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Brom [brˈoːm] ist ein chemisches Element mit dem Symbol Br und der Ordnungszahl 35. Im Periodensystem der Elemente steht es in der 7. Hauptgruppe und gehört damit zusammen mit Fluor, Chlor, Iod und Astat zu den Halogenen. Der Name des Elements leitet sich vom griech. βρῶμος brômos „ Gestank“ ab. Elementares Brom liegt unter Normalbedingungen in Form des zweiatomigen Moleküls Br2 in flüssiger Form vor. Brom und Quecksilber sind die einzigen Elemente, die unter Normalbedingungen flüssig sind.
In der Natur kommt Brom nicht elementar, sondern nur gebunden in verschiedenen Verbindungen vor. Die wichtigsten Verbindungen sind die Bromide, in denen Brom in Form des Anions Br− auftritt. Die bekanntesten Bromide sind Natriumbromid und Kaliumbromid. Bromide sind ein Bestandteil des Meerwassers und besitzen einige biologische Funktionen.
Inhaltsverzeichnis [Verbergen]
1 Entdeckung
2 Vorkommen
3 Gewinnung und Darstellung
4 Eigenschaften
4.1 Physikalische Eigenschaften
4.2 Chemische Eigenschaften
5 Verwendung
6 Nachweis
7 Sicherheitshinweise
8 Verbindungen
9 Einzelnachweise
10 Weblinks
Entdeckung [Bearbeiten]
Antoine-Jérôme BalardBrom wurde 1826 erstmals durch den französischen Chemiker Antoine-Jérôme Balard aus Meeresalgen der Salzwiesen bei Montpellier chemisch hergestellt. Eine industrielle Produktion erfolgte ab 1860. Aufgrund seines stechenden Geruchs schlug Joseph Louis Gay-Lussac den Namen „Brom“ (von griech. «Bocksgestank der Tiere» [2]) vor.
Bereits zwei Jahre vor Balard stellte der deutsche Chemiker Justus von Liebig 1824 unbewusst elementares Brom her. Er hatte den Auftrag, die Salzsolen von Salzhausen[3] zu analysieren, da die Stadt ein Kurbad plante.[4] Bei der Untersuchung dieser Sole fand Liebig eine neue Substanz, die er als Iodchlorid deutete. 13 Jahre später gab er zu, dass ihn seine nachlässige Analyse um die Entdeckung eines neuen Elements gebracht hätte. Liebig schrieb dazu: „Ich kenne einen Chemiker, der, als er in Kreuznach war, die Mutterlaugen der Saline untersuchte.“ Im weiteren beschrieb er dann sein Missgeschick und schloss mit den Worten: „Seit dieser Zeit hat er keine Theorien mehr aufgestellt, wenn sie nicht durch unzweifelhafte Experimente unterstützt und bestätigt wurden; und ich kann vermelden, dass er daran nicht schlecht getan hat.“[5][6]
Vorkommen [Bearbeiten]
Natürlich kommt Brom in Form von Bromiden, den Salzen der Bromwasserstoffsäure, vor. Mengenmäßig finden sich die größten Vorkommen als gelöste Bromide im Meerwasser. Auch Vorkommen natürlicher Salzlagerstätten (Stein- und Kalisalze) enthalten geringe Anteile an Kaliumbromid und Kaliumbromat.
Gewinnung und Darstellung [Bearbeiten]
Die industrielle Herstellung elementaren Broms erfolgt durch Oxidation von Bromidlösungen mit Chlor. Als Bromidquelle nutzt man überwiegend Meerwasser, vereinzelt auch Sole, stark salzhaltiges Wasser aus großer Tiefe. Eine Gewinnung aus den Restlaugen der Kaligewinnung ist nicht mehr wirtschaftlich. Seit 1961 hat sich die jährlich gewonnene Menge an Brom von rund 100.000 Tonnen auf über eine halbe Million Tonnen mehr als verfünffacht.
Im Labor kann Brom durch Umsetzung von Natriumbromid mit Schwefelsäure und Braunstein in der Hitze dargestellt werden. Das Brom wird dabei durch Destillation abgetrennt.
Eigenschaften [Bearbeiten]
Flüssiges Brom mit Dampf in Ampulle
Physikalische Eigenschaften [Bearbeiten]
Die Dichte von Brom beträgt 3,12 g/cm³. Die schwere rotbraune Flüssigkeit bildet unangenehm stark stechend riechende Dämpfe, die giftiger sind als Chlor. Festes Brom ist dunkel, bei weiterer Abkühlung hellt es auf. In Wasser ist es mäßig, in organischen Lösungsmitteln wie Alkoholen, Kohlenstoffdisulfid oder Tetrachlorkohlenstoff sehr gut löslich. In Wasser gelöstes Brom reagiert langsam unter Zwischenbildung von hypobromiger Säure (HBrO) und Sauerstoffabgabe zu Bromwasserstoff (HBr). Die kinetisch gehemmte Reaktion wird durch (Sonnen-)Licht beschleunigt, Bromwasser wird daher in braunen, wenig lichtdurchlässigen Flaschen aufbewahrt.
Chemische Eigenschaften [Bearbeiten]
Brom verhält sich chemisch wie das leichtere Chlor, reagiert aber im gasförmigen Zustand weniger energisch. Feuchtigkeit erhöht die Reaktivität des Broms stark. Mit Wasserstoff reagiert es im Gegensatz zum Chlor erst bei höheren Temperaturen unter Bildung von Bromwasserstoff (farbloses Gas).
Mit vielen Metallen (z. B. Aluminium) reagiert es exotherm unter Bildung des jeweiligen Bromids. Feuchtem Brom widerstehen nur Tantal und Platin.
Verwendung [Bearbeiten]
Chemisches Polieren von Galliumarsenid (als Lösung in Methanol)
mehrfach bromierte Biphenyle bzw. Diphenylether als Flammschutzmittel für Leiterplatten. Im Jahr 2000 wurden 38 % des Broms für die Herstellung von bromierten Flammschutzmitteln verwendet.[7]
Methylbromid als Schädlingsbekämpfungsmittel
Desinfektionsmittel (milder als Chlor)
in Form von Bromiden, beispielsweise Kaliumbromid, als Arzneimittel (Narkose-, Beruhigungs- und Schlafmittel; Behandlung therapieresistenter Epilepsien mit generalisiert tonisch-klonischen Anfällen, früher sehr beliebt – heute obsolet). 1928 wurde eins von fünf Rezepten in den USA für bromhaltige Medikamente ausgestellt.[8]
Fotoindustrie (Silberbromid als Bestandteil der lichtempfindlichen Suspension)
Alkalihypobromite als Bleichmittel
im Labor als Indikator (ungesättigte Kohlenstoffverbindungen entfärben Bromwasser, d. h. Addition von Brom)
Bromate als Oxidationsmittel
Bromhaltiger Kautschuk zur Herstellung „luftdichter“ Reifen
Tränengas, z. B. in Form von Monobromaceton
in Mitteln zum Schutz gegen das Nervengas Soman bei US-Soldaten im Irak-Krieg
Früher in Form von Alkylbromiden als Scavenger zum Entfernen des Bleis aus Zylindern bei der Nutzung von verbleitem Benzin
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