Bromure d'hydrogène

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Cet article concerne le gaz bromure d'hydrogène. Pour des informations concernant le bromure d'hydrogène en solution, voir l'article acide bromhydrique.
Bromure d'hydrogène
Bromure d'hydrogène
Bromure d'hydrogène
Identification
Nom IUPAC Bromure d'hydrogène
No CAS 10035-10-6
No EINECS 233-113-0
Apparence gaz comprime liquefie, incolore, d'odeur acre[1].
Propriétés chimiques
Formule brute HBr  [Isomères]
Masse molaire[3] 80,912 ± 0,001 g/mol
H 1,25 %, Br 98,75 %,
pKa -9
Moment dipolaire 0,8272 ± 0,0003 D [2]
Propriétés physiques
fusion −87 °C[1]
ébullition −67 °C[1]
Solubilité dans l'eau à 20 °C : 1 930 g·l-1[1]
Masse volumique 1,8 g·cm-3[1]
Pression de vapeur saturante à 20 °C : 2 445 kPa[1]
Point critique 85,5 bar, 90,05 °C [5]
Vitesse du son 200 m·s-1 (°C,1 atm)[6]
Thermochimie
S0gaz, 1 bar 198,7 J/mol·K
ΔfH0gaz –36,3 kJ/mol
Δvap 12,69 kJ·mol-1 (1 atm, 25 °C)[7]
Cp 29,1 J/mol·K (25 °C)
Précautions
Directive 67/548/EEC
Corrosif
C



Transport
-
   1048   
NFPA 704

Symbole NFPA 704

SIMDUT[8]
A : Gaz compriméD1A : Matière très toxique ayant des effets immédiats gravesE : Matière corrosive
A, D1A, E,
SGH[9]
SGH04 : GazSGH05 : Corrosif
Danger
H314, H335,
Inhalation toxique
Peau Très corrosif
Yeux Très corrosif
Écotoxicologie
Seuil de l’odorat bas : 2 ppm[10]
Unités du SI et CNTP, sauf indication contraire.

Le bromure d’hydrogène, de symbole chimique HBr, est un gaz incolore toxique et hautement corrosif, qui forme des fumées blanches au contact de l’humidité. Ces fumées sont constituées d’acide bromhydrique, qui se forme lorsque le bromure d’hydrogène est dissous dans l’eau. Le bromure d’hydrogène est un produit chimique assez utilisé en chimie, dans l’industrie ou dans les laboratoires. Le nom HBr se réfère parfois de manière impropre à l’acide bromhydrique au lieu du bromure d’hydrogène gazeux. Les chimistes parlent également d'acide bromhydrique gazeux ou anhydre pour se référer au bromure d'hydrogène.

Histoire[modifier | modifier le code]

Le bromure d'hydrogène a été étudié et préparé par le chimiste Antoine-Jérôme Balard lors de sa découverte du brome dans les marais salants près de Montpellier.

Chimie[modifier | modifier le code]

La molécule de bromure d’hydrogène HBr est une molécule diatomique constituée d’un atome d’hydrogène H et d'un atome de brome Br, liés par une liaison covalente simple. Le brome étant plus électronégatif que l’hydrogène, la liaison est polarisée. En conséquence, la molécule porte un moment dipolaire, avec une charge partielle négative δ- portée par l’atome de brome et une charge partielle positive δ+ portée par l’atome d’hydrogène. Le bromure d’hydrogène est donc une molécule polaire et est très soluble dans l’eau et dans les solvants polaires. Les solutions d'acide bromhydrique sont saturées avec 68,85 % de HBr en poids. À température ambiante, le bromure d'hydrogène est un gaz à odeur âcre, fumant dans l'air humide à cause de la formation d'acide bromhydrique.

Production industrielle[modifier | modifier le code]

Le bromure d'hydrogène est industriellement produit en petite quantité par rapport au chlorure d'hydrogène et à l'acide chlorhydrique qui sont des produits majeurs de l'industrie chimique. La préparation la plus courante de HBr se fait en mélangeant du dihydrogène et du dibrome à haute température (200 à 400 °C). La réaction est généralement catalysée par du platine.

Synthèse du bromure d'hydrogène[modifier | modifier le code]

La préparation de HBr se fait à l'aide de nombreuses méthodes.

Une synthèse très simple utilise la réaction entre l'acide sulfurique et le bromure de sodium :

NaBr(s) + H2SO4(aq) → NaHSO4(s) + HBr(g)

Cependant cette synthèse n'a pas un bon rendement car le bromure d'hydrogène formé est oxydé en dibrome par l'acide sulfurique :

2HBr(g) + H2SO4(aq) → Br2(g) + SO2(g) + 2H2O(l)

Pour cette méthode, des acides non oxydants comme l'acide acétique ou l'acide phosphorique peuvent être utilisés.

La réduction du dibrome par l'acide phosphoreux ou par le dioxyde de soufre permet aussi d'obtenir HBr :

Br2 + H3PO3 + HO- → H2PO4-(s) + 2HBr(g)
Br2 + SO2 + 2H2O → H2SO4 + 2HBr(g)

Enfin, l'hydrolyse des bromures métalliques permet de former du bromure d'hydrogène, simplement humide et souillé par des traces de corps ayant pris part à la réaction avec un bon rendement. C'est un procédé couramment employé.

Le bromure d'hydrogène entraîne toujours des vapeurs d'eau de dibrome. Ces dernières sont éliminées par une pâte de phosphore rouge et d'eau ou d'acide bromhydrique, rendu perméable par de petits fragments de tube de verre. Sec et sans dibrome, le gaz n'attaque plus le caoutchouc.

Utilisations[modifier | modifier le code]

Le bromure d'hydrogène a de nombreuses utilisations dans la synthèse de produits organiques.

Par exemple, il est utilisé pour produire des bromures d'alkyle à partir d'alcools :

ROH + HBr → R+OH2 + Br → RBr + H2O

Il est ajouté aux alcènes pour donner des bromoalcanes :

RCH=CH2 + HBr → RCH(Br)–CH3

Il est additionné aux alcynes pour former des bromoalcènes. La stéréochimie de ce type d'addition est anti :

RC≡CH + HBr → RCH(Br)=CH2

Il est ajouté aux halogénoalcènes pour former un dihalogénoalcane géminal. Ce type d'addition suit la règle de Markovnikov :

RC(Br)=CH2 + HBr → RC(Br2)–CH3

Aussi le bromure d'hydrogène est utilisé pour ouvrir des époxydes et des lactones ainsi que dans la synthèse de bromoacétals. Et pour finir le bromure d'hydrogène est un catalyseur pour de nombreuses réactions organiques.

Sécurité[modifier | modifier le code]

Le bromure d'hydrogène réagit avec la plupart des métaux en présence d'humidité et forme du dihydrogène, un gaz très inflammable. La réaction avec les bases peut être très violente. Il réagit aussi avec l'eau pour former de l'acide bromhydrique, un acide fort. Ce produit ne doit pas être rejeté dans l'environnement car il provoque un changement de pH des eaux. En mélange avec de l'eau, il provoque une corrosion rapide. Le bromure d'hydrogène est un gaz plus lourd que l'air et il peut s'accumuler sous le sol ou dans des endroits confinés. Dans une atmosphère humide il se dégage des vapeurs blanches.

Liens externes[modifier | modifier le code]

Fiche de sécurité complète

Voir aussi[modifier | modifier le code]

Références[modifier | modifier le code]

  1. a, b, c, d, e et f BROMURE D'HYDROGENE, fiche de sécurité du Programme International sur la Sécurité des Substances Chimiques, consultée le 9 mai 2009
  2. (en) David R. Lide, Handbook of chemistry and physics, CRC,‎ 16 juin 2008, 89e éd., 2736 p. (ISBN 142006679X et 978-1420066791), p. 9-50
  3. Masse molaire calculée d’après « Atomic weights of the elements 2007 », sur www.chem.qmul.ac.uk.
  4. a, b et c (en) Robert H. Perry et Donald W. Green, Perry's Chemical Engineers' Handbook, USA, McGraw-Hill,‎ 1997, 7e éd., 2400 p. (ISBN 0-07-049841-5), p. 2-50
  5. « Properties of Various Gases », sur flexwareinc.com (consulté le 12 avril 2010)
  6. (en) W. M Haynes, Handbook of chemistry and physics, CRC,‎ 2010-2011, 91e éd., 2610 p. (ISBN 9781439820773), p. 14-40
  7. (en) David R. Lide, CRC Handbook of Chemistry and Physics, CRC Press Inc,‎ 2009, 90e éd., Relié, 2804 p. (ISBN 978-1-420-09084-0)
  8. « Bromure d'hydrogène » dans la base de données de produits chimiques Reptox de la CSST (organisme québécois responsable de la sécurité et de la santé au travail), consulté le 23 avril 2009
  9. Numéro index 035-002-00-0 dans le tableau 3.1 de l'annexe VI du règlement CE N° 1272/2008 (16 décembre 2008)
  10. « Hydrogen bromide », sur hazmap.nlm.nih.gov (consulté le 14 novembre 2009)