Natürliches Vorkommen: Aufgrund der sehr hohen Reaktionsfähigkeit kommt Brom in der Natur nicht frei, sondern nur in Form seiner Verbindungen (meist als Bromsalze; oft vergesellschaftet mit den entsprechenden Chloriden) vor. In Meerwasser und Salzvorkommen sind hauptsächlich Natriumbromid, Kaliumbromid und Bromcarnallit (KBr x MgBr2, z.B. als Hexahydrat im Staßfurter Abraumsalz) zu finden. Bromwasserstoff kommt neben Iodwasserstoff in Vesuvgasen vor.
Andere Namen: Bromum (lat.); bromine (engl.); brome (frz.); bromo (ital., span.). Die Bezeichnung Brom stammt aus dem Griechischen (bromos = Gestank).
Summenformel: Br2
Atommasse: 79,904 u
Beschreibung, Eigenschaften
Brom ist dunkelrotbraun gefärbt und bei Zimmertemperatur flüssig (Anmerkung: Das Element ist das einzige bei Raumtemperatur flüssige Nichtmetall). Die Flüssigkeit erstarrt bei -7,3 °C zu einer braunen Kristallmasse. An der Luft bilden sich bereits weit unterhalb des Siedepunktes (58,78 °C) rotbraune, sehr giftige und die Atemwege reizende Dämpfe. Bereits eine Konzentration von 0,001% Bromdampf in der Atemluft ist bei längerem Einatmen gesundheitsschädlich. Die Bromdämpfe sind 5mal so schwer wie Luft und sinken daher herab, ja sie lassen sich sogar „umgießen“. Brom ruft bei unzureichendem Schutz schwere Haut-, Schleimhaut- und Augenverätzungen sowie Materialzerstörungen hervor. Gegenüber Geweben ist Brom noch aggressiver als Chlor, denn es ist sowohl wasser- als auch lipoidlöslich. Die Chemikalie ist daher mit größter Vorsicht zu handhaben. Als Gegenmittel bei lokalen Verätzungen kann Natriumthiosulfat eingesetzt werden.
Gewinnung
Die großtechnische Darstellung nutzt die unterschiedlichen Redoxpotentiale der Halogene Chlor und Brom. Läßt man Cl2 auf Bromidlösungen einwirken, so wird elementares Brom freigesetzt:
2 NaBr + Cl2 —> Br2 + 2 NaCl
So wird z.B. in angesäuertes Meerwasser Chlorgas eingeleitet, und das entstehende Brom mit Luft „herausgeblasen“ (sog. Kaltentbromung). Zur Präparation im Labormaßstab kann die Oxidation von Bromwasserstoff mit Braunstein dienen:
4 HBr + MnO2 —> MnBr2 + Br2 + 2 H2O
Eine Arbeitsvorschrift für die Darstellung von Brom aus Bromiden – ebenfalls unter Mitwirkung von Braunstein – gibt RÖMPP/RAAF in [Lit. Chemische Experimente]sowie im Mikromaßstab die PH Heidelberg.
Man kann Bromwasserstofflösung auch mit dem stärkeren Oxidationsmittel Kaliumpermanganat umsetzen.
Formelschema:
2 KBr + MnO2 + 2 H2SO4 —> Br2 + MnSO4 + K2SO4 + 2 H2O
Verwendung
Brom dient als Ausgangsstoff für die Herstellung zahlreicher chemischer Produkte. Das Einsatzfeld umfaßt die Synthese von Arzneimitteln, Farbstoffen , Feuerlösch- und Flammschutzmitteln, Agrarchemikalien (wie z.B. Pflanzenschutzmittel) usw.
Bromide spielen auch eine wichtige Rolle in der Fotografie, z.B. dient Silberbromid als lichtempfindliche Schicht auf Filmmaterial. Bromwasser (die gesättigte wäßrige Lösung) wird u.a. zu analytischen Zwecken und zur Wasserdesinfektion verwendet.
VERSUCH:
Man versetzt 1 bis 2 ml Toluol vorsichtig mit einigen Tropfen Brom. Durch Erwärmen, besser noch durch Stehenlassen in hellem Sonnen- oder Photolampenlicht wird das Brom schnell verbraucht; die Mischung entfärbt sich. Erklärung: Die Seitenkette wird substituiert, es bildet sich zunächst Benzylbromid:
C6H5CH3 + Br2 —> C6H5CH2Br + HBr
In der Folge können alle drei Wasserstoffatome in alpha-Stellung durch Brom ersetzt werden. Als Nebenreaktion kann aber auch eine Substitution im Benzolkern eintreten (vor allem im Dunkeln oder bei Zusatz eines Katalysators, wie Eisenfeilspäne). Weise das entstandene Benzylbromid nach Waschen mit wenig dest. Wasser durch Reaktion mit alkoholischem Silbernitrat nach (Kernsubstituiertes Bromtoluol reagiert mit dem Reagenz nicht).
Gehaltsbestimmung
Zur quantitativen Brombestimmung wird Bromid zu Bromat oxidiert. Dieses vermag aus zugegebenem Iodid (KI) elementares Iod freizusetzen, das mit Natriumthiosulfat-Maßlösung titriert werden kann.
Brom wirkt sehr giftig beim Einatmen, Verschlucken und bei Berührung mit der Haut. Brom verursacht als Flüssigkeit, aber auch in Form der Dämpfe schwere Verätzungen; bei Einwirkung auf die Haut können tiefe, schwer heilende Wunden entstehen. Die Dämpfe reizen die Schleimhäute stark. Beim längerem Einatmen kann es (sogar nach Stunden relativen Wohlbefindens!) zu einer schweren Lungenschädigung (Verätzungen, Lungenödem) kommen. Bei Arbeitsunfällen mit Brom ist daher unbedingt für eine sofortige ärztliche Untersuchung und Behandlung zu sorgen. Ist man Bromdämpfen wiederholt ausgesetzt, so können neben Atwemwegserkrankungen auch chroniche Schäden am Nerven-/Herz-Kreislauf- und Verdauungssystem auftreten.
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Referenzen und Literaturhinweise
Brom – das zerstörerische Element. Artikel im Chemie-Blog bei chemie-azubi.de
Eingestellt am 6. Dezember 2024