Bromo
Bromo elemento
Il bromo è un elemento piuttosto raro in natura (circa 2 ppm nella crosta terrestre) dove non esiste libero, ma si trova soprattutto sotto forma di bromuri disciolti nelle acque marine e, in concentrazioni molto più elevate in mari interni (come per esempio il Mar Morto), saline naturali e laghi salmastri.
Il bromo fu scoperto nel 1826 indipendentemente dal francese A.J. Balard e dal tedesco C.J. Lòwig.
Il bromo puro è un liquido rosso bruno, di cattivo odore (donde il nome, dal greco bromòs, fetore), molto volatile, lacrimogeno ed estremamente irritante e tossico per l'apparato respiratorio e la pelle anche a basse concentrazioni.
Ha molecola biatomica Br2 sia allo stato liquido che di vapore; è abbastanza solubile in acqua (la soluzione prende il nome di “acqua di bromo”, molto solubile in solventi apolari come il solfuro di carbonio, il tetracloruro di carbonio e il benzene).
Appartenendo al gruppo degli alogeni, il bromo è un tipico elemento non metallico, con elevata elettronegatività.
È un energico ossidante poiché tende a passare allo stato di ossidazione -1.
La sua reattività e le sue proprietà ossidanti sono in genere intermedie tra quelle del cloro e dello iodio: reagisce direttamente con molti metalli anche a temperatura ambiente, soprattutto se in presenza di acqua, anche in piccola quantità, e si combina con diversi non-metalli.
Tanto allo stato di vapore che di liquido il bromo esercita azione irritante sugli occhi, la cute e soprattutto sull'epitelio respiratorio, con il quale venendo a contatto provoca blocco dell'assorbimento di ossigeno e conseguente asfissia (ad alte concentrazioni o per esposizione prolungata, può anche essere letale).
Tutti i composti del bromo presentano, in varia misura, una certa tossicità; le concentrazioni ammesse in ambienti di lavoro sono definite da precisi limiti.
La configurazione elettronica del bromo è la seguente 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d10 4p5.
Composti del bromo
Il bromo forma sia legami ionici (in particolare con i metalli alcalini e alcalino-terrosi) che legami covalenti.
I più importanti stati di ossidazione presentati (ma non i soli) sono: +1, +3, +5, +7, -1; (corrispondendo quest'ultimo alla maggiore stabilità, per maggiori info: numeri di ossidazione del bromo). Tutti i composti del bromo a numero di ossidazione -1 possono agire da ossidanti.
L'acido bromidrico composto gassoso di formula HBr, si ottiene per reazione diretta dei due elementi. È un acido molto forte, che con acqua dà un azeotropo, col 48% di acido.
I sali dell'acido bromidrico sono i bromuri. Tra questi ricordiamo il bromuro di sodio (NaBr) che a temperatura ambiente si presenta come un solido cristallino incolore e inodore.
Si conoscono almeno otto diversi ossidi del bromo, tutti composti instabili, a carattere di forti ossidanti.
Tra gli ossoacidi i più noti sono corrispondenti agli stati di ossidazione +1 (acido ipobromoso HBrO, che è un acido debole), +5 (acido bromico HBrO3, acido forte), +7 (acido perbromico HBrO4, acido forte). Sono tutti energici ossidanti. I loro sali alcalini hanno trovato alcune applicazioni industriali soprattutto per le loro proprietà ossidanti.
Esiste tutta una serie di bromoderivati degli idrocarburi, sia saturi sia insaturi. Molti di questi hanno dirette applicazioni come solventi, intermedi nell'industria chimica organica, additivi per carburanti, disinfestanti agricoli per fumigazione. Tra essi il bromometano (CH3Br) o bromuro di metile, gas inodore, non infiammabile, e l'1,2-dibromoetano (BrCH2CH2Br), liquido incolore fortemente volatile, completamente miscibile con molti solventi organici e praticamente insolubile in acqua.
L'1,2-dibromoetano, che può essere preparato per addizione del bromo all'etilene, è stato largamente utilizzato nelle benzine antidetonanti contenenti piombo tetraetile per impedire la formazione di depositi di piombo nei cilindri dei motori, poiché forma bromuri di piombo volatili; tale impiego assorbe una quota superiore al 70% della produzione mondiale di bromo.
Bromuro di sodio.
Utilizzo del bromo
Il bromo elementare ha limitati impieghi come battericida (soprattutto per la disinfezione delle acque) e come ossidante decolorante nell'industria cartaria e tessile; la maggior parte viene però utilizzata per la preparazione di suoi composti inorganici e organici di largo impiego.
Metodo di produzione del bromo
Il bromo si prepara a partire dalle acque madri delle saline o di ricristallizzazione del salgemma (salamoie arricchite in bromuri), oppure direttamente dalle acque marine, per ossidazione con cloro (Cl2) che si riduce a ione cloruro (Cl−):
Cl2 + 2 Br− → Br2 + 2 Cl−
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