Brom to jedyny niemetal, występujący w ciekłym stanie skupienia w temperaturze pokojowej. Jego odkrycie wiąże się z losem dwóch naukowców. W 1825 r. Carl Löwig – ówczesny student chemii – otrzymał go jeszcze przed rozpoczęciem pierwszego roku akademickiego. W podobnym czasie udało się otrzymać ten pierwiastek Antoine'owi Balardowi, który zdążył opublikować (1826 r.) swoje badania przed Carlem Löwigiem i to jemu przypisuje się główne zasługi.
Brom jest brunatnoczerwoną cieczą o ostrym, drażniącym zapachu. Jego związki występują w skorupie ziemskiej w ilościach śladowych. Można je znaleźć również w wodzie morskiej. Jest silnie toksycznym pierwiastkiem, który w kontakcie ze skórą powoduje silne oparzenia, a jego opary podrażniają nos, oczy i gardło (toksyczność ostra oparów w stężeniu 0,6 ).
R1ZC78uppFUes
Ilustracja przedstawia szklaną ampułę wypełnioną ciemną cieczą. Obok znajduje się zapis: 35 Br.
Brom w szklanej ampułce, zatopionej w szkle akrylowym
Źródło: Alchemist-hp, licencja: FLA 1.3, dostępny w internecie: commons.wikimedia.org.
bg‑orange
Zastosowanie bromu i jego związków
Polecenie 1
R1Pp7y4aszpSe
Brom jest pierwiastkiem, który w niewielkiej ilości występuje w organizmach żywych, a także w skorupie ziemskiej. Brom nie odgrywa w procesach życiowych żadnej roli. Mówi się jednak o tym, że w dużych ilościach jest silnie toksyczny i może wywoływać wiele przykrych konsekwencji. Dowiedz się już dziś, jakie właściwości ma brom oraz jakie może być jego zastosowanie!
Brom – właściwości
Właściwości bromu nie są zbyt szerokie. Stosuje się go głównie do wykonywania różnych reakcji chemicznych. Brom w przyrodzie bardzo często współistnieje z chlorem, a więc ma do niego również podobne właściwości. W zbyt dużej ilości może doprowadzić do poważnego zatrucia. W temperaturze pokojowej brom jest lotną cieczą o bardzo nieprzyjemnym zapachu. Pod względem swoich właściwości brom przypomina również rtęć. Wszystko dlatego, że bardzo szybko paruje. Jeśli chodzi o wchłanianie do organizmu, to w przypadku bromu odbywa się to przez układ pokarmowy, skórę oraz płuca. Sole bromu w warunkach laboratoryjnych bardzo często służą za odczynniki.
Do połowy XIX wieku bromek sodu wykorzystywany był również w medycynie, jako lek uspokajający i przeciwpadaczkowy. Ponadto jego właściwości wykorzystuje się w fotografii, a także w produkcji środków gaśniczych. W organizmie człowieka największe stężenie bromu znajduje się w przysadce mózgowej. Brom jest gazem duszącym. Jego temperatura wrzenia wynosi -67 stopni. Doskonale rozpuszcza się w wodzie i tworzy wtedy mocny kwas bromowodorowy. Zatrucia bromem występują u 1-10 procent leczonych. Wszystko dlatego, że lecznicza dawka bromu jest bardzo zbliżona do dawki toksycznej, a więc dawkowanie musi być niezwykle ostrożne.
Podczas zatrucia może występować zmniejszona wrażliwość na dotyk, apatia. Objawem charakterystycznym jest również przykry zapach z ust. Zbyt duże stężenie bromu zwiększa ryzyko mikrouszkodzeń DNA, co może być bardzo niebezpieczne. Może również prowadzić do wystąpienia astmy. Długotrwałe narażenie na zbyt duże stężenie bromu może z kolei wywołać alergie, niewydolność wątroby, astmę. Brom ma zdolność łączenia z różnymi pierwiastkami. Bardzo łatwo ulega reakcji ze sproszkowanymi metalami, a także wodorem. Jeśli chodzi o pożywienie, to niewielkie ilości bromu możemy znaleźć w warzywach, owocach, a także produktach zbożowych. Jednak nawet ich nadmierne spożywanie nie zdoła doprowadzić do zatrucia.
Brom – zastosowanie
Mówi się o tym, że brom pod postacią bromku potasu wykorzystywany był w wojsku. Miał on za zadanie stłumić napięcie seksualne u żołnierzy. Obecnie odchodzi się od tej praktyki, ponieważ brom uważany jest za substancję szkodliwą, która może przynieść więcej szkód niż korzyści. Brom u człowieka kumuluje się głównie w tarczycy, a więc w niektórych przypadkach może prowadzić do niedoboru jodu. Przewlekłe zatrucie tym pierwiastkiem powoduje obniżenie kondycji psychicznej. Przedawkowanie bromu może także prowadzić do wystąpienia stanów depresyjnych.
Jednak brom – tak jak każdy pierwiastek – ma również swoje zastosowanie. Brom wykorzystywany jest jako wskaźnik stanu wód. Stosuje się go do czyszczenia basenów, wanien, a także innych zbiorników wodnych. Skutecznie zwalcza bakterie, wirusy, grzyby i inne szkodliwe nieczystości. Jego mocną stroną jest fakt, że w przeciwieństwie do chloru, brom nie pozostawia nieprzyjemnego zapachu, dlatego jest świetną alternatywą. Dodatkowo zastosowanie bromu jest możliwe również w medycynie. Jako lek wykazuje wiele korzystnych działań.
Odpowiednie dawki podanego leku ułatwiają oddychanie, ponieważ rozszerzają oskrzela. Na skalę przemysłową brom uzyskuje się z wody morskiej. W tym celu stosuje się chlor, który ma za zadanie utlenić bromki do wolnego bromu. Jest jeszcze inna metoda pozyskiwania bromu. Chodzi o elektrolizę roztworu bromku magnezu. Jak widać, brom jest pierwiastkiem, z którym należy obchodzić się niezwykle ostrożnie. Jednak mimo nieprzyjemnego zapachu i możliwości zatrucia, brom może być z powodzeniem wykorzystywany w medycynie, a także w wielu innych dziedzinach.
2. W jaki sposób odbywa się wchłanianie bromu do organizmu? Możliwe odpowiedzi: 1. Jedynie poprzez drogę pokarmową., 2. Poprzez układ pokarmowy, skórę oraz płuca., 3. Poprzez układ oddechowy.
RjaMdpBehIPtB
3. W jakim celu w medycynie wykorzystywany był bromek sodu? Możliwe odpowiedzi: 1. Jako lek psychotropowy w leczeniu depresji., 2. Jako lek uspakajający., 3. Jako lek przeciwpadaczkowy., 4. Jako lek zwiększający potencję.
R150iId9EHnim
3. Wskaż objawy występujące przy zatruciu bromem. Możliwe odpowiedzi: 1. zwiększona wrażliwość na dotyk, 2. apatia, 3. przykty zapach z ust, 4. halucynacje
RdkDYOf3YehO0
4. Dlaczego brom jest świetną alternatywą dla chloru w zastosowaniu go do oczyszczania wód? Możliwe odpowiedzi: 1. Jest skuteczniejszy., 2. Nie pozostawia nieprzyjemnego zapachu., 3. Nie podrażania oczu., 4. Jest tańszy w zastosowaniu.
R1ZELqRWvcXsG
5. W jakim miejscu głównie, w organizmie człowieka kumuluje się brom? Możliwe odpowiedzi: 1. Przysadce mózgowej., 2. Trzustce., 3. Wątrobie., 4. Tarczycy.
W sposób znaczący brom znajduje zastosowanie w syntezie chemicznej do otrzymywania związków bromoorganicznych (bromowaniebromowaniebromowanie), półproduktów, katalizatorów (np. bromek glinu) oraz w reakcjach utleniania (woda bromowa). Stosowany jest do produkcji barwników, szczególnie purpury tyryjskiej, której głównym składnikiem jest dibromoindygo – pochodna indygo, zawierająca dwa atomy bromu. Jeszcze do niedawna 1,2‑dibromoetan stosowany był jako dodatek do benzyny ołowiowej, który zapobiegał gromadzeniu się związków ołowiu w silniku (środek przeciwstukowy).
RHzCX377lBPVH
Ilustracja przedstawia wzór strukturalny dibromoindygo. W związku tym występują dwa aromatyczne pierścienie benzenowe skondensowane z pierścieniami pięcioczłonowymi, w których występują atomy azotu i przyłączone atomy tlenu poprzez wiązania podwójne. Dodatkowo, przy pierścieniach aromatycznych znajdują się podstawniki -Br.
Wzór półstrukturalny dibromoindygo
Źródło: GroMar Sp. z o.o., licencja: CC BY-SA 3.0.
Bromoorganiczne związki to popularne w chemii rolniczej fumigantyfumigantyfumiganty, stosowane jako środki owadobójcze w ochronie roślin. Wykorzystywane są także w środkach do dezynfekcji wody przemysłowej. Co więcej, dawniej związki bromu używane były jako środki zmniejszające palność w gaśnicach halonowych (np. Halon 1211 – bromochlorodifluorometan). Zostały wycofane z użycia, ze względów toksycznych i degradujących warstwę ozonową.
Najpopularniejszym zastosowaniem bromu, które sprawiło, że nabrał on znaczenia w przemyśle, było wykorzystanie bromku srebra w fotografii analogowej (1889 r.). Związek ten stanowi niezwykle ważny składnik filmu fotograficznego. Błona fotograficzna składa się z tworzywa sztucznego, na które naniesiona jest emulsja światłoczuła, będąca z kolei zawiesiną bromku srebra (czasem też chlorku srebra lub jodku srebra) w żelatynie, która na skutek fotochemicznej reakcjireakcja fotochemicznafotochemicznej reakcji powoduje pojawianie się obrazu (wytrącanie srebra).
Ciekawostka
Jak powstaje czarno‑biały obraz na błonach fotograficznych?
R1V2I9aDrGO1e
Grafika przedstawia dwie wersje kolorystyczne zdjęcia kobiety siedzącej na ulicy i patrzącej się w obiektyw aparatu fotograficznego. Po lewej stronie obraz jest naturalny, obraz po prawej stronie występuje w różnych odcieniach niebieskiego.
Po lewej stronie znajduje się kolorowy pozytyw, natomiast po prawej jego negatyw. Pozytyw jest obrazem fotograficznym odwzorowującym prawidłowo (zgodnie z rzeczywistością) obraz istniejący w naturze, a w negatywie barwy i wartości tonalne są odwrócone.
Źródło: dostępny w internecie: www.pixabay.com, domena publiczna.
Błona fotograficzna to tworzywo sztuczne, na które naniesiona jest warstwa emulsji światłoczułej. Ma ona formę galaretowatej matrycy, w której zawieszony jest drobnokrystaliczny bromek srebra (zbudowany z kationów srebra i anionów bromkowych). Na skutek reakcji chemicznej wywołanej światłem, związek ten ulega rozkładowi na rodniki bromu i metaliczne srebro (obraz utajony).
Należy to rozumieć w ten sposób, że najbardziej jasne miejsca na zdjęciu zawierają wówczas najwięcej metalicznego srebra (a prawie wcale bromku srebra). W trakcie wywoływania zdjęcia, na drodze reakcji chemicznej dochodzi do zredukowania nierozłożonego jeszcze bromku srebra, np. przy pomocy hydrochinonu. W ten sposób z obrazu utajonego powstaje obraz jawny.
RjZmNeQRNiTZD
Ilustracja przedstawia równanie reakcji: hydrochinon – związek, w którym do aromatycznego benzenowego pierścienia sześcioczłonowego w pozycjach 1 i 4 są przyłączone grupy hydroksylowe, dodać dwie cząsteczki bromku srebra, strzałka w prawo, powstają: dwie cząsteczki metalicznego srebra dodać dwie cząsteczki kwasu bromowodorowego dodać 1,4-benzochinon – związek, w którym występują dwa atomy tlenu przyłączone w pozycjach 1 i 4 poprzez wiązania podwójne, dodatkowo obecne są dwa wiązania podwójne między atomami węgla w sąsiednich pozycjach.
Równanie reakcji chemicznej wywoływania obrazu srebrowego. Bromek srebra ulega redukcji do srebra metalicznego pod wpływem reduktora, którym jest hydrochinon.
Źródło: GroMar Sp. z o. o., licencja: CC BY-SA 3.0.
Słownik
fumiganty
fumiganty
(łac. fumigatio „dymienie”) rodzaj pestycydów, które są stosowane w ochronie roślin; ich działanie oparte jest na wydzielaniu gazu lub sublimacji, przez co charakteryzują się silną toksycznością
bromowanie
bromowanie
ogólne pojęcie, które wskazuje na wprowadzenie bromu do macierzystej struktury związku organicznego na drodze różnych reakcji chemicznych
reakcja fotochemiczna
reakcja fotochemiczna
reakcja chemiczna, która jest generowana pod wpływem promieniowania elektromagnetycznego, np. światła widzialnego, podczerwieni, ultrafioletu
Bibliografia
Bielański A., Podstawy Chemii nieorganicznej, t. 1‑2, Warszawa 2010.
Encyklopedia PWN
Brom (Br) – właściwości, działanie i występowanie bromu, online: www.ekologia.pl/kobieta/zdrowie/brom‑br‑wlasciwosci‑dzialanie‑i-wystepowanie‑bromu,23033.html, dostęp: 25.03.2021.
