Применение брома

Химические элементы окружают каждого человека повсеместно. Кроме того, из некоторых сделаны предметы повседневного обихода (например, из металлов), а многие из них содержатся даже в продуктах питания. По статистике, к 2016 году человечество узнало порядка 118 химических элементов. Все они нашли свое место в Периодической системе Менделеева согласно группам. Однако, среди этого разнообразия известных химических элементов существует несколько неметаллов, которые благодаря своим специфическим свойствам выделены в отдельную группу под названием «галогены». К данной группе относятся хорошо известные еще со школьной скамьи четыре химических элемента: фтор, хлор, бром и йод.

Открытие и история

Открытие брома состоялось дважды, независимо друг от друга, - в 1825 и 1826 году. Так, бром обязан своей известностью двум химикам – Карлу Якобу Лёвиху и Антуану Жерому Балару, соответственно. Однако, человечество не останавливается на достигнутом и продолжает познавать существующие в природе химические элементы. Это, в свою очередь, способствует и расширению периодической системы. В последнее время группа галогенов пополнилась еще двумя элементами – астатом и теннессином. Последний элемент относится к данной группе формально и является искусственного происхождения.

Бром является активным неметаллом. В нормальных условиях пребывания бром имеет вид тяжелой жидкости красно-бурого цвета и зловонный запах. Также обладает ядовитыми свойствами. Достаточно распространен.

Не смотря на то, что данный химический элемент был официально открыт только в 19 веке, человечество с ним знакомо очень давно. Первые упоминания о его использовании в литературе датируются вторым тысячелетием до нашей эры. В те далекие времена бром применялся для изготовления красителя пурпурного цвета. После того, как он закрепился в периодической системе химических элементов, его стали активно использовать фотографы и медики. В обиходе у первой категории населения было соединение брома - бромид серебра, обладающий высокой светочувствительностью. Вторыми, в свою очередь, на основе исследований было сделано открытие, что бром позволяет избавиться людям от многих нервных заболеваний.

Сегодня сфера использования брома достаточно широка. Он также продолжает использоваться для производства современных фотопленок, благодаря которым можно делать снимки с выдержкой 10^-7  секунды. Процесс изготовления такого фотоматериала заключается в синтезировании этой соли в водном растворе желатина. Во время данного процесса происходит равномерное распределение выпавших кристалликов бромида серебра по всему раствору. Весь этот процесс в результате застывания желатина завершается образованием тонкодисперсной суспензии, которая тонким слоем в дальнейшем наносится на поверхность прозрачной пленки, полученной из ацетата целлюлозы. На такой фотопленке бромид серебра располагается плотностью в несколько сот миллионов зерен на один квадратный сантиметр. Изображение на пленке получается в результате фотолитического разложения бромида серебра под воздействием света.

Также популярными сферами применения брома являются:

• горнодобывающая (приготовление буровых растворов);
• сельскохозяйственная (получение пестицидов и инсектицидов);
• фармацевтическая;
• химическая;
• машиностроительная;
• пищевая.

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.

Получение брома

Промышленное производство брома датируется 1865 годом. Оно было начато в Германии на базе Страссфуртского соляного месторождения. Спустя всего два года Америка пошла по стопам немецкого государства и также занялась добычей брома.

В начале 20 века впервые материалом для добычи брома была использована морская вода. Через десять лет было начато очередное промышленное производство брома, в основу которого был положен именно новый метод.

На территории РФ первое предприятие, занимающееся бромным производством, появилось в 1917 году. Местом для его строительства была выбрана окрестность соляного озера Сакское.

Бром можно получить несколькими способами в зависимости от материала, из которого происходит получение:

• выдуванием;
• экстракцией углеводородами;
• адсорбция ионообменными смолами (способ не популярен).

Стоит заметить, что в основе каждого из существующих на сегодня промышленных способов добычи брома из соляных растворов лежит его вытеснение хлором из бромидов:

MgBr₂ + Cl₂ = MgCl₂ + Br₂

В лабораторных условиях есть возможность создать условия для контакта бромидов и соответствующего окислителя в кислой среде. Для этого отлично подойдут перманганат калия или диоксид титана. Тот бром, который выделяется в результате реакции, отделяется путем экстракции неполярными растворителями или же перегоняют его с водяным паром. Мировой показатель по добыче брома в год (по состоянию на 2003г.) составляет порядка полумиллиона тонн.