单质溴

   溴是唯一在常温下单质处于液态的非金属元素。单质溴是一种易挥发的红棕色液体。其蒸气毒性很大,能刺激眼睛和粘膜,使人不住地流泪和咳嗽,在军事上用于制催泪弹。

   因溴易挥发,保存时应加入一些硫酸(其密度1.854g/cm3,小于溴的3.12g/cm3)使其浮在溴的上面防止挥发。

   溴易溶于许多有机溶剂中。它在乙醇,乙醚,氯仿,四氯化碳和二硫化碳中生成的溶液随着浓度的不同而显现从黄到棕红的颜色。

   单质溴的化学活泼性比氯差,但比碘强。在化学反应中表现出由-1到+7的各种氧化态。

(1)与金属的反应

   一般能与氯单质反应的金属(除贵金属外)同样也能与溴反应,只是反应活性不如氯:

        Br2 + 2Na 2NaBr

        Br2 + Mg MgBr2

(2)与非金属的反应

    一般能与氯单质反应的非金属也能与溴反应。因溴单质的氧化能力较弱,反应活性不如氯,所以需在较高温度下才能反应。

        3Br2 + 2P 2PBr3

        Br2 + H2 2HBr

(3)与水的反应

   溴可溶于水,溶解度为3.58g/(100g水),比Cl2和I2的溶解度都大。Br2与水可发生歧化反应,但反应进行程度很小,在碱性条件下,反应很彻底:

        Br2 + H2OH+ + Br- + HBrO

        Br2 + 2NaOH NaBr + NaBr0 + H2O

 

溴化氢和氢溴酸

   参见卤素元素的通性一节中有关卤化氢和氢卤酸的内容。

 

溴的氧化物

   溴的氧化物有Br2O、Br3O8、BrO2等,它们对热都不稳定。

 

次溴酸及其盐

   次溴酸是极弱的一元酸(Ka=2.1×10-9),非常不稳定,有下面两种分解方式:
 (1) 在光作用下        4HBrO 2Br2 + O2 + 2H2O

 (2)  在加热下       5HBrO HBrO3 + 2Br2 + 2H2O

   次溴酸及其盐是强氧化剂和漂白剂,BrO-在室温下歧化速度就已经相当快,若在323~353K时,反应进行完全,全部得到BrO3-

 

溴酸及其盐

   溴酸HBrO3仅存于水溶液中,它的浓度若超过50%就会迅速分解并发生爆炸:

        4HBrO3 2Br2 + 5O2 + 2H2O

   溴酸是强酸,按HClO3-HBrO3-HIO3的顺序酸性依次减弱、稳定性依次增强。
   溴酸的浓溶液是强氧化剂,在卤酸中以溴酸的氧化性最强,这反映了p区中间横排元素的不规则性。

BrO3-/Br2

ClO3-/Cl2

IO3-/I2

EAθ/V

1.52

1.47

1.19

   所以碘能从溴酸盐和氯酸盐的酸性溶液中置换出Br2和Cl2,氯能从溴酸盐中置换出Br2
        2BrO3- + 2H+ + I2 2HIO3 + Br2
        2ClO3- + 2H+ + I2 2HIO3 + Cl2
        2BrO3- + 2H+ + Cl2 2HClO3 + Br2
   将Cl2分别通入溴或碘溶液中可以得到溴酸或碘酸。
        5Cl2 + Br2 + 6H2O 2HBrO3 + 10HCl
        5Cl2 + I2 + 6H2O 2HIO3 + 10HCl
   在酸性介质中,卤酸盐能氧化相应的卤离子生成卤素:
        XO3- + 5X- + 6H+ 3X2 + 3H2O
    KCl=2×109,  KBr=1×1038,  KI=1.6×1044
   在碱性介质中,卤酸盐的氧化能力则相当弱。

 

高溴酸及其盐

   高溴酸是强酸,强度接近于HClO4,它的氧化能力高于高氯酸和高碘酸。
55%(6mol·L-1)的HBrO4溶液较稳定,在373K也不分解。用单质氟在碱性溶液(5mol·L-1)中氧化饱和的溴酸盐,可得到高溴酸盐:
        BrO3- + F2 + 2OH- BrO4- + 2F- + H2O
反应后,多余的BrO3-以AgF沉淀之,Ag+和F-则用Ca(OH)2除去。