Cloruro di bromo
Il cloruro di bromo, o cloruro di bromo(I), è un composto interalogeno biatomico di formula molecolare BrCl.[1] Le prime ricerche su questo possibile composto furono basate, fin dall'inizio del XX secolo, su studi di curve di fusione ed ebollizione di miscele di bromo e cloro a partire da basse temperature, ma senza successo. La prima evidenza del composto ed il suo isolamento sono dovuti a H. Lux e risalgono al 1930.[2] Analogamente ad altri composti interalogenici, è un forte agente ossidante, è corrosivo e molto reattivo. Il bromo in questa molecola ha stato di ossidazione +1 e non forma con il cloro ulteriori composti neutri.
| Cloruro di bromo | |
|---|---|
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| Nome IUPAC | |
| cloruro di bromo | |
| Nomi alternativi | |
| cloruro di bromo(I) monocloruro di bromo | |
| Caratteristiche generali | |
| Formula bruta o molecolare | BrCl |
| Peso formula (u) | 115.357 |
| Aspetto | gas giallo ocra |
| Numero CAS | |
| Numero EINECS | 237-601-4 |
| PubChem | 61697 |
| SMILES | ClBr |
| Proprietà chimico-fisiche | |
| Densità (kg·m−3, in c.s.) | 2,17 × 10-3 |
| Solubilità in acqua | 1,5 g/L a 293 K (decomposizione) |
| Temperatura di fusione | −54 °C |
| Temperatura di ebollizione | 5 °C (con parziale decomposizione) |
| Indicazioni di sicurezza | |
| Simboli di rischio chimico | |
 
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| Frasi R | -- |
| Frasi S | -- |
Struttura e proprietà
modificaLa lunghezza del legame Br-Cl è di 213,8 pm,[3][4] un po' minore della somma dei raggi covalenti di Br e Cl (120 e 102 pm), come è prevedibile a causa della differenza di elettonegatività tra i due (2,96 e 3,16), e la molecola è polare (μ = 0,57 D).[5] Il cloruro di bromo è poco stabile e tende a dissociarsi negli elementi e lo fa sensibilmente già a 10 °C. Il liquido bolle a 5 °C e congela a -54 °C, non a -66 °C come a volte riportato.[6] Come gas, a bassa temperatura è di color giallo ocra, ma diviene rosso bruno (presenza di Br2) a T ambiente.
Reattività
modificaIn acqua si idrolizza rapidamente ad acido ipobromoso e acido cloridrico, che poi si dissocia:[7]
- BrCl + H2O → HOBr + HCl
L'altra possibile reazione alternativa, a dare HBr e HClO, è molto minoritaria: la selettività è imposta dalla polarità Brδ+–Clδ-.
Con cloruri alcalini in soluzione acquosa si comporta da acido di Lewis prendendo su di sé uno ione Cl-, formando così lo ione complesso [BrCl2]-:[7]
- BrCl + Cl- ⇄ [BrCl2]-
Questo ione è isoelettronico di valenza con lo ione triioduro I3- ed è isolabile più facilmente se associato a cationi grandi, ad esempio come sale di cesio, CsBrCl2. Questo è ottenibile come cristalli color giallo brillante che a 150 °C svolgono bromo, lasciando dietro un residuo di cloruro di cesio.[8]
BrCl ossida il monossido di carbonio a COBrCl, un derivato del fosgene che però può aversi liquido a T ambiente (Teb = 25 °C)[9] e che si può usare al suo posto:
- CO + BrCl → COBrCl
Il cloruro di bromo è stato il reattivo che ha permesso la sintesi dell'elusivo tribromuro di azoto NBr3, attraverso una reazione sulla bis(trimetilsilil)bromoammina, condotta in pentano a -87 °C:[10]
- (Me3Si)2NBr + 2 BrCl → 2 Me3SiCl + NBr3
Di questa molecola sono stati studiati i complessi a trasferimento di carica[11] che forma con il diossano, insieme agli analoghi formati da I2, Br2, Cl2 e ICl, e con la piridina.[12]
Reattività in chimica organica
modificaIl cloruro di bromo Brδ+–Clδ- reagisce con alcheni addizionandosi, similmente a Br2, ma l'addizione è qui regioselettiva grazie alla polarità della molecola, come già accade per il cloruro di iodio Iδ+–Clδ-:[13] nell'alchene tende a formarsi l'incipiente carbocatione più stabile e di conseguenza il carbonio che meglio sopporta la carica positiva nello ione bromonio che segue all'attacco di Brδ+, viene attaccato dal Clδ-, che quindi tende a posizionarsi di preferenza sul carbonio più sostituito (regola di Markovnikov):
R-CH=CH2 + Br-Cl → RCHCl=CH2Br
Nel caso di alcheni coniugati con un carbonile (o altro gruppo elettron-attrattore ad effetto mesomero -M[14]) che destabilizza il carbocatione in α, l'orientazione si rovescia, come visto in una serie di esteri metilici α,β-insaturi.[15] In queste reazioni di addizione elettrofila BrCl risulta più reattivo di ICl.[16]
Soluzioni standardizzate di cloruro di bromo si addizionano rapidamente e quantitativamente ad aldeidi α,β-insature senza ossidare il gruppo aldeidico e sono state quindi usate per la loro determinazione quantitativa.[17]
Usi
modificaIl cloruro di bromo è usato in chimica analitica, in soluzione di acido cloridrico concentrato e in presenza di 2,4-dinitrofenilidrazina, come titolante rapido e preciso di svariati composti organici di tipo carbonilico e affini.[18]
Il cloruro di bromo è usato in chimica analitica nella determinazione di bassi livelli di mercurio, ossidandolo allo stato Hg(II).
Campioni di BrCl sono usati in alcuni tipi di batterie al litio Li-SO2 per incrementare l'energia e il voltaggio.
In biologia
modificaIl cloruro di bromo ha attività biocida, specialmente come anticrittogamico, e antisettica. È l'ingrediente attivo del biocida Stabrom 909. [1]
Note
modifica- ^ (EN) N. N. Greenwood e A. Earnshaw, Interhalogen compounds, in Chemistry of the Elements, 2ª ed., Butterworth-Heinemann, 1997, p. 825, ISBN 0-7506-3365-4.
- ^ (EN) Hermann Lux, Zur Kenntnis des Bromchlorids, in Berichte der deutschen chemischen Gesellschaft (A and B Series), vol. 63, n. 5, 7 maggio 1930, pp. 1156–1158, DOI:10.1002/cber.19300630525. URL consultato il 24 settembre 2021.
- ^ (EN) Thomas Drews e Konrad Seppelt, Bromine Monofluoride, in Zeitschrift für anorganische und allgemeine Chemie, vol. 638, n. 12-13, 2012-10, pp. 2106–2110, DOI:10.1002/zaac.201200293. URL consultato il 21 agosto 2021.
- ^ CCCBDB listing of experimental data page 2, su cccbdb.nist.gov. URL consultato il 17 settembre 2021.
- ^ (EN) N. N. Greenwood e A. Earnshaw, The Halogens: Fluorine, Chlorine, Bromine, Iodine and Astatine, in Chemistry of the Elements, 2ª ed., Butterworth-Heinemann, 1997, p. 825, ISBN 0-7506-3365-4.
- ^ (EN) Hermann Lux, Zur Kenntnis des Bromchlorids, in Berichte der deutschen chemischen Gesellschaft (A and B Series), vol. 63, n. 5, 7 maggio 1930, pp. 1156–1158, DOI:10.1002/cber.19300630525. URL consultato il 21 agosto 2021.
- ^ a b (EN) L. Kolditz: Anorganische Chemie. Deutscher Verlag der Wissenschaften, Berlin 1983, p. 528.
- ^ Georg Brauer, Handbook o f Preparative Inorganic Chemistry, traduzione di Reed F. Riley, vol. 1, 2ª ed., Academic Press, 1963 [1960], p. 295.
- ^ (EN) 16 Asymmetric carbonyl halides, vol. 24, Elsevier, 1996, pp. 685–741, DOI:10.1016/s0082-495x(07)80021-7, ISBN 978-0-444-82445-5. URL consultato il 21 agosto 2021.
- ^ (EN) N. N. Greenwood e A. Earnshaw, Nitrogen, in Chemistry of the Elements, 2ª ed., Butterworth-Heinemann, 1997, p. 441, ISBN 0-7506-3365-4.
- ^ (EN) Glenn C. Vogel e Russell S. Drago, The ECW Model, in Journal of Chemical Education, vol. 73, n. 8, 1996-08, pp. 701, DOI:10.1021/ed073p701. URL consultato il 3 settembre 2021.
- ^ (EN) S.G.W. Ginn, I. Haque e J.L. Wood, The vibration spectra of the complexes pyridine—bromine, and pyridine—bromine chloride, in Spectrochimica Acta Part A: Molecular Spectroscopy, vol. 24, n. 10, 1968-10, pp. 1531–1542, DOI:10.1016/0584-8539(68)80200-4. URL consultato il 3 settembre 2021.
- ^ J.B. Hendrickson, D.J. Cram e G.S. Hammond, CHIMICA ORGANICA, traduzione di A. Fava, 2ª ed., Piccin, 1973, p. 631.
- ^ Peter Sykes, A guidebook to mechanism in organic chemistry, 6ª ed., 1996, pp. 23-24.
- ^ (EN) Ilpo O.O. Korhonen, Maija Pitkänen e Jorma N.J. Korvola, Addition of chlorine, bromine and bromine chloride to some α,β-unsaturated methyl esters, in Tetrahedron, vol. 38, n. 18, 1982-01, pp. 2837–2841, DOI:10.1016/0040-4020(82)85011-4. URL consultato il 3 settembre 2021.
- ^ Michael B. Smith e Jerry March, MARCH’S ADVANCED ORGANIC CHEMISTRY, 6ª ed., John Wiley & Sons, Inc., 2007, p. 1151, ISBN 0-471-72091-7.
- ^ K Burger, The use of bromine chloride in analytical chemistry Determination of unsaturated aldehydes, in Talanta, vol. 7, n. 1-2, 1960-12, pp. 46–50, DOI:10.1016/0039-9140(60)80009-4. URL consultato il 3 settembre 2021.
- ^ K Verma, Titrimetric determination of some organic compounds with bromine chloride, in Talanta, vol. 25, n. 8, 1978-08, pp. 469–475, DOI:10.1016/0039-9140(78)80025-3. URL consultato il 3 settembre 2021.
Voci correlate
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