ბრომი

ბრომი (ლათ. Bromum). წარმოადგენს ქიმიური ელემენტს, რომლის სიმბოლოა Br, ხოლო ატომური ნომერი 35. ბრომი არის ქიმიურად აქტიური არამეტალი. მოთავსებულია მე-4 პერიოდის  17 ჯგუფში და განეკუთვნება ჰალოგენებს.

ბრომი კოროზიული და ტოქსიკურია. ნორმალურ პირობებში მურა წითელი ფერის მძიმე სითხეა, ძალიან არასასიამოვნო სუნით. ბრომის მოლეკულა ორატომიანია (ფორმულა Br₂). ბუნებრივი ბრომი ორ იზოტოპს შეიცავს: ⁷⁹Br და ⁸¹Br , ხელოვნურად მიღებულია ბრომის თერთმეტი რადიაქტიური იზოტოპი.

ბრომის წარმოება მსოფლიო მასშტაბით

ისტორია

ბრომი შედარებით ”ახალგაზრდა” ელემენტია. ბრომი აღმოაჩინეს დამოუკიდებლად ორმა ქიმიკოსმა ანტუან ბალარდმა (Antoine Balard) 1826 წელს და კარლ იაკობ ლოვიგმა (Carl Jacob Löwig) 1825 წელს და მეტად უსიამოვნო სუნის გამო უწოდეს სახელი ბრომად.

ბრომის აღმოჩენის ისტორია არის ძალიან მოკრძალებული. ბრომი სხვა ჰალოგენებთან შედარებით უფრო გვიან აღმოაჩინეს.  

ბრომი არის გაფანტული (მიმობნეული) ელემენტი. მინერალები, რომელშიც შედის ბრომი მთავარ შემადგენელ კომპონენტად, ბუნებაში იშვიათად გვხვდება. ყველაზე ცნობილი მათ შორის არის ბრომარგირიტი ან ბრომირიტი AgBr. შედარებით დიდი რაოდენობით ბრომს შეიცავს ზღვის წყალი, მინერალური წყლები და ზღვის წყალმცენარეები. ცნობილია ზოგიერთი ღრუბელი, მოლუსკები და მარჯნები, რომელთა სხეულები ძირითადად შედგება ბრომის ორგანული ნაერთებისაგან. უძველესი დროიდან ცნობილია საღებარი პურპური, რომელიც მოიპოვებოდა ზოგიერთი სახის ზღვის მოლუსკებიდან.

ბუნებრივი წყლებიდან ბრომის მიღების სამრეწველო მეთოდი დაფუძნებულია ბრომიდების ჟანგვაზე:

2 Br^- + Cl₂ → Br₂ + 2 Cl^-

1826 წელს ერთ ფრანგულ სამეცნიერო ჟურნალში გამოქვეყნდა სტატია სათაურით ”მოგონებები სპეციფიკურ ნივთიერებაზე, რომელსაც შეიცავს ზღვის წყალი”. მას ხელს აწერდა ვინმე ა. ბალარი, ფარმაცევტული სკოლის პრეპარატორი ქალაქ მონპელიეში, სამხრეთ საფრანგეთში.

1825 წელს ა. ბალარმა თუთქის, ზღვის წყალმცენარეების ნაღვერდალის ქლორიანი წყლით დამუშავებით გამოყო მურა წითელი ფერის სითხე მკვეთრი, არასასიამოვნო სუნით. ივარაუდა, რომ ეს ნაერთი იყო იოდის ქლორიდი. ა. ბალარი ამაოდ ცდილობდა აღმოეჩინა იოდი. მან ასევე ვერ შეძლო ამ ნივთიერების დაშლა. შეისწავლა რა ამ ახალი ნივთიერების ფიზიკური და ქიმიური თვისებები ა. ბალარი მივიდა იმ დასკვნამდე, რომ აღმოაჩინა მარტივი ნივთიერება, რომელიც თავისი ქიმიური თვისებებით ძალიან ჰგავდა ქლორსა და იოდს, თუმცა მას ახასიათებდა ასევე განმასხვავებელი ფიზიკური და ქიმიური თვისებები.

ა. ბალარმა ამ ახალ ნივთიერებას უწოდა მურიდი (ლათინური სიტყვიდან muria - მარილწყალი). 1825 წლის 15 ნოემბერს მკვლევარმა გააგზავნა შეტყობინება პარიზის მეცნიერებათა აკადემიაში აღმოჩენასთან დაკავშირებით, რომელიც მოსმენილ იქნა 1826 წლის 3 ივლისს. შეიქმნა სპეციალური კომისია, რომლის შემადგენლობაში შედიოდნენ ცნობილი ქიმიკოსები ჟ.გეი-ლუსაკი, ლ. ტენნარი და ლ. ვოკლენი. 1826 წლის 14 აგვისტოს დაადასტურეს ა. ბალარის აღმოჩენა.

კომისიამ, რომელმაც ა. ბალარდის მეთოდის თანახმად მიიღო ბრომი და შეისწავლა მისი თვისებები, ერთხად მივიდნენ დასკვნამდე, რომ ბრომი არის ახალი მარტივი ნივთიერება. კომისიისგან იყო შემოთავაზება, რომ ამ ნივთიერებისათვის ეწოდებინათ ბრომი (ბერძნული სიტყვიდან ”ბრომოს” –ცუდსუნიანი, მყრალი). დასასრულს კომისიამ აღნიშნა, რომ ბრომის აღმოჩენა არის ძალიან მნიშვნელოვანი ეტაპი ქიმიაში და ა. ბალარდი შეიყვანეს დამსახურებული მეცნიერების წრეში.

ბრომის აღმოჩენისათვის ა. ბალარდს მიანიჭეს ლონდონის სამეფო საზოგადოების მედალი, რომლის მინიჭება ხდებოდა მხოლოდ მნიშვნელოვანი სამეცნიერო დამსახურებისათვის. თუმცა ა. ბალარდი არ იყო ერთადერთი, ვინც შეძლო ბრომის გამოყოფა.

1825 წელს ქალაქ ჰეიდელბერგის უნივერსიტეტში (გერმანია) მივიდა ახალი სტუდენტი კარლ ლევიგი. მან მაშინვე დააინტერესა თავისი მასწავლებელი - ცნობილი პროფესორი ქიმიასა და მედიცინაში ლეოპოლდ გმელინი  სახლიდან მოტანილი, რაღაც უცნაური სითხით. ლევიგმა ეს სითხე მიიღო ერთ-ერთი მინერალური საბადოდან მოპოვებული მარილების ნარჩენის ხსნარში  ქლორის გატარებით. წარმოქმნილ ნივთიერებას წვლილავდა ეთერით, შემდეგ ხდიდა გამხსნელს და შედეგად რჩებოდა მძიმე, მურა-წითელი ფერის სითხეს საკმაოდ ცუდი სუნით.

პროფესორმა გმელინმა შესთავაზა ლევიგს მიეღო ეს სითხე უფრო დიდი რაოდენობით. ლევიგი მონდომებით შეუდგა ამ საქმეს, როდესაც უცებ პარიზის ერთ-ერთ სამეცნიერო ჟურნალში გამოქვეყნდა ქიმიკოს ა. ბალარდის სტატია, რომელიც ეძღვნებოდა ახალი ნივთიერების აღმოჩენას, რომელიც თავისი თვისებებით იმდენად მსგავსი იყო ლევიგის მიერ აღმოჩენილი მურა-წითელი ფერის სითხის თვისებებთან, რომ არანაირ ეჭვს არ იწვევდა ის ფაქტი, რომ ფრანგმა ქიმიკოსმა დაასწრო გერმანელს. ბალარდმა გააკეთა თავისი აღმოჩენა ძალიან ახალგაზრდამ.

შემდგომში, ბალარდმა უფრო დაწვრილებით შეისწავლა ბრომის თვისებები. ის მიხვდა, რომ ბრომის მიღება, ისევე როგორც ქლორის, შესაძლებელია მისი მარილებიდან მათზე გოგირდმჟავასა და მანგანუმის (IV) ოქსიდის ურთიერთქმედებით. ბალარდი ამბობდა, „ზუსტად ისევე როგორ ვერცხლისწყალი არის ერთადერთი მეტალი, რომელიც ოთახის ტემპერატურაზე არის თხევადი, ასევე ბრომი არის ერთადერთი თხევადი არამეტალი”.

ბალარდმა ”გამოსტაცა” ეს აღმოჩენა არამარტო ლევიგს, რომელიც მაშინ იყო ყველასათვის უცნობი სტუდენტი, არამედ დიდ გერმანელ ქიმიკოსს ლიბიხს. ბრომის აღმოჩენამდე ცოტა ხნით ადრე ლიბიხმა ანალიზისათვის მიიღო ბოთლი სითხით, რომელიც იყო შეღებილი მუქ-წითელ ფერში. ქიმიური ანალიზის ჩატარების გარეშე, გარეგნული შეხედულების და სუნის საფუძველზე ლიბიხმა დაასკვნა, რომ სითხეში არის ნაერთი ქლორის იოდთან. როგორც კი გაიგო ა. ბალარდის აღმოჩენის შესახებ მან მაშინვე ჩაატარა ანალიზი და დარწმუნდა იმაში, რომ ხელიდან გაუშვა ბრომის აღმოჩენის შანსი. თავის თავზე განაწყენებულმა ლიბიხმა, გაღიზიანებულმა წარმოთქვა: ”ბალარდმა კი არ აღმოაჩინა ბრომი, ბრომმა აღმოაჩინა ბალარდი”.

მაშინ ბრომის აღმოჩენის ზღვარზე იყო კიდევ რამდენიმე ქიმიკოსი. 1824 წელს გერმანელი ქიმიკოსები დ. ჯოსსი და ვ. მეისნერი ასევე ძალიან ახლოს იყვნენ ბრომის აღმოჩენასთან, თუმცა პირველმა ის ჩათვალა სელენად, ხოლო მეორემ იოდის ქლორიდად. ხოლო ბალარდის აღმოჩენამ მისცა მათ შესაძლებლობა დარწმუნებულიყვნენ თავიანთ შეცდომაში.

ფიზიკური თვისებები

ბრომი არის d ელემენტი, ბევრ რამეში უჩვეულო თვისებებით. ის არის ერთადერთი არამეტალია, რომელიც ნორმალურ პირობებში არის თხევადი.

ჩვეულებრივ პირობებში ბრომი არის მურა წითელი ფერის სითხე, არასასიამოვნო სუნით, მომწამლავი, კანთან შეხებისას იწვევს დამწვრობას. ბრომი არის ერთ-ერთი იმ მარტივი ნივთიერებებიდან ვერცხლიწყალთან ერთად, რომელიც ოთახის ტემპერატურაზე არის თხევადი. 0°C -ზე მისი სიმკვრივეა 3.19გ/სმ³. ბრომის ლღობის ტემპერატურაა (გამყარების) 58.8°C.  დუღილისას ბრომი სითხიდან გარდაიქმნება მურა-ყავისფერ ორთქლად, რომლის ჩასუნთქვისას ხდება სასუნთქი გზების გაღიზიანება.

სტანდარტული ელექტროდული პოტენციალი Br₂/Br⁻ წყალხსნარში ტოლია +1.065ვ.

ჩვეულებრივი ბრომი შედგება ორი იზოტოპისაგან ⁷⁹Br (50.56 %) და ⁸¹Br (49.44 %). სინთეზურად კი მიღებულია რადიოაქტიური იზოტოპები.

გავრცელება

ბუნებაში ბრომი გვხვდება ნაერთების სახით კალიუმთან, ნატრიუმთან და მაგნიუმთან. ბრომით მდიდარია ყირიმის მლაშე ტბები. იგი გროვდება ზოგიერთ მცენარეში, მაგ: ბარდა, ლობიო, წყალმცენარეები. ბრომს შეიცავს თევზისა და სხვა ზღვის ცხოველების ორგანიზმები.

ქიმიური თვისებები

თავისუფალი სახით ბრომი არსებობს ორატომიანი მოლეკულის სახით Br₂. მოლეკულის დისოციაცია ატომებად შესამჩნევია 800 °C-ზე და სწრაფად იზრდება ტემპერატურის შემდგომი გაზრდით.

Br₂ მოლეკულის დიამეტრი ტოლია 0.323 ნმ,  მოლეკულაში ბირთვებს შორის მანძილია 0.228 ნმ.

როგორც ყველა ჰალოგენი, ისიც მეტად აქტიურია და იძლევა ნაერთებს თითქმის ყველა ელემენტთან. განსაკუთრებით აქტიურად მიმდინარეობს რეაქცია მეტალებთან.

ბრომი მცირე რაოდენობით, თუმცა სხვა ჰალოგენებთან შედარებით უფრო კარგად იხსნება წყალში (3.58 გ 100 გ წყალში 20 °C-ზე). მიღებულ ხსნარს უწოდებენ ბრომიან წყალს. ბრომიან წყალში მიმდინარეობს რეაქცია ბრომწყალბადისა და უმდგრადი ბრომოვანი მჟავების წარმოქმნით.

Br₂ + H₂O →HBr + HBrO

მრავალ ორგანულ გამხსნელში ბრომი ერევა ნებისმიერი თანმიმდევრობით. უჯერ ნაერთებთან შერევისას მიმდინარეობს ბრომირების რეაქცია.

ქიმიური აქტიურობის მიხედვით ბრომი იკავებს შუალედურ ადგილს ქლორსა და იოდს შორის. ბრომის ურთიერთქმედებით იოდიდების ხსნართან წარმოიქმნება თავისუფალი იოდი.

Br₂ + 2K I → I₂ + 2KBr

პირიქით, ქლორის ურთიერთქმედებით ბრომიდებთან, რომელიც იმყოფება წყალხსნარებში, გამოიყოფა თავისუფალი ბრომი.

Cl₂ + 2 NaBr → Br₂ + 2 NaCl

ბრომის ურთიერთქმედებით გოგირდთან წარმოიქმნება S₂Br₂, ხოლო ფოსფორთან ურთიერთქმედებისას კი PBr₃ და PBr₅. ბრომი ურთიერთქმედებს აგრეთვე არამეტალებთან სელენთან და ტელურთან.

რეაქცია ბრომსა და წყალბადს შორის მიმდინარეობს გაცხელებით, რის შედეგადაც წარმოიქმნება ბრომწყალბადი HBr. HBr-ის წყალხსნარი ეს არის ბრომწყალბადმჟავა, რომელიც თავისი სიძლიერით ახლოსაა მარილმჟავასთან HCl. ბრომწყალბადმჟავას მარილებია ბრომიდები (NaBr, MgBr₂, AlBr₃ და სხვა).

თვისობრივი რეაქცია ბრომიდ-იონების არსებობაზე ხსნარში  არის Ag⁺ იონებთან ღია-ყვითელი ფერის ნალექის, ვერცხლის ბრომიდის AgBr წარმოქმნა, რომელიც პრაქტიკულად უხსნადია წყალში.

ბრომი ჟანგბადთან და აზოტთან პირდაპირ არ რეაგირებს.

ბრომი წარმოქმნის დიდი რაოდენობით სხვადასხვა ნაერთებს დანარჩენ ჰალოგენებთან. მაგალითად, ფთორთან ბრომი წარმოქმნის არამდგრად BrF₃და BrF₅, იოდთან - IBr.

ბრომი მეტალებთან ურთიერთქმედებით იძლევა ბრომიდებს, მაგალითად, AlBr₃, CuBr₂, MgBr₂ და სხვა. ბრომის ზემოქმედების მიმართ მდგრადია ტანტალი და პლატინა, შედარებით ნაკლებად - ვერცხლი, ტიტანი და ტყვია.

ბრომი ძლიერი დამჟანგველია. ის ჟანგავს სულფიტ-იონს სულფატამდე, ნიტრიტ-იონს ნიტრატამდე და ა.შ.

ორგანულ ნაერთებთან ურთიერთქმედებისას, რომლებიც შეიცავენ ორმაგ ბმას, მიმდინარეობს ბრომის მიერთება და წარმოიქმნება შესაბამისი დიბრომწარმოებულები:

C₂H₄ + Br₂ → C₂H₄Br₂

ბრომს იერთებს ასევე ორგანული მოლეკულები, რომლებიც მოიცავენ სამმაგ ბმას. ბრომიანი წყლის გაუფერულება, მასში გაზის გატარებით ან სითხის დამატებით, იმის მანიშნებელია, რომ გაზში ან სითხეში არის უჯერი ნაერთი.

კატალიზატორის თანაობისას გაცხელებით ბრომი ურთიერთქმედებს ბენზოლთან ბრომბენზოლის წარმოქმნით C₆H₅Br (ჩანაცვლების რეაქცია).

ბრომის ურთიერთქმედებით ტუტის ხსნარებთან ად ნატრიუმის ან კალიუმის კარბონატების ხსნარებთან წარმოიქმნება შესაბამისი ბრომიდები და ბრომატები, მაგალითად:

3 Br₂ + 3 Na₂CO₃ → 5 NaBr + NaBrO₃ + 3 CO₂­

გარდა უჟანგბადო ბრომწყალბადმჟავისა HBr, ბრომი წარმოქმნის მთელ რიგ ჟანგბადშემცველ მჟავებს, როგორიცაა  ბრომმჟავა HBrO₄, ქვებრომმჟავა HBrO₃, ბრომოვანიმჟავა HBrO₂, ქვებრომოვანი მჟავა HBrO.

მარილის ამაორთქლებელი ავზების ხედი მკვდარ ზღვაზე, სადაც იორდანია (მარჯვნივ) და ისარაელი (მარცხივ) აწარმოებენ მარილსა და ბრომს.

გამოყენება

ნაერთები ბრომის საფუძველზე ძირითადად გამოიყენება ორგანულ სინთეზში.

ვერცხლის ბრომიდი AgBr გამოიყენება ფოტოგრაფიაში, როგორც შუქმგრძნობიარე ნივთიერება.

ბრომშემცველი ნაერთები გამოიყენება ანტიპირენების (დანამატი, რომელიც ანიჭებს ცეცხლგამძლეობას პლასტმასებს, ხის და საფეიქრო მასალებს)  წარმოებაში.

ბრომის პენტაფტორიდი ზოგჯერ გამოიყენება, როგორც ძლიერი დამჟანგველი სარაკეტო საწვავისათვის.

1.2-დიბრომმეთანი შეიძლება გამოვიყენოთ, როგორც ანტიდეტონირებადი დანამატი საავტომობილო საწვავში, ტყვიისტეტრაეთილენის ნაცვლად.

ბრომიდების ხსნარები გამოიყენება ნავთობის მოპოვებისას.

ბრომი გამოიყენება მედიცინაში. მისგან ამზადებენ მედიკამენტებს შინაგანი და გარეგანი მოხმარებისათვის. მედიცინაში ნატრიუმის ბრომიდი და კალიუმის ბრომიდი გამოიყენება, როგორც დამამშვიდებელი საშუალება.

იგი აგრეთვე გამოყენებულია ფოტოკინოტექნიკაში და საღებავების დასამზადებლად.

პირველი მსოფლიო ომის დროიდან ბრომი გამოიყენება, საბრძოლო მომწამლავი ნივთიერებების წარმოებისათვის.

ბიოლოგიური როლი

თუკი ჰაერში ბრომის შემცველობა აღწევს 0.001%  (მოცულობით), იწვევს ლორწოვანი გარსის გაღიზიანებას, თავბრუსხვევას, ხოლო უფრო მაღლი კონცენტრაციები კი - სასუნთქი გზების სპაზმს, მოგუდვას.

ბრომის ორთქლის ზღვრულად დასაშვები კონცენტრაციაა 0.5 მგ/მ³. ორგანიზმში მოხვედრისას ტოქსიკურ დოზას შეადგენს 3გ, ხოლო ლეტალური - 35 გ. ბრომის ორთქლით მოწამვლისას, დაზარალებული დაუყოვნებლივ უნდა გაიყვანონ სუფთა ჰაერზე, სუნთქვის აღდგენამდე, მცირე დროის განმავლობაში იყენებენ ტამპონებს, რომელიც გაჟღენთილია ნიშადურის სპირტით და რომელიც ხანმოკლე დროის განმავლობაში პერიოდულად მიაქვთ დაზარალებულის ცხვირთან. შემდგომი მკურნალობა კი უნდა გაგრძელდეს ექიმის მეთვალყურეობით. თხევადი ბრომის კანთან შეხება იწვევს მძიმე, მტკივნეულ და ხანგრძლივ მოუშუშებელ დამწვრობას.

ბრომის იონებია ტვინში, ჰიპოფიზში მაღალმოლეკულური ორგანული ნაერთის სახით. არსებობს აზრი იმის შესახებ, რომ ჰიპოფიზი ბრომ–ჰორმონს გამოყოფს, რომელსაც ცენტრალურ ნერვულ სისტემაში შეკავების უნარის აღდგენისა და გაძლიერების თვისება აქვს.

უსაფრთხოება

 ბრომთან მუშაობისას უნდა გამოვიყენოთ სპეცტანსაცმელი (დამცავი ტანსაცმელი), აირწინაღი და სპეციალური ხელთათმანები. მისი მაღალი ქიმიური აქტიურობისა და ტოქსიკურობის გამო, როგორც აირადი, ისე თხევადი ბრომი უნდა ინახებოდეს მინის, სქელკედლიან მჭიდროდ დახურულ ჭურჭელში. ბრომიან ჭურჭელს ინახავენ ქვიშით შევსებულ კონტეინერში, რომელიც ხელს უშლის შენჯღრევისას ბოთლის გატეხვას. ბრომის მაღალი სიმკვრივის გამო არავითარ შემთხვევაში არ შეიძლება ბრომიან ჭურჭელს მოვკიდოთ მხოლოდ ბოთლის ყელში (ბოთლის ყელი შეიძლება მოძვრეს და ბრომი დაიღვაროს იატაკზე).

დაღვრილი ბრომის ნეიტრალიზაციისათვის, ზედაპირზე უნდა მოვასხათ ნატრიუმის სულფიტის ხსნარი Na₂SO₃.

ასევე მიზანშეწონილია დავაყაროთ ნატრიუმის კარბონატი ან შესველებული ნატრიუმის ჰიდროკარბონატი.

3 Br₂ + 3 Na₂CO₃ → 5 NaBr + NaBrO₃+ 3 CO₂↑

6 NaHCO₃ + 3 Br₂  →  NaBrO₃ + 5 NaBr + 6 CO₂  +  3 H₂O

მასალა მომზადებულია www.wikipedia.com -ის მიხედვით