溴是一种非金属,位于元素周期表的第17族和第4周期。它属于卤素族。纯态时,它以红褐色液体的形式存在。当蒸发时,它会产生一种类似颜色的气体。
溴通常被用来消毒冷却塔和游泳池的水,杀死所有的水传播病原体。它也被用作阻燃剂,并添加到不同的聚合物中,使它们不那么易燃。
继续阅读这篇文章,了解溴的更多有趣和令人惊讶的用途。
溴的用途
1.阻燃剂
溴最大的商业用途之一是制造溴化阻燃剂(BFRs),它是添加到不同产品中的化学混合物,以降低产品的可燃性。
市面上大约20%的阻燃剂含有溴。
当含有BFR的材料燃烧时,BFR会产生氢溴酸,这限制了火的氧化反应。BFRs的作用机制是高活性自由基如羟基自由基或氧自由基与氢溴酸发生反应,产生活性较低的游离溴原子(或溴自由基)。
这些溴自由基与其他一些自由基反应并阻止燃烧过程中发生的自由基链式反应。
溴化阻燃剂被添加到纺织品、塑料和电子设备中以使其阻燃。它们通常在制造过程中与这些元素结合在一起。
2.水的消毒
溴是一种强力消毒剂。因此,它被用作游泳池和水疗中心氯的替代品,用于消毒水,去除细菌、病毒、真菌和其他微生物。
在第二次世界大战期间,氯被限制使用,溴被用来清洁游泳池。
溴可以固体或液体形式用于水消毒。当以液态形式加入时,它在水中会发生以下反应。
Br2 + 2H2O—> HOBr + h3o++ Br-
HOBr + 2H2O—> OBr- + H3O-
溴在水中形成次溴酸(HOBr),起到消毒剂的作用,杀死水中病原体。
尽管溴有净化水的能力,但不允许用于处理饮用水。这主要是由于两个原因。
首先,与其他消毒剂相比,它价格昂贵。其次,它会产生溴化消毒副产物(DBPs),这在本质上是致癌的。
它也让水有一种药的味道。因此,溴只能用于处理游泳池的水。只能在紧急情况下使用它来净化饮用水。
3.电影摄影
溴因其感光性而被用于电影工业。溴化银(AgBr)是一种不溶于水的盐,对光线表现出不同寻常的敏感性。
它被应用于摄影胶片,以确保它们接收到足够的光线。1874年,约翰斯顿(J. Johnston)和波顿(W.B. Bolton)首次使用它冲洗照片。
在摄影胶片中,要显影,光是必需的。当溴化银颗粒暴露在光线下时,它们会在照相胶片上产生潜在的图像。
这个图像在化学过程的帮助下转化为视觉图像。如果没有溴化银,图像就不够清晰,或者可能会失真。
在这个过程中也使用溴化钾。它可以防止银还原,而银还原会导致图像起雾。
4.乳化软饮料
溴化植物油(BVO)被添加到柑橘味软饮料中作为乳化剂。这些饮料含有柑橘味,本质上是油性的。因此,它们不会完全分散在饮料中,而是停留在饮料的顶部。
所以,这就是BVO提供帮助的地方。它能确保柑橘味混合在饮料中,一段时间后不会分离出来。
BVO用于许多流行的饮料,包括激浪复古,山照明,和三叶草谷。
然而,要知道BVO是一种有争议的食品添加剂。欧洲、印度和日本已经禁止了它,因为许多研究表明,经常食用它会对身体产生毒性作用。
由于BVO的这些影响,百事公司。可口可乐在2014年表示,他们将不再在产品中添加BVO。
5.农业部门
长期以来,溴化合物一直被用于杀死土壤和储存的谷物害虫。1,2二溴乙烷(EDB)是第一种含溴化合物,1925年用于杀死储存谷物中的害虫。
然而,当研究显示其致癌作用时,它被禁止用作农药。
另一种农药甲基溴在1932年取代了它,此后它被许多国家用作农药。甲基溴是一种不易燃、无臭的气体,用作熏蒸剂。它与SH组蛋白质反应并减慢细胞的性能。
蛋白质SH + CH3Br→蛋白质S-CH3 + HBr
一些国家在发现它可能会消耗臭氧后也禁止了它的使用。
许多其他含溴化合物,以即食液体或固溶浓缩物的形式,也用于农业部门,以保护植物和储存的谷物免受害虫的破坏性影响。
6.药理学
溴也有几种药理用途。你可以在以下地方找到它:
•镇定剂(用于减轻紧张、焦虑和压力的药物)
•镇静剂(减缓大脑活动并可能诱导睡眠的药物)
•抗癫痫药(治疗癫痫发作)
•非处方药和处方药
溴在药物生产过程中也起催化剂的作用。例如,它被用来加速甲氧基肉桂酸辛酯的合成反应,这是一种防晒成分。
溴的作用原理是提高反应速率和降低能量强度。
7.制造有机和无机化合物
溴被广泛用于制造几种重要的有机和无机产品。这些化合物的一些例子是:
溴化铵(NH4Br)用于摄影胶片,纸张,塑料和医药产品。
8NH3 + 3Br2 - > 6NH4Br + N2
溴化钠(NaBr)用作镇静剂,杀菌剂,洗涤剂和防腐剂
Na + Br2 - > NaBr
溴化银(AgBr)用于摄影胶片和底片形成过程中。
AgNO3 + KBr→AgBr+ KNO3
二溴甲烷(CH2Br):用于生产农用化学品、香料和药品。
Ch3oh + h2o→h2 + co2
H2 + Br2→HBr
CH2Cl 2 + HBr→CH2BrCl + HCl
CH2BrCl + HBr→ch2br2 + HCl
8.电池
溴也被用于不同的能源应用。基于溴的蓄电池非常具有成本效益和效率,为使用可再生能源和管理能源提供了不同的选择。
溴电池的典型例子是锌溴(ZnBr2)和溴化氢(HBr)。它们通常用于网格和备份存储。
9.减少汞排放
汞,也被称为水银,当人类和动物暴露在较高浓度的汞中时,会产生许多毒性作用。这就是为什么联合国的水俣公约鼓励各国减少其发电厂和工厂的汞排放。
许多发电厂使用煤作为热能来源。燃烧时,煤会产生不同的空气污染物,其中之一可能是汞。
它可以以三种不同的形式释放,包括氧化汞(Hg2+)、颗粒汞(Hg P)和单质汞(Hg)。除了单质汞,其他形式的汞在燃烧温度下被捕获。
然而,为了捕获单质汞,使用了溴化物添加剂。它们将单质汞转化为氧化态,然后用排放控制设备回收。
10.钻井液
当从井中提取油和其他产品时,溴被添加到钻井液中。
钻井液,也称为钻井泥浆,是不同元素的混合物,在天然气或石油钻井作业中用于润滑钻头并将岩石带到地面。
溴基钻井液是一种环保钻井液,对钻井工具的腐蚀性较小。它们还有助于提高钻速,提高整个钻井过程的生产率。
11.橡胶
几十年来,溴一直被用来制造橡胶。
溴丁基橡胶是由溴和丁基橡胶混合而成。溴以多种方式提高丁基橡胶的价值。
它增加了其与金属的粘附能力,在高温下保持稳定,并抵抗天气,冲击和年龄。
它被用于制造各种日常使用的产品,如发动机支架,传送带,密封件,软管和罐衬。
溴的性质
它是1826年由两位科学家独立发现的第三大卤素。
它的原子序数是35,有大约10种同位素,其中79Br和81Br是溴同位素中最稳定、含量最丰富的。它显示了五种氧化态,包括−1、+1、+3、+5和+7。
溴是一种稀有元素,分布在地壳各处。气态溴是有毒的,因为接触高浓度溴气体(仅短时间)可导致死亡。
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物理性质
•熔点为−7.2°C。
•沸点为58.8°C。
•密度为3.1028 g cm−3。
•在室温下,它以液体形式存在。
•它有刺鼻的气味,当人们接触到它时,它会刺激眼睛、呼吸道和皮肤。
化学性质
•与水反应形成次溴酸盐。
•它与许多金属发生强烈反应。
•不与大气中的氧和氮反应。然而,它很容易与臭氧发生反应。
总结
溴元素大约在两个世纪前被发现。从那时起,它就以不同的形式被使用。今天,你可以在杀虫剂中找到溴,杀死土壤和储存的谷物中的害虫。你也可以在塑料、橡胶、聚合物、药物和钻井液中找到它。
由于其感光性,它被用来制作摄影胶片。溴还可制成几种有益的有机和无机化合物。