку для нормального функционирования всех систем организма требуется определенное количество брома. Его норма составляет от 0,3 до 1 г. Точное количество подбирается с учетом возраста, местности проживания, образа жизни и качества питания.

В каких продуктах содержится бром

Одним из основных источников брома для человека являются продукты питания. Среди них стоит выделить:

• Различные сорта орехов.
• Бобовые культуры.
• Макароны и мучные изделия из твердых сортов пшеницы.
• Молочная продукция.
• Ламинария.
• Дробленый ячмень.
• Цельные зерна пшеницы.
• Морская рыба.

Негативное влияние брома на организм

Бром в чистом виде относится к сильным ядам, пероральный прием которого недопустим. Его пары провоцируют стремительное накопление жидкости в легких. Именно из-за этих свойств брома, он несет большую опасность жизни человека, который страдает аллергией, астмой либо различными заболеваниями легких.

Также запрещается прием брома при деятельности, которая требует сильного внимания и концентрации.

Основные признаки избыточного количества брома в организме

Превышение допустимого количества брома в организме можно спровоцировать исключительно приемом фармацевтических препаратов. Его переизбыток несет существенную угрозу нормальному функционированию организма и жизни. Именно поэтому при проявлении первых признаков передозировки следует немедленно обращаться за квалифицированной врачебной помощью для корректировки суточной нормы.

Характерная симптоматика:

• Сыпь на кожных покровах.
• Развитие воспалительных процессов на коже.
• Дисфункция пищеварительной системы.
• Слабость.
• Депрессивное состояние.
• Хронический бронхит и ринит, которые не являются следствием простуды.

Дефицит брома

При недостаточном количестве брома в организме проявляются следующие признаки:

• Асомния.
• Приостановление роста в детском и подростковом возрасте.
• Снижение уровня гемоглобина в крови.
• Риск самопроизвольного аборта при беременности.

Точно определить причину недуга, связанного с дефицитом брома в организме способен исключительно врач по результатам лабораторных обследований. Самостоятельное лечение в данном случае недопустимо.

Полезные свойства брома

В медицинской практике бром применяют в форме бромидов. В зависимости от патологий назначается определенный вид. Основная направленность данных препаратов седативное воздействие. Именно поэтому такие препараты входят в терапевтический курс при лечении нервных расстройств, нарушений сна, судорог, эпилепсий. Нормализуют функциональность сердечно-сосудистой системы и органов желудочно-кишечного тракта.

Антагонисты брома

К основным веществам, замедляющим процесс усвоения брома, относятся:

• Хлор.
• Алюминий.
• Фтор.

Именно поэтому бромсодержащие препараты принимаются исключительно по назначению врача.

Воздействие брома на эректильную функцию

Существует мнение о том, что бром оказывает негативное воздействие на мужское либидо и потенцию. Именно поэтому его добавляют в пищу солдатам в армии, пациентам психиатрических больниц, а также заключенным в тюрьмах. Но ученными доказано, что бром просто оказывает успокаивающее воздействие на весь организм, при этом никак не угнетая потенцию.

Также стоит отметить, что под воздействием брома наоборот активизируются половые функции и существенно увеличивается количество спермы и содержащихся в них сперматозоидов.

Где применяется бром в жизнедеятельности человека?

В жизни человека бром применяется не только в качестве лечебного препарата. Также он часто используется в других сферах, которые обеспечивают современную жизнедеятельность человека. Вещества на основе брома применяются в нефтеперерабатывающей отрасли и при изготовлении горюче смазочных материалов, фотографий и химического оружия.

Бром - элемент 17-й группы периодической таблицы химических элементов (по устаревшей классификации - элемент главной подгруппы VII группы), четвёртого периода, с атомным номером 35. Обозначается символом Br (лат. Bromum). Химически активный неметалл, относится к группе галогенов. Простое вещество бром (CAS-номер: 7726-95-6) при нормальных условиях - тяжёлая едкая жидкость красно-бурого цвета с сильным неприятным запахом. Молекула брома двухатомна (формула Br2 ).

Получение

• Бром получают химическим путём из рассола Br−:

Физические свойства

• При обычных условиях бром - красно-бурая жидкость с резким неприятным запахом, ядовит, при соприкосновении с кожей образуются ожоги. Бром - одно из двух простых веществ (и единственное из неметаллов), наряду со ртутью, которое при комнатной температуре является жидким. Плотность при 0 °C - 3,19 г/см³. Температура плавления брома −7,2 °C, кипения 58,8 °C, при кипении бром превращается из жидкости в буро-коричневые пары, при вдыхании раздражающие дыхательные пути. Стандартный электродный потенциал Br2/Br− в водном растворе равен +1,065 В.
• Природный бром состоит из двух стабильных изотопов 79Br (50,56 %) и 81Br (49,44 %). Искусственно получены многочисленные радиоактивные изотопы брома.

Химические свойства

• В свободном виде существует в виде двухатомных молекул Br2. Заметная диссоциация молекул на атомы наблюдается при температуре 800 °C и быстро возрастает при дальнейшем росте температуры. Диаметр молекулы Br2 равен 0,323 нм, межъядерное расстояние в этой молекуле - 0,228 нм.
• Бром немного, но лучше других галогенов растворим в воде (3,58 г в 100 г воды при 20 °C), раствор называют бромной водой.
• С большинством органических растворителей бром смешивается во всех отношениях, при этом часто происходит бромирование молекул органических растворителей.
• По химической активности бром занимает промежуточное положение между хлором и иодом. При реакции брома с растворами иодидов выделяется свободный иод.Напротив, при действии хлора на бромиды, находящиеся в водных растворах, выделяется свободный бром.
• При реакции брома с серой образуется S2Br2, при реакции брома с фосфором - PBr3 и PBr5. Бром реагирует также с неметаллами селеном и теллуром.
• Реакция брома с водородом протекает при нагревании и приводит к образованию бромоводорода HBr. Раствор HBr в воде - это бромоводородная кислота, по силе близкая к соляной кислоте HCl.
• С кислородом и азотом бром непосредственно не реагирует. Бром образует большое число различных соединений с остальными галогенами. Например, со фтором бром образует неустойчивые BrF3 и BrF5, с иодом - IBr. При взаимодействии со многими металлами бром образует бромиды, например, AlBr3, CuBr2, MgBr2 и др. Устойчивы к действию брома тантал и платина, в меньшей степени - серебро, титан и свинец.
• Жидкий бром легко взаимодействует с золотом, образуя трибромид золота AuBr3.

Помимо бескислородной бромоводородной кислоты HBr, бром образует ряд кислородных кислот: бромную HBrO4, бромноватую HBrO3, бромистую HBrO2, бромноватистую HBrO.

Применение

• В химии . Вещества на основе брома широко применяются в основном органическом синтезе.
• «Бромная вода» (водный раствор брома) применяется как реагент для качественного определения непредельных органических соединений.
• В технике . Бромид серебра AgBr применяется в фотографии как светочувствительное вещество.
• Используется для создания антипиренов - добавок, придающих пожароустойчивость пластикам, древесине, текстильным материалам.
• Пентафторид брома иногда используется как очень мощный окислитель ракетного топлива.
• 1,2-дибромэтан в настоящее время применяют как антидетонирующую добавку в моторном топливе, взамен тетраэтилсвинца.
• Растворы бромидов используются в нефтедобыче.
• Растворы бромидов тяжёлых металлов используются как «тяжёлые жидкости» при обогащении полезных ископаемых методом флотации.
• Многие броморганические соединения применяются как инсектициды и пестициды.
• В медицине . В медицине бромид натрия и бромид калия применяют как успокаивающие средства.
• В производстве оружия . Со времен Первой мировой войны бром используется для производства боевых отравляющих веществ.

Бром (лат. Bromum), Вг, химический элемент VII группы периодической системы Менделеева, относится к галогенам; атомный номер 35, атомная масса 79,904; красно-бурая жидкость с сильным неприятным запахом. Бром открыт в 1826 году французским химиком А. Ж. Баларом при изучении рассолов средиземноморских соляных промыслов; назван от греч. bromos - зловоние. Природный Бром состоит из 2 стабильных изотопов 79 Вr (50,54%) и 81 Вr (49,46%). Из искусственно полученных радиоактивных изотопов Бром наиболее интересен 80 Вr, на примере которого И. В. Курчатовым открыто явление изомерии атомных ядер.

Распространение Брома в природе. Содержание Бром в земной коре (1,6·10 -4 % по массе) оценивается в 10 15 -10 16 т. В главной своей массе Бром находится в рассеянном состоянии в магматических породах, а также в широко распространенных галогенидах. Бром - постоянный спутник хлора. Бромистые соли (NaBr, KBr, MgBr 2) встречаются в отложениях хлористых солей (в поваренной соли до 0,03% Вr, в калийных солях - сильвине и карналлите - до 0,3% Вr), а также в морской воде (0,065% Вr), рапе соляных озер (до 0,2% Вr) и подземных рассолах, обычно связанных с соляными и нефтяными месторождениями (до 0,1% Вr). Благодаря хорошей растворимости в воде бромистые соли накопляются в остаточных рассолах морских и озерных водоемов. Бром мигрирует в виде легко растворимых соединений, очень редко образуя твердые минеральные формы, представленные бромиритом AgBr, эмболитом Ag (Cl, Вг) и иодэмболитом Ag (Cl, Вr, I). Образование минералов происходит в зонах окисления сульфидных серебросодержащих месторождений, формирующихся в засушливых пустынных областях.

Физические свойства Брома. При -7,2°С жидкий Бром застывает, превращаясь в красно-коричневые игольчатые кристаллы со слабым металлическим блеском. Пары Брома желто-бурого цвета, t кип 58,78°С. Плотность жидкого Бром (при 20°С) 3,1 г/см 3 . В воде Бром растворим ограниченно, но лучше других галогенов (3,58 г Брома в 100 г Н 2 О при 20°С). Ниже 5,84°С из воды осаждаются гранатово-красные кристаллы Br 2 ·8Н 2 О. Особенно хорошо растворим Бром во многих органических растворителях, чем пользуются для извлечения его из водных растворов. Бром в твердом, жидком и газообразном состоянии состоит из 2-атомных молекул. Заметная диссоциация на атомы начинается при температуре около 800°С; диссоциация наблюдается и при действии света.

Химические свойства Брома. Конфигурация внешних электронов атома Бром 4s 2 4p 5 . Валентность Брома в соединениях переменна, степень окисления равна -1 (в бромидах, например КВr), +1 (в гипобромитах, NaBrO), +3 (в бромитах, NaBrO 2), +5 (в броматах, КВrОз) и +7 (в перброматах, NaBrO 4). Химически Бром весьма активен, занимая по реакционной способности место между хлором и иодом. Взаимодействие Брома с серой, селеном, теллуром, фосфором, мышьяком и сурьмой сопровождается сильным разогреванием, иногда даже появлением пламени. Так же энергично Бром реагирует с некоторыми металлами, например, калием и алюминием. Однако многие металлы реагируют с безводным Бром с трудом из-за образования на их поверхности защитной пленки бромида, нерастворимого в Броме. Из металлов наиболее устойчивы к действию Брома, даже при повышенных температурах и в присутствии влаги, серебро, свинец, платина и тантал (золото, в отличие от платины, энергично реагирует с Бромом). С кислородом, азотом и углеродом Бром непосредственно не соединяется даже при повышенных температурах. Соединения Брома с этими элементами получают косвенным путем. Таковы крайне непрочные оксиды Вr 2 О, ВrО 2 и Вr 3 О 8 (последний получают, например, действием озона на Бром при 80°С). С галогенами Бром взаимодействует непосредственно, образуя BrF 3 , BrF 5 , BrCl, IBr и другие.

Бром - сильный окислитель. Так, он окисляет сульфиты и тиосульфаты в водных растворах до сульфатов, нитриты до нитратов, аммиак до свободного азота (3Br 2 + 8NH 3 = N 2 + NH 4 Br). Бром вытесняет иод из его соединений, но сам вытесняется хлором и фтором. Свободный Бром выделяется из водных растворов бромидов также под действием сильных окислителей (KMnO 4 , K 2 Cr 2 O 7) в кислой среде. При растворении в воде Бром частично реагирует с ней (Br 2 + H 2 O = HBr + HBrO) с образованием бромистоводородной кислоты НВг и неустойчивой бромноватистой кислоты НВгО. Раствор Брома в воде называется бромной водой. При растворении Брома в растворах щелочей на холоду происходит образование бромида и гипобромита (2NaOH + Br 2 =NaBr + NaBrO + H 2 O), а при повышенных температурах (около 100°С) - бромида и бромата (6NaOH + 3Br 2 = 5NaBr + NaBrO 3 + 3H 2 O). Из реакций Брома с органическими соединениями наиболее характерны присоединение по двойной связи С=С, а также замещение водорода (обычно при действии катализаторов или света).

Получение Брома. Исходным сырьем для получения Брома служат морская вода, озерные и подземные рассолы и щелока калийного производства, содержащие Бром в виде бромид-иона Вr - (от 65 г/м 3 в морской воде до 3-4 кг/м 3 и выше в щелоках калийного производства). Бром выделяют при помощи хлора (2Br - + Cl 2 = Br 2 + 2Cl -) и отгоняют из раствора водяным паром или воздухом. Отгонку паром ведут в колоннах, изготовленных из гранита, керамики или иного стойкого к Брому материала. Сверху в колонну подают подогретый рассол, а снизу - хлор и водяной пар. Пары Брома, выходящие из колонны, конденсируют в керамиковых холодильниках. Далее Бром отделяют от воды и очищают от примеси хлора дистилляцией. Отгонка воздухом позволяет использовать для получения Брома рассолы с его низким содержанием, выделять Бром из которых паровым способом в результате большого расхода пара невыгодно. Из получаемой бромовоздушной смеси Бром улавливают химическими поглотителями. Для этого применяют растворы бромистого железа (2FeBr 2 + Br 2 = 2FeBr 3), которое, в свою очередь, получают восстановлением FeBr 3 железными стружками, а также растворы гидроокисей или карбонатов натрия или газообразный сернистый ангидрид, реагирующий с Бромом в присутствии паров воды с образованием бромистоводородной и серной кислот (Br 2 + SO 2 + 2H 2 O = 2HBr + H 2 SO 4). Из полученных полупродуктов Бром выделяют действием хлора (из FeBr 3 и HBr) или кислоты (5NaBr + NaBrO 3 + 3 H 2 SO 4 = 3Br 2 + 3Na 2 SO 4 + 3H 2 O). В случае необходимости полупродукты перерабатывают на бромистые соединения, не выделяя элементарного Брома.

Вдыхание паров Брома при содержании их в воздухе 1 мг/м 3 и более вызывает кашель, насморк, носовое кровотечение, головокружение, головную боль; при более высоких концентрациях - удушье, бронхит, иногда смерть. Предельно допустимые концентрации паров Брома в воздухе 2 мг/м 3 . Жидкий Бром действует на кожу, вызывая плохо заживающие ожоги. Работы с Бромом следует проводить в вытяжных шкафах. При отравлении парами Брома рекомендуется вдыхать аммиак, используя для этой цели сильно разбавленный раствор его в воде или в этиловом спирте. Боль в горле, вызванную вдыханием паров Брома, устраняют приемом внутрь горячего молока. Бром, попавший на кожу, смывают большим количеством воды или сдувают сильной струей воздуха. Обожженные места смазывают ланолином.

Применение Брома. Бром применяют довольно широко. Он - исходный продукт для получения ряда бромистых солей и органических производных. Большие количества Брома расходуют для получения бромистого этила и дибромэтана - составных частей этиловой жидкости, добавляемой к бензинам для повышения их детонационной стойкости. Соединения Брома применяют в фотографии, при производстве ряда красителей, бромистый метил и некоторые другие соединения Брома - как инсектициды. Некоторые органических соединения Брома служат эффективными огнетушащими средствами. Бром и бромную воду используют при химических анализах для определения многих веществ. В медицине используют бромиды натрия, калия, аммония, а также органические соединения Брома, которые применяют при неврозах, истерии, повышенной раздражительности, бессоннице, гипертонической болезни, эпилепсии и хорее.

Бром в организме. Бром - постоянная составная часть тканей животных и растений. Наземные растения содержат в среднем 7·10 -4 % Брома на сырое вещество, животные ~1·10 -4 %. Бром найден в различных секретах (слезах, слюне, поте, молоке, желчи). В крови здорового человека содержание Брома колеблется от 0,11 до 2,00 мг% . С помощью радиоактивного Брома (82 Вr) установлено избирательное поглощение его щитовидной железой, мозговым слоем почек и гипофизом. Введенные в организм животных и человека бромиды усиливают концентрацию процессов торможения в коре головного мозга, содействуют нормализации состояния нервной системы, пострадавшей от перенапряжения тормозного процесса. Одновременно, задерживаясь в щитовидной железе, Бром вступает в конкурентные отношения с иодом, что влияет на деятельность железы, а в связи с этим - и на состояние обмена веществ.

Начнем статью об этом элементе словами Антуана Жерома Балара, первооткрывателя брома: «Точь-в-точь как ртуть есть единственный металл, который имеет жидкую фазу при комнатной температуре, бром есть единственный жидкий неметалл ». «Единственный жидкий неметалл» - жизненно важный элемент.

Небольшой французский город Монпелье знаменит своим университетом, старейшим в стране, основанным еще в XIII в. Но еще старше соляной промысел, существовавший в этом городе с незапамятных времен. Солнце испаряло морскую воду из специальных бассейнов, вырытых на берегу, соль кристаллизовалась, ее вычерпывали, а оставшиеся растворы (их называют маточными или просто маточниками) выплескивали обратно в море.

Антуан Жером Балар работал препаратором у профессора Ангада, преподававшего химию в университете и в Фармакологической школе при университете. Первой самостоятельной темой Балара было исследование соляных маточных растворов и морских прибрежных водорослей.

Прежде всего он нашел в маточниках сернокислый натрий . Открытие не бог весть какое, но именно оно заставило молодого химика предпринять более детальное исследование. Он воздействовал на раствор разными реактивами и установил, что струя газообразного хлора , пропущенная через маточник, придает ему красно-бурую окраску.

Еще интереснее вел себя щелок, полученный из водорослей. Когда к нему добавляли хлорную воду и крахмал, жидкость делилась на два слоя: желтоватый верхний и синий нижний. Игра цветов говорила о том, что известно сейчас каждому школьнику, - в морской воде есть соли брома и йода , а хлор вытесняет эти элементы. Но в 1825 г. это было в диковинку, несмотря на то что иод уже был открыт.

С подобным раствором уже сталкивался один из современников Балара - знаменитый немецкий химик Юстус Либих. Какая-то фирма прислала ему бутыль с желтоватой жидкостью и просила дать заключение о химическом составе раствора. Однако Либих не стал детально исследовать эту жидкость, решив, что она содержит смесь хлора с иодом и, возможно, их соединения. Он не «учуял» неизвестный еще химический элемент и позже горько раскаивался в этом. «Не может быть большего несчастья для химика, - писал он уже после открытия Балара, - как то, когда он сам не способен освободиться от предвзятых идей, а старается дать всем явлениям, не сходящимся с этими представлениями, объяснения, не основанные на опыте».

Балар гоже не сразу напал на след нового элемента. Вначале он полагал, что окраска верхнего слоя вызвана присутствием соединения хлора с иодом, но все попытки разделить предполагаемое соединение не дали результатов. Тогда Балар экстрагировал окрашивающее вещество из верхнего слоя раствора, восстановил его с помощью пиролюзита MnO 2 и серной кислоты и получил скверно пахнущую тяжелую красно-бурую жидкость. On определил ее плотность, температуру кипения и некоторые важнейшие химические свойства. После этого сомнений в том, что жидкость - не соединение хлора с йодом, а новый элемент, их аналог, у Балара, видимо, уже не было. Он назвал новый элемент муридом, от латинского muria, что значит рассол, и 30 ноября 1825 г. послал в Парижскую академию наук «сообщение об особом веществе, содержащемся в морской воде».

Для проверки утверждений Балара Академия назначила комиссию в составе трех известных химиков: Луи Никола Воклена, Луи Тенара и Жозефа Гей-Люссака. Все оказалось так, как докладывал молодой химик из Монпелье. Комиссия рекомендовала только изменить название элемента, положив в основу одно из его свойств, как у хлора и иода. Так бром стал бромом. По-гречески значит «зловонный».

Почти все в этом письме верно. Лишь более точные измерения плотности и температуры кипения, сделанные позже, дали несколько отличные цифры: 3,18 г/см 3 и 58,8°С.

Несмотря на значительную распространенность, элемент № 35 относят к рассеянным, и заслуженно. Как примесь, он есть в сотнях минералов , а собственных минералов брома , как говорится, раз два и обчелся. Самый известный из них - бромирит AgBr. В отличие от большинства бромидов, бромистое серебро нерастворимо в воде. Собственных минералов брома мало еще и потому, что его ион очень большой и не может надежно «засесть» в кристаллической решетке вместе с катионами средних размеров.

В почве бром присутствует главным образом в виде ионов, которые путешествуют вместе с грунтовыми водами. Часть земного брома связана в организмах растений в сложные и большей частью нерастворимые органические соединения. Некоторые растения активно накапливают бром. Это в первую очередь бобовые - горох, фасоль , чечевица - и, конечно, морские водоросли. Ведь именно в море сосредоточена большая часть брома нашей планеты. Есть он и в воде соленых озер, и в подземных «водохранилищах», сопутствующих месторождениям горючих ископаемых, а также калийных солей и каменной соли.

Соленая вода - главный источник брома, добываемого промышленными методами, большей частью сходными с тем методом, которым получал его Балар. Каковы бы ни были особенности того или иного способа добычи брома, из раствора его всегда вытесняют хлором.

Схема получения брома методом выдувания. Рапу (насыщенную солями озерную или морскую воду) концентрируют и подкисляют серной кислотой, а затем в колонне 1 через нее пропускают хлор. Раствор, содержащий бром, поступает в верхнюю часть башни 2, заполненной насадкой - небольшими кольцами, сделанными из керамики. Раствор стекает по башне, а навстречу ему движется мощный воздушный поток. Воздух «выдувает» из раствора бром и увлекает его за собой. Эту смесь отправляют в башню 3, также наполненную насадкой. Эту башню орошают раствором бромистого железа, чтобы очистить бромовоздушную смесь от хлора. B следующей, поглотительной башне 4 бром извлекают из смеси влажной железной стружкой. Образуются темно-бурые кристаллы бромистого железа , из которых потом получают чистый бром и бромистые соли. В последнее время бром из бромовоздушной смеси все чаще извлекают растворами соды и едкого натра. Этот способ извлечения считается более перспективным

Есть бром и в атмосфере. Подсчитало, что ежегодно вместе с морской водой в воздух переходит около 4 млн. т брома, причем содержание этого элемента в воздухе приморских районов всегда больше, чем в районах с резко континентальным климатом.

Море - главный поставщик брома. Довольно много брома в организмах рыб . Он всегда присутствует и в организмах земных животных, не исключая человека. Потребность в броме у разных органов и систем разная. В человеческом организме этот элемент обнаружен в крови, почках, печени и больше всего в мозге.

Персонажи многих книг, написанных в прошлом пеке, чтобы успокоиться, «принимают бром». Не сам бром, разумеется, а растворы бромистого натрия или бромистого калия . Применять их - как средство от бессонницы, неврастении, переутомления - начали уже лет через десять после открытия элемента № 35. Особенно полезными, по мнению врачей, бромистые препараты оказывались при нарушении нормального соотношения между процессами возбуждения и торможения в коре головного мозга. Вот почему мозг концентрирует, накапливает бром: это, если можно так выразиться, его самозащита, способ «авторегулирования» взаимосвязанных процессов.

В наше время растворы бромидов натрия и калия в медицине применяются все реже. Их стали вытеснять бром-органические препараты, более эффективные и в отличие от бромидов не раздражающие слизистые оболочки. Сейчас соединения брома используют не только как успокаивающие. Их применяют при лечении некоторых сердечнососудистых заболеваний, при язвенной болезни, при эпилепсии. Год от года расширяется бромистый «арсенал» медицины. Как хорошие успокаивающие средства применяют брометон, бромалин, бромурал. Последний используют и как снотворное, а в больших дозах - и для наркоза. Четырехзамещенные бромиды аммония и ксероформ (трибромфенолят висмута) - прекрасные антисептики. Бромом модифицируют даже антибиотики; бромтетрациклин нашел широкое применение в борьбе с инфекциями.

Бром, серебро и фотоэмульсии

Бром и серебро сопутствуют друг другу не только в минералах. Не будет преувеличением сказать, что бромистое серебро - главная соль химико-фотографической промышленности, потому что AgBr по светочувствительности намного превосходит йодид серебра и другие соли. Современные светочувствительные эмульсии на основе AgBr позволяют снимать с выдержкой в одну десятимиллионную долю секунды.

Здесь мы не будем останавливаться на химизме процессов съемки и проявления, адресуя читателей к статье «Серебро», а расскажем коротко о том, как делают фотоматериалы.

Бромид серебра получают обычно из бромистого калия и азотнокислого серебра. Но если готовить это вещество не в водной среде, а в растворе желатины, то оно не выпадет в осадок, а распределится в виде мельчайших крупинок по всей массе желатины. Эту вязкую массу на специальных эмульсионно-поливочных машинах наносят на поверхность прозрачной пленки (на основе триацетата целлюлозы), стеклянных пластин или бумаги. Толщина эмульсионного слоя строго нормирована. Для пленки она может быть равна 2, 7, 10, 15 или 20 мкм, причем по всей поверхности огромного рулона, который потом разрежут на сотни «роликов», толщина эмульсии должна быть неизменной, даже если эмульсию наносят в несколько слоев.

Естественно, что эту операцию проводят в условиях идеальной чистоты, на полностью автоматизированных технологических линиях. Температура и влажность воздуха в помещении также должны быть строго постоянными. И за этим следит автоматика, в противном случае хороших кино- и фотоматериалов не получить.

В каждом квадратном сантиметре эмульсионного слоя в среднем 350 миллионов мельчайших частичек - зерен, а каждое зерно - это миниатюрный кристаллик галогенида серебра, чаще всего бромистого серебра, окруженный желатиновой пленкой. И, видимо, не случайно в название большинства сортов фотобумаги как составляющая входит слово «бром»: «унибром», «бромпортрет» и так далее. Тем самым подчеркивается, что эмульсия этой бумаги содержит бромистое серебро и обладает высокой светочувствительностью.

Справедливости ради упомянем, что в фотографии широко применяется еще одна бромистая соль - бромистый калий. Его вводят в состав фотографических реактивов, чтобы на пленке или отпечатке не было вуали.

Применение брома кроме медицины и фотографии

Соединения брома нужны не только медикам и их пациентам, не только фотолюбителям и «киношникам». Многие отрасли промышленности тоже используют соединения элемента № 35.

Бромистый натрий добавляют в дубильные растворы, благодаря чему кожа становится тверже. В качестве катализаторов некоторых процессов органического синтеза используют бромиды алюминия , бериллия , магния . Между прочим, еще в 1884 г. русский химик Г. Г. Густавсон впервые получил комплексные соединения ароматических углеводородов с бромистым алюминием.

Из прозрачных кристаллов бромистого калия делают линзы, великолепно пропускающие инфракрасные лучи. Бактерицидные свойства бромистого калия помогают дольше сохранять овощи и фрукты.

Много «профессий» у бромистого лития. Он предотвращает коррозию в холодильных установках, обезвоживает минеральные масла, помогает кондиционировать воздух.

Текстильщики широко применяют органический краситель броминдиго, с помощью которого получают целую гамму ярких и чистых тонов - от синего до красного. Другое броморганическое соединение - бромхлорметан - отличный огнетушитель, который к тому же не проводит электричества и потому особенно эффективен, когда нужно, например, потушить загоревшуюся проводку. Бром-органикой пропитывают древесину, чтобы придать ей большую стойкость к атмосферным воздействиям, грибкам, плесени.

Для получения большинства этих полезных соединений, прежде всего органических, нужен ядовитый, зловонный, агрессивный, крайне неприятный в общении, но тем не менее незаменимый бром.

ЛЮБОПЫТНЫЙ ФАКТ. В 1946 г. в «Трудах Биогеохимической лаборатории АН СССР» была опубликована статья Л. С. Селиванова, который измерял содержание брома в воздухе и столкнулся с любопытным фактом. Оказалось, что зимой в московском воздухе было больше брома, чем летом. Казалось бы, очень странное явление! Но объяснилось все просто. В то время большинство московских котельных топили углем, а уголь, как известно, образовался из древних растений . Многие растения концентрируют бром, рассеянный в почве, природных водах и атмосфере.

По-видимому, этой способностью обладали и те растения, из которых получился каменный уголь. А если так, то дым котельных должен был «обогащать» воздух этим не очень редким, но рассеянным элементом.

Рассеянностью брома частично объясняется тот факт, что бром был открыт лишь в 1825 г., на 14 лет позже своего намного более редкого аналога - йода. Сравните кларки (числа, выражающие содержание элемента в земной коре в весовых процентах) - 1,6-10 -4 и 440 -5 .

ЛИСТЬЯ, КОРНИ И ГРИБЫ. Бром всегда есть в растениях, но разные части растения (листья, стебли, корни) снабжены бромом неодинаково. Зеленые части, как правило, содержат больше брома, чем корни. И еще одна любопытная деталь: довольно много брома в съедобных грибах. В боровиках, подберезовиках, подосиновиках - примерно 1,440 -3 % элемента № 35.

ПОЧЕМУ У СОБАКИ СЛЮНКИ ТЕКЛИ. Уже более столетия медики пользуются бромистыми препаратами для лечения нервных болезней, однако долгое время механизм действия этих препаратов на нервную систему оставался неизвестным.

Думали, что бромиды понижают возбудимость двигательной сферы головного мозга, уменьшая интенсивность возбудительных процессов в центральной нервной системе. В успокаивающем действии бромистых соединений находили сходство с действием снотворного. Действительно, при введении животному большой дозы бромистого натрия удавалось увеличить порог возбудимости коры головного мозга к действию электрического тока, резким звукам и другим раздражителям. И лишь в 1910 г. один из учеников И. П. Павлова, П. М. Никифоровский, нашел правильное объяснение действию брома на нервную систему.

Был поставлен такой опыт. В течение нескольких дней собаке давали через каждые 5 минут сухой мясной порошок и подсчитывали капли падающей в баллончик слюны. При этом проверяли, как действуют на собаку различные раздражители: телефонный звонок, стук маятника, бульканье воды, вспышка лампочки, - и снова подсчитывали капли слюны. Спустя некоторое время за час до опыта собаку стали подкармливать молоком, смешанным с раствором бромистого натрии. В остальном условия опыта не меняли. С каждым разом железы животного выделяли все меньше и меньше слюны в ответ на раздражение, а спустя месяц выделение слюны и вовсе прекратилось; собака перестала реагировать и на звонок, и на стук, и на свет. Но как только собаке перестали давать бромистые соли, у нее снова «потекли слюнки» при гудении телефона, стуке маятника, вспышке лампочки.

Теперь уже ни у кого не осталось сомнений, что бром не уменьшает возбудимость, а усиливает торможение: в этом и заключается его целительное действие на нервную систему.

Разумеется, злоупотреблять бромными препаратами опасно. Накопление большого количества брома в организме вызывает отравление.

БРОМ-80 И ИЗОМЕРИЯ АТОМНЫХ ЯДЕР. Бром оказался причастен к одному из важных открытий в области ядерной физики.

Еще в 1921 г. немецкий физик Отто Ган обнаружил две разновидности ядер урана-234 . Ядра атомов, безусловно принадлежащих одному и тому же изотопу, вели себя по-разному: одни распадались с периодом полураспада 6,7 часа, другие - всего 1,14 минуты...

Это явление назвали изомерией атомных ядер, но в течение многих лет физики считали утверждение Гана о существовании ядер- изомеров не слишком обоснованным, тем более что других примеров этого явления найти никто не мог. Даже спустя 15 лет известный австрийский физик Лизе Мейтнер говорила на физическом съезде в Париже: «В настоящее время трудно поверить в существование «изомерных атомных ядер», то есть таких ядер, которые при равном атомном весе и равном атомном номере обладают различными радиоактивными свойствами». Мейтнер не знала, что годом раньше в ленинградском Физико-техническом институте молодой еще Игорь Васильевич Курчатов вместе с братом Борисом Васильевичем, Л. И. Русиновым и Л. В. Мысовским наблюдал это явление на искусственно полученных изотопах.

При облучении брома нейтронами они обнаружили, что образуются радиоактивные изотопы с периодами полураспада 18 минут, 4,2 часа (на эти изотопы указывал также Ферми) и 36 часов. А поскольку известны лишь два стабильных изотопа брома 79 Br и 81 Br, образование трех видов радиоактивных ядер поначалу казалось необъяснимым. Но физики доказали, что у атомов брома-80 есть два «сорта» ядер и тем самым открыли изомерию ядер искусственных изотопов. После этого и само явление получило «права гражданства».

Сейчас известно уже больше 100 ядерных изомеров, а число искусственных изотопов брома достигло 16. Некоторые из них применяют на практике. Так, изотопом бром-82 наряду с кобальтом-60 и натрием-24 лечат некоторые злокачественные опухоли. С помощью того же изотопа (его период полураспада 35,8 часа) исследовали механизм действия бромсодержащих лечебных препаратов. Что же касается стабильных изотопов брома с массовыми числами 79 и 81, то они распространены почти одинаково. Именно поэтому атомный вес элемента № 35 близок к 80, он равен 79,904; легкого изотопа в природном броме немного больше.

ТЕХНИКА БЕЗОПАСНОСТИ. Бром ядовит. Поэтому, работая с ним, нужно быть осторожным. Предельно допустимая концентрация паров брома в воздухе 0,5 мг/м 3 . Большее (порядка 0,001%) содержание брома в воздухе приводит к головокружению, раздражению слизистых оболочек, кашлю, удушью. При легком отравлении парами брома необходимо дать пострадавшему вдыхать аммиак. Если жидкий бром попал на руки, то во избежание ожогов и медленно заживающих язв его необходимо сразу же смыть большим количеством воды, а еще лучше раствором соды. Затем пораженное место нужно смазать мазью, содержащей бикарбонат натрия.

КТО ЖЕ ОБИДЕЛ БАЛАРА? Из одной популярной книги в другую кочует утверждение, что огорченный тем, что в открытии брома никому неизвестный Антуан Балар опередил самого Юстуса Либиха, Либих воскликнул, что, дескать, не Балар открыл бром, а бром открыл Балара. (Было это утверждение и в первых изданиях «Популярной библиотеки химических элементов»). Однако это неправда или, точнее, не совсем правда. Фраза то была, но принадлежала она не Ю. Либиху, а Шарлю Жерару, который очень хотел, чтобы кафедру химии в Сорбонне занял Огюст Лоран, а не избранный на должность профессора А. Балар.

Жидкость красно-бурого цвета, с резким специфическим запахом, плохо растворимая в воде, но растворяющаяся в бензоле, хлороформе, сероуглероде и других органических растворителях. Такой ответ можно дать на вопрос: "Что такое бром?" Соединение относится к группе наиболее активных неметаллов, реагируя со многими простыми веществами. Оно является сильно токсичным: вдыхание его паров раздражает дыхательные пути, а попадание на кожу вызывает тяжелые, длительно не заживающие ожоги. В нашей статье мы изучим его физические свойства, а также рассмотрим химические реакции, характерные для брома.

Главная подгруппа седьмой группы - место положения элемента в периодической системе химических элементов. На последнем энергетическом слое атома находится два s-электрона и пять p-электронов. Как и все галогены, бром имеет значительное сродство к электрону. Это значит, что он легко притягивает в свою электронную оболочку отрицательные частицы других химических элементов, становясь анионом. Молекулярная формула брома - Br 2 . Атомы соединяются между собой с помощью совместной пары электронов, такой тип связи называется ковалентной. Она также является неполярной, располагаясь на одинаковом расстоянии от ядер атомов. Ввиду достаточно большого радиуса атома - 1,14A°, окислительные свойства элемента, его электроотрицательность и неметаллические свойства становятся меньше, чем у фтора и хлора. Температура кипения, наоборот, повышается и составляет 59,2 °C, относительная молекулярная масса брома равна 180. В свободном состоянии из-за высокой активности элемент как простое вещество не встречается. В природе его можно обнаружить в связанном состоянии в виде солей натрия, магния, калия, особенно высоко их содержание в морской воде. Некоторые виды бурых и красных водорослей: саргассум, фукус, батрахоспермум, содержат большое количество брома и йода.

Реакции с простыми веществами

Для элемента характерно взаимодействие со многими неметаллами: серой, фосфором, водородом:

Br 2 + H 2 = 2HBr

Однако бром непосредственно не реагирует с азотом, углеродом и кислородом. Большинство металлов легко окисляются бромом. Пассивны к действию галогена лишь некоторые из них, например, свинец, серебро и платина. Реакции с бромом более активных галогенов, таких, как фтор и хлор, проходят быстро:

Br 2 +3 F 2 = 2 BrF 3

В последней реакции степень окисления элемента равна +3, он выступает в роли восстановителя. В промышленности бром получают окислением бромоводорода более сильным галогеном, например, хлором. Основными источниками сырья для получения соединения служат подземные буровые воды, а также сильно концентрированный раствор соляных озер. Галоген может взаимодействовать со сложными веществами из класса средних солей. Так, при действии бромной воды, имеющей красно-бурую окраску, на раствор сульфита натрия, мы наблюдаем обесцвечивание раствора. Это происходит по причине окисления бромом средней соли - сульфита до сульфата натрия. Сам же галоген восстанавливается, переходя в вид бромоводорода, не имеющего цвета.

Взаимодействие с органическими соединениями

Молекулы Br 2 способны к взаимодействию не только с простыми, но и со сложными веществами. Например, реакция замещения проходит между ароматическим углеводородом бензолом и бромом при нагревании, в присутствии катализатора - бромида трехвалентного железа. Она заканчивается образованием бесцветного соединения, не растворимого в воде - бромбензола:

C 6 H 6 + Br 2 = C 6 H 5 Br + HBr

Простое вещество бром, растворенное в воде, используется в качестве индикатора для определения наличия в молекуле органических веществ непредельных связей между атомами углерода. Такой качественной реакцией находят в молекулах алкенов или алкинов пи-связи, от которых зависят основные химические реакции указанных углеводородов. Соединение вступает в реакции замещения с предельными углеводородами, при этом образуя производные метана, этана и других алканов. Известна реакция присоединения частиц брома, формула которых Br2, к непредельным веществам с одной или двумя двойными, или с тройной связью в молекулах, например, к таким, как этен, ацетилен или бутадиен.

СН 2 =СН 2 + Br 2 = CH 2 Br - CH 2 Br

С указанными углеводородами может реагировать не только простое вещество, но и его водородное соединение - HBr.

Особенности взаимодействия галогена с фенолом

Органическое вещество, состоящее из бензольного ядра, связанного с гидроксильной группой, - это фенол. В его молекуле прослеживается взаимное влияние групп атомов друг на друга. Поэтому реакции замещения с галогенами у него протекают значительно быстрее, чем у бензола. Причем для процесса не требуется нагревание и присутствие катализатора. Сразу три атома водорода в молекуле фенола замещаются радикалами брома. В результате реакции образуется трибромфенол.

Кислородные соединения брома

Продолжим изучение вопроса, что такое бром. Взаимодействие галогена с холодной водой приводит к получению бромноватистой кислоты HBrO. Она является более слабой, чем соединение хлора, за счет снижения ее окислительных свойств. Еще одно соединение - бромноватая кислота, может быть получено путем окисления бромной воды хлором. Ранее в химии считали, что у брома не может быть соединений, в которых он мог бы проявлять степень окисления +7. Однако окислением бромноватого калия была получена соль - бромат калия, а из нее - и соответствующая кислота - HBrO 4 . Ионы галогенов имеют восстановительные свойства: при действии молекул HBr на металлы последние окисляются катионами водорода. Поэтому с кислотой взаимодействуют только те металлические элементы, которые стоят в ряду активности до водорода. В результате реакции образуются средние соли - бромиды, и выделяется свободный водород.

Применение соединений брома

Высокая окислительная способность брома, масса которого достаточно велика, широко используется в аналитической химии, а также в химии органического синтеза. В сельском хозяйстве препараты, содержащие бром, применяют в борьбе с сорняками и насекомыми - вредителями. Антипирены - вещества, предотвращающие самовозгорание, используют для пропитки строительных материалов, пластмассы, ткани. В медицине давно известно тормозящее действие солей: бромида калия и натрия - на прохождение биоэлектрических импульсов по нервным волокнам. Их применяют при лечении расстройств нервной системы: истерии, неврастении, эпилепсии. Учитывая сильную токсичность соединений, дозировка препарата должна контролироваться врачом.

В нашей статье мы выяснили, что такое бром, и какие физические и химические свойства для него характерны.