BROM: SEJARAH, STRUKTUR, KONFIGURASI ELEKTRON, SIFAT, KEGUNAAN - KIMIA - 2025

The bromin adalah elemen non-logam milik kelompok halogen, kelompok 17 (VIIA) pada tabel periodik. Simbol kimianya adalah Br. Ia muncul sebagai molekul diatomik, yang atom-atomnya dihubungkan oleh ikatan kovalen, oleh karena itu rumus molekulnya ditetapkan Br ₂ .

Tidak seperti fluor dan klor, brom dalam kondisi terestrial bukanlah gas melainkan cairan berwarna coklat kemerahan (gambar di bawah). Itu berasap, dan itu bersama dengan merkuri, satu-satunya elemen cair. Di bawahnya, yodium, meskipun mengintensifkan warnanya dan berubah menjadi ungu, dapat mengkristal menjadi padatan yang mudah menguap.

Botol dengan brom cair murni. Sumber: Gambar Elemen Kimia Resolusi Tinggi

Brom ditemukan, secara independen, pada tahun 1825 oleh Carl Löwig, yang belajar di bawah arahan ahli kimia Jerman Leopold Gmelin; dan pada tahun 1826, oleh ahli kimia Prancis Antoine-Jérome Balard. Namun, publikasi hasil eksperimen Balard mendahului Löwig's.

Brom adalah unsur paling melimpah ke-62 di Bumi, didistribusikan dalam konsentrasi rendah ke seluruh kerak bumi. Di laut, konsentrasi rata-rata adalah 65 ppm. Tubuh manusia mengandung 0,0004% brom, fungsinya belum diketahui secara pasti.

Unsur ini dieksploitasi secara komersial di air asin atau tempat yang, karena kondisi khusus, merupakan tempat konsentrasi garam tinggi; misalnya, Laut Mati, tempat berkumpulnya air di wilayah tetangganya, dipenuhi garam.

Merupakan unsur korosif yang mampu menyerang logam, seperti platina dan paladium. Larut dalam air, brom juga dapat menimbulkan efek korosif pada jaringan manusia, memperburuk situasi karena asam hidrobromat dapat dihasilkan. Mengenai toksisitasnya, dapat menyebabkan kerusakan yang signifikan pada organ, seperti hati, ginjal, paru-paru, dan lambung.

Brom sangat berbahaya di atmosfer, 40-100 kali lebih merusak lapisan ozon dibandingkan klorin. Separuh dari hilangnya lapisan ozon di Antartika disebabkan oleh reaksi yang terkait dengan bromometil, senyawa yang digunakan sebagai fumigan.

Ia memiliki banyak kegunaan, seperti: penghambat api, zat pemutih, disinfektan permukaan, bahan tambahan bahan bakar, zat antara dalam pembuatan obat penenang, dalam pembuatan bahan kimia organik, dll.

Sejarah

Karya Carl Löwig

Bromin ditemukan secara independen dan hampir bersamaan oleh Carl Jacob Löwig, seorang ahli kimia Jerman pada tahun 1825, dan oleh Antoine Balard, seorang ahli kimia Perancis pada tahun 1826.

Carl Löwig, seorang murid kimiawan Jerman Leopold Gmelin, mengumpulkan air dari mata air di Bad Kreuznach dan menambahkan klorin ke dalamnya; Setelah menambahkan eter, campuran cairan diaduk.

Kemudian, eter disuling dan dipekatkan dengan penguapan. Hasilnya dia mendapatkan zat berwarna coklat kemerahan, yaitu brom.

Karya Antoine Balard

Balard, pada bagiannya, menggunakan abu dari ganggang coklat yang dikenal sebagai fucus dan mencampurnya dengan air garam, diekstraksi dari dataran garam Montpellier. Jadi dia melepaskan brom, melewatkan klor melalui bahan berair yang diekstraksi, di mana magnesium bromida, MgBr ₂ , hadir .

Selanjutnya, bahan tersebut disuling dengan adanya mangan dioksida dan asam sulfat, menghasilkan uap merah yang mengembun menjadi cairan gelap. Balard mengira itu adalah elemen baru dan menyebutnya muride, berasal dari kata Latin muria, yang digunakan untuk tujuan brine.

Telah dilaporkan bahwa Balard mengubah nama dari muride menjadi brôme atas saran Anglada atau Gay-Lussac, berdasarkan fakta bahwa brôme berarti busuk, yang menentukan bau dari elemen yang ditemukan.

Hasilnya diterbitkan oleh Belard dalam Annales of Chemie and Physique, sebelum Löwig menerbitkan karyanya.

Hanya dari tahun 1858, dimungkinkan untuk menghasilkan brom dalam jumlah yang signifikan; Tahun dimana endapan garam Stassfurt ditemukan dan dieksploitasi, menghasilkan brom sebagai produk sampingan dari kalium.

Struktur dan konfigurasi elektron brom

Molekul

Molekul Br2. Sumber: Benjah-bmm27.

Gambar di atas menunjukkan molekul brom, Br ₂ , dengan pola pengisian kompak. Sebenarnya, ada ikatan kovalen tunggal antara dua atom brom, Br-Br.

Menjadi molekul homogen dan diatomik, ia tidak memiliki momen dipol permanen dan hanya dapat berinteraksi dengan yang lain dari jenis yang sama melalui gaya dispersi London.

Inilah alasan mengapa cairan kemerahannya mengepul; dalam molekul Br ₂ , meskipun relatif berat, gaya antarmolekulnya menahan mereka secara longgar.

Brom kurang elektronegatif dibandingkan klor, dan oleh karena itu memiliki efek yang kurang menarik pada elektron di kulit valensi. Akibatnya, dibutuhkan lebih sedikit energi untuk menempuh tingkat energi yang lebih tinggi, menyerap foton hijau, dan memantulkan warna kemerahan.

Kristal

Struktur kristal bromin. Sumber: Ben Mills.

Dalam fase gas, molekul Br ₂ terpisah jauh sampai tidak ada interaksi yang efisien di antara mereka. Namun, di bawah titik lelehnya, brom dapat membeku menjadi kristal ortorombik kemerahan (gambar atas).

Perhatikan bagaimana Br ₂ molekul disusun sedemikian cara yang teratur bahwa mereka terlihat seperti "cacing bromin." Di sini, dan pada suhu ini (T <-7,2 ° C), gaya dispersi cukup sehingga getaran molekul tidak langsung menghancurkan kristal; tetapi tetap saja, beberapa di antaranya akan terus menyublim.

Lapisan valensi dan bilangan oksidasi

Konfigurasi elektron brom adalah:

3d ¹⁰ 4s ² 4p ⁵

Menjadi 3d ¹⁰ 4s ² 4p ⁵ kulit valensinya (meskipun orbital 3d ¹⁰ tidak memainkan peran utama dalam reaksi kimianya). Elektron di orbital 4s dan 4p adalah yang paling luar, berjumlah 7, hanya satu elektron dari penyelesaian oktet valensi.

Dari konfigurasi ini, kemungkinan bilangan oksidasi untuk brom dapat disimpulkan: -1, jika ia memperoleh elektron menjadi isoelektronik menjadi kripton; +1, menyisakan 3d ¹⁰ 4s ² 4p ⁴ ; +3, +4 dan +5, kehilangan semua elektron dari orbital 4p (3d ¹⁰ 4s ² 4p ⁰ ); dan +7, tidak meninggalkan elektron di orbital 4s (3d ¹⁰ 4s ⁰ 4p ⁰ ).

Properti

Penampilan fisik

Cairan berasap coklat kemerahan tua. Itu ditemukan di alam sebagai molekul diatomik, dengan atom yang dihubungkan oleh ikatan kovalen. Brom adalah cairan yang lebih padat dari air dan tenggelam di dalamnya.

Berat atom

79,904 g / mol.

Nomor atom

35.

Bau

Asap yang menyengat, mencekik, dan mengiritasi.

Titik lebur

-7,2 ° C.

Titik didih

58,8 ° C.

Kepadatan (Br

3,1028 g / cm ³

Kelarutan air

33,6 g / L pada 25 ° C. Kelarutan brom dalam air rendah dan cenderung meningkat seiring dengan penurunan suhu; perilaku yang mirip dengan gas lainnya.

Kelarutan

Larut bebas dalam alkohol, eter, kloroform, karbon tetraklorida, karbon disulfida, dan asam klorida pekat. Larut dalam pelarut non-polar dan beberapa pelarut polar seperti alkohol, asam sulfat, dan dalam banyak pelarut terhalogenasi.

Tiga poin

265,9 K pada 5,8 kPa.

Titik kritis

588 K pada 10,34 MPa.

Kalor fusi (Br

10,571 kJ / mol.

Kalor penguapan (Br

29,96 kJ / mol.

Kapasitas kalor molar (Br

75,69 kJ / mol.

Tekanan uap

Pada suhu 270 K, 10 kPa.

Temperatur penyalaan otomatis

Tidak mudah terbakar.

titik pengapian

113 ° C.

Suhu penyimpanan

Dari 2 hingga 8 ºC.

Tegangan permukaan

40,9 mN / m pada 25 ° C.

Ambang bau

0,05 - 3,5 ppm. 0,39 mg / m ³

Indeks bias (ηD)

1,6083 pada 20 ° C, dan 1,6478 pada 25 ° C.

Elektronegativitas

2.96 pada skala Pauling.

Energi ionisasi

- Tingkat pertama: 1.139,9 kJ / mol.

- Tingkat kedua: 2.103 kJ / mol.

- Tingkat ketiga: 3.470 kJ / mol.

Radio atom

120 malam.

Jari-jari kovalen

120.3 sore.

Radio Van der Waals

185 malam.

Reaktivitas

Ini kurang reaktif dari klorin, tetapi lebih reaktif dari yodium. Ini adalah oksidan kurang kuat dari klorin dan lebih kuat dari yodium. Ini juga merupakan agen pereduksi yang lebih lemah dari yodium, tetapi lebih kuat dari klorin.

Uap klorin sangat korosif terhadap banyak bahan dan jaringan manusia. Menyerang banyak elemen logam, termasuk platinum dan paladium; tetapi tidak menyerang timbal, nikel, magnesium, besi, seng, dan di bawah 300 ºC tidak juga natrium.

Brom di dalam air mengalami perubahan dan berubah menjadi bromida. Itu juga bisa ada sebagai bromat (BrO ₃ ^- ), tergantung pada pH cairan.

Karena aksi oksidasinya, brom dapat menyebabkan pelepasan radikal bebas oksigen. Ini adalah oksidan kuat dan dapat menyebabkan kerusakan jaringan. Selain itu, brom dapat menyala secara spontan jika dikombinasikan dengan kalium, fosfor, atau timah.

Aplikasi

Aditif bensin

Etilen dibromida digunakan untuk menghilangkan potensi timbal dari mesin mobil. Setelah pembakaran bensin, yang menggunakan timbal sebagai aditif, bromin digabungkan dengan timbal membentuk timbal bromida, gas volatil yang dikeluarkan melalui knalpot.

Meskipun bromin menghilangkan timbal dari bensin, tindakan merusaknya pada lapisan ozon sangat kuat, itulah mengapa dibuang untuk aplikasi ini.

Pestisida

Metilen atau bromometil bromida digunakan sebagai pestisida untuk memurnikan tanah, terutama untuk menghilangkan nematoda parasit, seperti cacing tambang.

Namun, penggunaan sebagian besar senyawa yang mengandung brom telah dibuang karena tindakan merusaknya pada lapisan ozon.

Kontrol emisi merkuri

Brom digunakan di beberapa tanaman untuk mengurangi emisi merkuri, logam yang sangat beracun.

Fotografi

Perak bromida, selain perak iodida dan perak klorida, digunakan sebagai senyawa peka cahaya dalam emulsi fotografi.

Tindakan terapeutik

Kalium bromida, serta litium bromida, digunakan sebagai obat penenang umum pada abad ke-19 dan awal abad ke-20. Bromida dalam bentuk garam sederhana masih digunakan di beberapa negara sebagai antikonvulsan.

Namun, FDA Amerika Serikat tidak menyetujui penggunaan brom untuk pengobatan penyakit apa pun saat ini.

Tahan api

Brom diubah oleh api menjadi asam hidrobromat, yang mengganggu reaksi oksidasi yang terjadi selama kebakaran, dan menyebabkan kepunahannya. Polimer yang mengandung bromin digunakan untuk membuat resin tahan api.

Aditif makanan

Jejak kalium bromat telah ditambahkan ke tepung untuk meningkatkan kualitas memasak.

Reagen dan zat antara kimia

Hidrogen bromida digunakan sebagai zat pereduksi dan katalisator untuk reaksi organik. Brom digunakan sebagai perantara kimiawi dalam pembuatan obat, cairan hidrolik, zat pendingin, penurun kelembapan, dan dalam sediaan melambai rambut.

Ia juga digunakan dalam produksi cairan pengeboran sumur, produk untuk desinfeksi air, bahan pemutih, disinfektan permukaan, pewarna, bahan bakar aditif, dll.

Tindakan biologis

Sebuah studi yang dilakukan pada tahun 2014 menunjukkan bahwa brom adalah kofaktor yang diperlukan untuk biosintesis kolagen IV, yang menjadikan brom sebagai elemen penting untuk perkembangan jaringan hewan. Namun, tidak ada informasi tentang konsekuensi dari defisit elemen.

Di mana letaknya

Brom diekstraksi secara komersial dari tambang garam dalam dan lubang air asin yang ditemukan di negara bagian Arkansas, dan di Great Salt Lake of Utah, keduanya di Amerika Serikat. Air garam terakhir ini memiliki konsentrasi bromin 0,5%.

Untuk mengekstrak brom, klorin dalam bentuk gas panas ditambahkan ke air garam, untuk mengoksidasi ion bromida dalam larutan, mengumpulkan unsur brom.

Laut Mati, yang berada di perbatasan antara Yordania dan Israel, merupakan laut tertutup yang berada di bawah permukaan laut sehingga memiliki konsentrasi garam yang sangat tinggi.

Brom dan kalium diperoleh di sana secara komersial, dengan menguapkan air asin tinggi dari Laut Mati. Di laut ini konsentrasi bromin bisa mencapai 5 g / L.

Itu juga ditemukan dalam konsentrasi tinggi di beberapa mata air panas. Brominite, misalnya, adalah mineral perak bromida yang ditemukan di Bolivia dan Meksiko.

Resiko

Brom dalam bentuk cair bersifat korosif pada jaringan manusia. Tetapi bahaya terbesar bagi manusia berasal dari asap brom dan penghirupannya.

Pernapasan di lingkungan dengan konsentrasi bromin 11–23 mg / m ³ menghasilkan guncangan hebat. Konsentrasi 30-60 mg / m ³ sangat berbahaya. Sedangkan konsentrasi 200 mg bisa berakibat fatal.

Referensi

1. Menggigil & Atkins. (2008). Kimia anorganik. (Edisi keempat). Mc Graw Hill.
2. Pusat Nasional untuk Informasi Bioteknologi. (2019). Brom. Database PubChem. CID = 23968. Diperoleh dari: pubchem.ncbi.nlm.nih.gov
3. Ross Rachel. (8 Februari 2017). Fakta tentang brom. Diperoleh dari: livesscience.com
4. Wikipedia. (2019). Boraks. Dipulihkan dari: en.wikipedia.org
5. Lenntech BV (2019). Brom. Diperoleh dari: lenntech.com