Brom là gì? Điều chế và ứng dụng trong đời sống

Brom là một nguyên tố hóa học thuộc nhóm halogen, có nhiều ứng dụng trong đời sống như làm phẩm nhuộm, chế tạo bromua bạc để tráng lên phim ảnh,... Vậy điều chế brom như thế nào và ứng dụng của nó ra sao? Hãy cùng ShopLab đi tìm câu trả lời qua bài viết sau đây nhé!

1. Brom là chất gì?

Brom hay còn có tên gọi khác là brôm. Đây là một nguyên tố phi kim, có kí hiệu là Br. Nó là một chất lỏng, bốc khói màu nâu đỏ ở nhiệt độ phòng, có mùi hắc. 

1.1. Nguyên tử khối và các đồng vị của brom

Trong bảng tuần hoàn, brom thuộc nhóm VIIA, đứng thứ 3 trong nhóm halogen sau fluor và clo, có khối lượng nguyên tử là 79,904 U.

Các đồng vị của brom: 

- 2 đồng vị ổn định:  Br79 , chiếm 50,69 % và Br81 chiếm 49,31%.

- Ngoài ra, còn có hơn 23 đồng vị phóng xạ, có nhiều đồng vị là sản phẩm của phân hạch hạt nhân, nguồn bức xạ neutron,...

1.2. Trạng thái tự nhiên

Ở trạng thái tự nhiên, Brom có tính phản ứng rất mạnh nên không tồn tại ở dạng tự do. Phần lớn là ở dưới dạng muối bromua của kali, natri, magie, có màu nâu đỏ.

Muối brom có một lượng lớn ở trong nước biển, sông hồ và nhiều vùng biển chết nhưng khá hiếm tìm thấy trong vỏ trái đất.

2. Một số hợp chất của Brom

2.1. Axit hidro bromua và bromhidric

- Ở điều kiện nhiệt độ thường, HBr (hidro bromua) là chất khí, không màu, bốc khói trong không khí ẩm và dễ tan trong nước.

- Dung dịch axit bromhidric là HBr ở trong nước. Axit Bromhidric có tính axit mạnh.

2.2. Hợp chất chứa oxi của brom

Một số hợp chất phải kể đến bao gồm:

- Axit hipobromo: HBrO. Axit này có tính bền, tính oxi hóa và tính axit kém hơn HClO.

- Axit bromic: HBrO3.

- Axit pebromic: HBrO4.

3. Tính chất lý hóa của Brom

3.1. Tính chất vật lý

- Trạng thái: Là chất lỏng màu nâu đỏ, có mùi khó chịu, dễ bốc khói hoặc chuyển hóa thành thể khí ở nhiệt độ phòng.

- Nhiệt độ sôi: 332,0 K ​tương ứng với ở 58,8 °C hoặc 137,8 °F.

- Nhiệt độ nóng chảy: 265,8 K ​tương ứng với -7,2 °C hoặc 19 °F.

- Nhiệt độ bay hơi: 29.96 kJ.mol-1

- Độ tan:

• Tan nhiều trong dung môi hữu cơ như ethanol, benzen,...
• Tan ít trong nước. 

3.2. Tính chất hóa học 

Trong nhóm halogen, brom có tính oxi hóa mạnh mẽ nhưng vẫn yếu hơn so với Clo.

* Brom tác dụng với kim loại

Chất Brom có thể tác dụng trực tiếp với nhiều kim loại và hầu hết các phản ứng đều tỏa ra nhiệt lượng lớn.

- Ở nhiệt độ thường:

3Br2 + 2Al → 2AlBr3

- Phản ứng với Hydro trong điều kiện đun nóng:

Br2 + H2  → 2HBr

Phản ứng này tuy tỏa nhiều nhiệt nhưng gây phát nổ.

* Brom tác dụng với nước

Vì brom tan ít trong nước nên một phần sẽ có tác dụng rất chậm với nước để tạo ra axit HBr và axit HbrO theo phương trình thuận nghịch sau đây:

Br2 +  H2O ↔ HBr + HBrO

* Brom đẩy các halogen yếu hơn ra khỏi muối

- Brom có thể đẩy Iot ra khỏi dung dịch muối NaI.

Br2 + 2NaI → 2NaBr + I2

- Nhưng, Brom sẽ bị Clo đẩy ra khỏi dung dịch NaBr

Cl2  + 2NaBr → 2NaCl + Br2

* Tác dụng với chất khử mạnh

Br2 + SO2 + H2O → H2SO4 + 2HBr

Ngoài ra, Brom tác dụng với các chất có tính oxi hóa mạnh sẽ thể hiện tính khử:

Br2 + 5Cl2 + 6H2O → 2HBrO3 + 10HCl

4. Phương pháp điều chế brom

Brom tồn tại nhiều nhất trong nước biển dưới dạng muối. Do đó, đây chính là nguồn nguyên liệu chủ yếu để điều chế ra brom. Tách muối ăn NaCl ra khỏi nước biển, ta sẽ thu được muối bromua của kali và natri. Lợi dụng tính chất halogen mạnh đẩy halogen yếu ra khỏi muối, tiến hành sục khí clo qua dung dịch này. Cuối cùng ta sẽ thu được brom theo phản ứng hóa học sau:

Cl2 + NaBr → 2NaCl + Br2

5. Ảnh hưởng của Brom tới bầu khí quyển

Theo công bố gần đây của Cục Quản lý Đại dương và Khí quyển Quốc gia (NOAA) hiện tượng Brom phá hủy các phân tử ozon diễn ra trong chu trình của nó. Cụ thể:

• Chu kỳ đầu tiên: Clo hay Clo Monoxide tương tác với Ozon tạo ra montonic (O) hoặc Diatomic Oxygen (O2). 
• Chu kỳ thứ hai: Clo tương tác với Ozon tạo ra O2. 
• Chu kỳ thứ ba: Brom phản ứng với Ozone cũng tạo ra O2. 

Trong tất cả chu trình trên, ánh sáng mặt trời là tác nhân xúc tác cho quá trình phản ứng. Vì vậy mà tầng ozon sẽ bị tổn hại nhiều hơn vào các tháng của mùa hè.

Năm 2017, các nhà khoa học Đức, Mỹ , Anh đã nghiên cứu phương pháp tính lượng brom trong bầu khí quyển và chỉ ra một phần ba sự phá hủy tầng ozon là do brom gây ra. 

6. Ứng dụng của brom trong đời sống

Do có nhiều tính chất đặc trưng nên được ứng dụng trong nhiều lĩnh vực của đời sống.

• Sử dụng để làm chất chống cháy nổ: Loại chất chống cháy brom hóa BFR dùng nhiều nhất là tetra bromo bisphenol - A (TBBPA ). Chất này có thể ngăn cản hoặc làm chậm quá trình phát lửa bởi nguyên nhân do các chất dẻo.
• Trong nông nghiệp: Các hợp chất Brom hữu cơ có trong thành phần của thuốc trừ sâu, cỏ dại và cả sinh vật gặm nhấm với mục đích làm tăng hoạt lực của các loại thuốc này.
• Trong công nghiệp, điển hình là ngành dầu dầu mỏ: Brom đóng vai trò là chất phụ gia xăng dầu. Nhưng trong thời gian gần đây, ứng dụng này hầu như không còn được ưa chuộng. Lý do được giải thích là những hạn chế trong việc sử dụng chì trong xăng chạy động cơ.
• Các hợp chất brom ở dạng lỏng được ứng dụng để làm dung dịch khoan đối với các giếng khoan sâu và có áp suất cao.
• Chất khử trùng bể bơi thiết kế mái che. Thực tế cho thấy, sử dụng muối Natri bromua làm chất khử trùng sẽ mang lại hiệu quả cao hơn so với các chế phẩm khử trùng khác.
• Ngoài ra, nó còn được sử dụng trong lĩnh vực dược phẩm, sản xuất thuốc nhuộm, mực in, chất hiện hình trong tráng film ảnh.

Trên đây là một số thông tin về Brom mà chúng tôi muốn cung cấp tới bạn đọc, hy vọng với bài viết đã giúp bạn hiểu rõ hơn về chất hóa học này. Nếu còn thắc mắc hay muốn chia sẻ thêm bất cứ vấn để nào liên quan, hãy liên hệ ngay với ShopLab qua hotline 0856 663 669 hoặc nhắn tin tại website ShopLab.vn để chúng tôi có thể hỗ trợ giải đáp sớm nhất cho bạn nhé!