БРОМ
Бром (лат. Bromium; греч. bromos — зловоние; англ. bromine) —1) химический элемент VII группы четвёртого периода периодической системы Д.И. Менделеева (в новой классификации – элемент 17-й группы), который относится к галогенам. 2) см. Бромид.
Бром – галоген, химически активный неметалл, с атомным номером 35 и молекулярной массой 79,904. Для обозначения применяется символ Br (от латинского Bromum).
Плотность брома составляет 3,1 г/см3, t пл. — 7,5 °С, t кип. +59,2 °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. Твёрдый бром образует молекулярные (состоящие из молекул Br2) кристаллы ромбической сингонии, параметры ячейки a = 0,667 нм, b = 0,448 нм, c = 0,872 нм.
В переводе с древне-греческого βρῶμος обозначает «вонючий», «зловоние», «вонючка», по всей видимости, потому что внешне это вещество выглядит как едкая жидкость тёмно-красного оттенка. Она обладает очень сильным неприятным запахом, да ещё и ядовита.
Открыт в 1825 г. французским химиком Антуаном Баларом, который, воздействуя хлором на водный раствор, полученный после промывания золы морских водорослей, выделил темно бурую дурно пахнущую жидкость. Определив плотность и температуру кипения жидкости, а также изучив ее важнейшие химические свойства, Балар отправил доклад о своих опытах в Парижскую академию наук. В нем, в частности, для нового элемента было предложено название «мурид» (от лат. muria – соляной раствор, рассол). Комиссия, созданная для проверки этого сообщения, не приняла название Балара и назвала новый элемент бромом.
На самом деле бром независимо открыт двумя химиками: Карлом Якобом Лёвихом (нем. Carl Jacob Löwig) в 1825 г., и Антуаном Жеромом Баларом в 1826 г. Открытие Балара, молодого преподавателя колледжа города Монпелье, сделало его имя известным всему миру. Из одной популярной книги в другую кочует утверждение, что, огорчённый тем, что в открытии брома никому не известный Антуан Балар опередил самого Юстуса фон Либиха, последний воскликнул, что, дескать, не Балар открыл бром, а бром открыл Балара. Однако это утверждение неточно: фраза принадлежала не фон Либиху, а Шарлю Жерару, который очень хотел, чтобы кафедру химии в Парижском университете занял Огюст Лоран, а не избранный на должность профессора А. Балар.
При обычных условиях бром – тяжелая жидкость с резким запахом, в отраженном свете темно фиолетового, почти черного цвета, в проходящем – темно красного; легко образует желто бурые пары. Температура плавления 7,25 °С, температура кипения 59,2 °С.
Бром растворим в воде (3,58 г в 100 г при 20 °С), в присутствии хлоридов (химические соединения хлора) и особенно бромидов (химические соединения брома) растворимость повышается, а в присутствии сульфатов понижается.
По реакционной способности бром занимает промежуточное положение между хлором и йодом. С другими галогенами (фтором, хлором, йодом) образует неустойчивые соединения, отличающиеся высокой химической активностью.
Химически бром высоко активен и поэтому в свободном виде в природе не встречается. Входит в состав большого числа различных соединений (бромиды натрия, калия, магния и др.), сопутствующих хлоридам натрия, калия и магния. Собственные минералы брома – бромаргирит (бромид серебра) и эмболит (смешанный хлорид и бромид серебра) – чрезвычайно редки.
Бром широко распространён в природе и в рассеянном состоянии встречается почти повсеместно. Почти все соединения брома растворимы в воде и поэтому легко выщелачиваются из горных пород. Как примесь он наличествует в сотнях минералов. Но имеется лишь небольшое количество нерастворимых в воде минералов — галогенидов серебра и меди. Самый известный из них — бромаргирит AgBr. Другие минералы — йодобромит Ag(Br, Cl, I), эмболит Ag(Cl, Br).
Собственных минералов брома мало ещё и потому, что его ионный радиус очень большой и ион брома не может надёжно закрепиться в кристаллической решётке других элементов, вместе с катионами средних размеров.
В накоплении брома основную роль играют процессы испарения океанической воды, в результате чего он накапливается как в жидкой, так и в твёрдой фазах. Наибольшие концентрации отмечаются в конечных маточных рассолах. В горных породах бром присутствует главным образом в виде ионов, которые мигрируют вместе с грунтовыми водами.
Часть земного брома связана в организмах растений в сложные и большей частью нерастворимые органические соединения.
В настоящее время бром обычно извлекают из вод некоторых горьких озер, одно из которых расположено, в частности, в Кулундинской степи на Алтае.
Некоторые растения активно накапливают бром. Это в первую очередь бобовые — горох, фасоль, чечевица, а также морские водоросли. В море сосредоточена большая часть брома. Встречается он и в воде солёных озёр, и в подземных водоносных пластах, сопутствующих месторождениям горючих ископаемых, а также калийных солей и каменной соли. Есть бром и в атмосфере, причем содержание этого элемента в воздухе приморских районов всегда больше, чем в районах с резко континентальным климатом.
В организме человека находится до 300 мг брома, в основном в щитовидной железе, так же бром содержит кровь, почки и гипофиз, мышцы и костная ткань.
В качестве исходного сырья для производства брома служат: воды горьких озёр, морская вода (65 мг/л), рассолы соляных озёр, щёлок калийных производств, подземные воды нефтяных и газовых месторождений.
В промышленности бром получают из природных источников — из морской воды, сгущённых рассолов (рапы) соляных озер. Для получения брома рапу (предварительно подогретую и подкисленную) подают на верх бромной колонны, откуда она стекает по насадке навстречу току хлора и водяного пара. Выделившийся бром конденсируют в холодильнике. Для транспортировки брома переводят в соединение с железом (Fe3Br8), так как свободный бром разъедает тару.
Бром — одно из двух простых веществ (и единственное из неметаллов), наряду со ртутью, которое при комнатной температуре является жидким. Как уже говорилось выше, химически чистый бром представляет собой тяжёлую красно-бурую или тёмно-красную дымящуюся на воздухе едкую жидкость, которая обладает резким неприятным запахом. Является ядовитым веществом. Уже при содержании брома в воздухе в концентрации около 0,001 % (по объёму) наблюдается раздражение слизистых оболочек, головокружение, носовые кровотечения, а при более высоких концентрациях — спазмы дыхательных путей, удушье. Для человека смертельная доза перорально составляет 14 мг/кг. При отравлении парами брома пострадавшего нужно немедленно вывести на свежий воздух (как можно в более ранней стадии показаны ингаляции кислорода); для восстановления дыхания можно на небольшое время пользоваться тампоном, смоченным нашатырным спиртом, на короткое время периодически поднося его к носу пострадавшего. Жидкий бром при попадании на кожу вызывает болезненные и долго не заживающие ожоги.
Существует широко распространённая легенда, будто бы в армии, местах лишения свободы и психиатрических больницах добавляют соединения брома в еду для снижения полового влечения. Происхождение этого мифа доподлинно неизвестно, но точно известно, что в современной российской армии от этой практики категорически отказались, поскольку выяснилось, что после употребления бромсодержащих медикаментов снижает не только сексуальное возбуждение, но и боеготовность. Более того, сейчас медики утверждают, что бром, напротив, способствует активизации половой функции у мужчин и увеличению как объёма эякулянта, так и количества сперматозоидов, в нём содержащихся. Тем не менее, в армии бром действительно применяют. Во-первых, он используется при изготовлении боевых отравляющих веществ. Они, конечно, запрещены различные международными документами, но, как показывает практика, есть у многих армий мира, и нет никакой гарантии относительно действий вероятного противника. Следовательно, и российские военнослужащие должны быть готовы не только к отражению таких атак, но и к ответу на них. Кроме того, есть ещё и ядерное оружие, а бром является незаменимым элементом в сфере защиты от радиации. Это уже во-вторых. То есть бром имеет способность связывать радиацию и минимизировать вредное воздействие на организм. Он используется при создании различных противорадиационных препаратов и средств индивидуальной защиты, что повышает безопасность военнослужащих в условиях радиоактивной опасности. В-третьих, бром обладает противовоспалительными свойствами, что позволяет использовать его в армейской медицине для борьбы с воспалительными процессами, вызванными повреждениями и травмами. И, наконец, бром обладает антисептическими свойствами, поэтому его применяют для обработки ран и открытых повреждений, что помогает предотвратить инфицирование и развитие инфекционных заболеваний.
В наши дни препараты, содержащие бром, широко используются не только в военной, но и в гражданской медицине. Бром можно применять в качестве снотворного, после разового употребления вещества сразу проявляется седативный эффект. Но врачи рекомендуют этого не делать, а использовать более безопасные аналоги. Ведь в результате действия брома всё-таки снижается активность мозга, а надпочечники начинают активнее работать. При разумном применении – в малых дозировках и строго по предписанию врача – бромсодержащие медикаменты снимают нервное напряжение, убирают эпилептические припадки; лечат сердечно-сосудистые нарушения; устраняют язвы в большой кишке и кишечнике. В настоящее время досконально изучено действие брома на каждый внутренний орган. Стало известно, что за счёт него правильно функционирует поджелудочная железа. Активнее вырабатываются необходимые пищеварительные элементы. Благодаря им быстрее расщепляются липиды и углеводы. Бром блокирует процессы, из-за которых может появиться зоб. Благодаря периодическому приёму центральная нервная система находится в равновесии.
Самовольное употребление брома опасно для здоровья, а увеличенные дозировки вещества в чистом виде могут привести к летальному исходу.
В химии вещества на основе брома широко применяются в органическом синтезе. Например, «бромная вода» (водный раствор брома) применяется как реагент для качественного определения непредельных органических соединений.
Нашлось брому применение и в промышленном производстве. Значительная часть элементарного брома до начала 1980-х использовалась для производства 1,2-дибромэтана, входившего в состав этиловой жидкости — антидетонирующей добавки в бензины, содержащей тетраэтилсвинец. Дибромэтан в этом случае служил источником брома для образования относительно летучего дибромида свинца для предотвращения осаждения твёрдых оксидов свинца на деталях двигателя.
Бром также используется в синтезе антипиренов — добавок, придающих пожароустойчивость пластикам, древесине, текстильным материалам.
Бромид серебра AgBr применяется в фотографии как светочувствительное вещество.
Пентафторид брома иногда используется как очень мощный окислитель ракетного топлива.
Растворы бромидов используются в нефтедобыче. Также растворы бромидов тяжёлых металлов используются как «тяжёлые жидкости» при обогащении полезных ископаемых методом флотации.
Броморганические соединения применяются в качестве инсектицидов и пестицидов.
Также популярными сферами применения брома являются горнодобывающая промышленность (приготовление буровых растворов) и машиностроение. Кроме того, данный химический элемент в последнее время стал очень популярен при очистке и дезинфекции воды. В некоторых случаях, им могут заменять хлор (например, в бассейнах). Однако, наиболее широко бром используется при производстве, так называемых, антипиренов – веществ, которые предотвращают воспламенение материалов органического происхождения.
Бромовый – состоящий из брома или от него происходящий.
Бромистый – содержащий в себе немного брома.