Бромоводород HBr: свойства, получение, применение
Бромоводород HBr — бескислородное соединение брома с водородом; водный раствор — сильная бромоводородная кислота, молярная масса 81 г/моль.
Ключевые факты
- Формула
- HBr
- Класс
- кислота в водном растворе (сильная, одноосновная, бескислородная)
- Молярная масса
- 81 г/моль для расчётов ЕГЭ; по массам IUPAC 80,91 г/моль
- Другие названия
- бромоводородная кислота — его водный раствор; бромид водорода — второе название
- Состояние
- газ при обычных условиях
- Степень окисления брома
- −1 (низшая)
- Валентность брома
- I
- Основность
- одноосновная, соли — бромиды
- Окислительно-восстановительные свойства
- восстановитель, сильнее соляной кислоты
Что такое бромоводород?
Бромоводород HBr — бесцветный газ с резким запахом, который дымит на влажном воздухе. В воде он растворяется очень хорошо и даёт бромоводородную кислоту — сильную, как и соляная. Бром в этом веществе имеет низшую степень окисления −1.
Главное отличие от хлороводорода в том, что бромид-ион легче отдаёт электроны. Поэтому HBr окисляется не только перманганатом калия, но и концентрированной серной кислотой, которая с хлороводородом так не реагирует. Эта разница часто спрашивается на ЕГЭ.
Какие физические свойства у бромоводорода?
| Свойство | Значение |
|---|---|
| Агрегатное состояние | газ при обычных условиях |
| Цвет и запах | бесцветный, с резким запахом, дымит на влажном воздухе |
| Плотность | тяжелее воздуха: молярная масса 81 г/моль против средней 29 г/моль у воздуха |
| Температура кипения | около −67 °C |
| Температура плавления | около −87 °C |
| Растворимость в воде | очень хорошо растворим; раствор — бромоводородная кислота |
Какие химические свойства у бромоводорода?
Бромоводородная кислота ведёт себя как сильная кислота: реагирует с основаниями, карбонатами и металлами левее водорода. Отдельно стоит её восстановительная способность: бромид-ион окисляется сильными окислителями до свободного брома.
- С гидроксидом натрияHBr + NaOH → NaBr + H2O
- С цинком: выделяется водородZn + 2HBr → ZnBr2 + H2↑
- С карбонатом кальцияCaCO3 + 2HBr → CaBr2 + H2O + CO2↑
- С хлором: вытеснение брома2HBr + Cl2 → 2HCl + Br2
- С концентрированной серной кислотой: восстановитель2HBr + H2SO4 → Br2 + SO2↑ + 2H2OУсловия: серная кислота концентрированная
- С перманганатом калия16HBr + 2KMnO4 → 2KBr + 2MnBr2 + 5Br2 + 8H2O
Из-за реакции с концентрированной серной кислотой бромоводород нельзя получать так же, как хлороводород: бромид-ион окислится, и вместо газа получится бром.
Как получают бромоводорода?
В промышленности
Синтез из простых веществ идёт при нагревании в присутствии платинового катализатора. Продукт растворяют в воде и получают бромоводородную кислоту.
- H2 + Br2 → 2HBr
В лаборатории (на уровне задания)
Бромид нельзя обрабатывать концентрированной серной кислотой, она окислит бромоводород. Берут нелетучую кислоту без окислительных свойств — фосфорную. Другой способ — гидролиз бромида фосфора(III).
- NaBr + H3PO4 → NaH2PO4 + HBr↑
- PBr3 + 3H2O → H3PO3 + 3HBr
Как распознать бромоводород? Качественная реакция
Бромид-ион определяют по ионам серебра: выпадает бледно-жёлтый творожистый осадок бромида серебра. Он не растворяется в азотной кислоте и почти не растворяется в разбавленном растворе аммиака, чем отличается от хлорида серебра.
- Ag+ + Br− → AgBr↓
Где применяют бромоводорода?
- получение бромидов и органических бромпроизводных;
- катализатор в органическом синтезе;
- производство лекарственных препаратов и антипиренов;
- аналитическая химия: источник бромид-иона.
Меры предосторожности. Бромоводород и его концентрированная кислота раздражают кожу, глаза и дыхательные пути. Работать с ними нужно в вытяжке, в очках и перчатках, под руководством учителя.
Чему равна молярная масса бромоводорода?
M(HBr) = 1 + 80 = 81 г/моль
Молярную массу вещества складывают из относительных атомных масс элементов с учётом индексов. На ЕГЭ массы округляют до целых, у хлора берут 35,5. Если брать массы IUPAC до сотых, получится 80,91 г/моль.
Посчитать молярную массу в калькуляторе · Количество вещества: n = m/M
Где бромоводород встречается на ЕГЭ?
- Задание 3: степень окисления и валентностьСтепень окисления и валентность: у брома в HBr степень окисления −1, валентность I.
- Задание 5: классы неорганических веществКлассификация: сильная бескислородная одноосновная кислота.
- Задание 7: реагенты и продукты реакцииРеагенты и продукты: бромоводородная кислота с металлами, оксидами, солями и галогенами.
- Задание 19: окислитель и восстановительОкислитель и восстановитель: бромид-ион как восстановитель.
- Задание 24: качественные реакцииКачественная реакция на бромид-ион: бледно-жёлтый осадок с нитратом серебра.
Вопросы и ответы
Чему равна молярная масса бромоводорода?
M(HBr) = 1 + 80 = 81 г/моль. По массам IUPAC до сотых получается 80,91 г/моль.
Чем бромоводородная кислота отличается от соляной?
Обе сильные, но бромид-ион сильнее восстановитель, чем хлорид-ион. Поэтому бромоводород окисляют даже концентрированная серная кислота и хлор, а соляную кислоту — только перманганат и подобные сильные окислители.
Почему бромоводород нельзя получить, действуя на бромид концентрированной серной кислотой?
Эта кислота окисляет бромоводород до свободного брома и сама восстанавливается до сернистого газа. Для получения HBr берут фосфорную кислоту, у которой окислительных свойств нет.
Как отличить хлорид от бромида?
Оба дают осадки с нитратом серебра, но хлорид серебра белый и растворяется в растворе аммиака, а бромид серебра бледно-жёлтый и растворяется в нём лишь в очень малой степени.
Потренироваться на заданиях
Страница объясняет вещество, а тренажёр помогает применить это в заданиях. В кабинете НейроМиши — задания ЕГЭ по химии с проверкой ответа и разбором ошибки. Начать можно без регистрации.
Связанные элементы, таблицы и вещества
Элементы в составе: водород H, бром Br.
Другие вещества
Источники
- ФИПИ: демоверсия, спецификация и кодификатор ЕГЭ по химии (проект на 2027 год) — номера заданий и перечень проверяемого содержания
- CIAAW (комиссия IUPAC по изотопам и атомным весам): стандартные атомные веса — атомные массы для молярной массы
- О. С. Габриелян. Химия: учебники для 8–9 и 10–11 классов — школьный уровень свойств, получения и применения веществ