Bromo

Il bromo è un elemento appartenente al Gruppo 17 e al 4° Periodo avente configurazione elettronica [Ar] 3d10, 4s2, 4p5 che presenta numeri di ossidazione +7, +5, +4, +3, +1 e -1.

Il bromo è l’unico non metallo che si presenta liquido a temperatura ambiente e presenta caratteristiche simili a quelle degli alogeni che lo precedono e lo seguono nel gruppo.

Storia

Due scienziati indipendentemente l’uno dall’altro scoprirono l’elemento. Nell’autunno del 1825 Karl Jacob Löwig studente del Laboratorio di Medicina e Chimica del Prof. L. Gemlin, all’Università di Heidelberg ottenne un liquido rossastro dall’odore sgradevole dopo aver trattato un’acqua sorgiva con cloro gassoso e averla dibattuta con etere etilico che, a seguito dell’evaporazione, dava luogo a questo liquido che solo più tardi fu denominato bromo dal greco βρῶμος che significa fetore.
La pubblicazione dei risultati fu ritardata e nel 1926 il chimico francese Antoine Balard che lavorava in una scuola di farmacia a Montpellier, isolò una sostanza con le stesse proprietà del liquido ottenuto da Löwig lavorando sulla cenere delle alghe delle saline di Montpellier.
I risultati furono presentati in una conferenza dell’Académie des Sciences e pubblicati sugli Annales de Chimie et Physique e pertanto la scoperta del bromo è attribuita a Antoine Balard.

Ottenimento

Il bromo è ottenuto dall’acqua di mare dove è contenuto come bromuro trattando l’acqua con cloro.

Il cloro è un miglior ossidante del bromo in quanto il potenziale standard della semireazione di riduzione Cl₂ + 2 e^– → 2 Cl^– vale + 1.36 V mentre il potenziale standard della semireazione di riduzione Br₂ + 2 e^– → 2 Br^– vale + 1.07 V e pertanto ossida il bromuro a bromo secondo la reazione:
2 Br^–+ Cl₂ → Br₂+ 2 Cl^– 

Reazioni

Il bromo così ottenuto è allontanato dal vapore d’aria e fatto passare attraverso una soluzione di carbonato di sodio dove avviene la reazione di disproporzione con ottenimento di bromato e bromuro:

3 Br₂+3 Na₂CO₃ → 5 NaBr + NaBrO₃ + 3 CO₂

La soluzione di bromato e bromuro è acidificata con acido solforico con ottenimento di HBr e HBrO3:

5 NaBr + NaBrO₃ + 3 H₂SO₄ → 5 HBr + HBrO₃ + 3 Na₂SO₄

HBr e HBrO₃ reagiscono tra loro in una reazione di comproporzione per dare bromo:

5 HBr + HBrO₃ → 3 Br₂ + 3 H₂O

In laboratorio il bromo può essere ottenuto per ossidazione del bromuro con perossido di idrogeno in ambiente acido secondo la reazione:
2 KBr + H₂O₂+ 2 HCl → Br₂ + 2 H₂O+ 2 KCl

Il bromo è un ossidante e reagisce con l’acqua secondo una reazione di disproporzione per dare bromuro e ipobromito:
Br₂ + H₂O → BrO^– + Br^– + 2 H⁺

In ambiente basico si disproporziona dando bromato e bromuro:

3 Br₂ +6 OH^– → BrO₃^– + 5 Br^– + 3 H₂O

Particolarmente coreografica è la reazione tra alluminio e bromo: immergendo alluminio in scaglie in un beker non appena i due elementi entrano in contatto tra loro si sviluppano luce e calore. a causa dell’elevata esotermicità della reazione:
2 Al + 3 Br₂ → 2 AlBr₃

Reazioni organiche

Il bromo dà molte reazioni di particolare importanza nell’ambito delle sintesi organiche.

Tra queste vi è l’addizione elettrofila al doppio legame che dà, come prodotto di reazione, un dibromuro vicinale. La reazione avviene tramite un intermedio bromonio a ponte

La reazione è stereospecifica in trans e il meccanismo può essere verificato in presenza di un alchene ciclico che dà luogo alla formazione di due enantiomeri

Questa reazione è favorita a temperatura ambiente mentre a temperatura superiori a 500°C viene favorita la sostituzione radicalica sulla posizione allilica detta bromurazione allilica che consiste nella sostituzione di un idrogeno presente in un carbonio adiacente al doppio legame con il bromo in presenza di N-bromosuccinimmide.

Usi

Il bromo trova applicazioni in molti campi tra cui quello della disinfezione delle acque in alternativa alla clorazione .

I composti bromurati sono utilizzati infatti nel trattamento delle acque delle piscine e per controllare la crescita batterica nei processi industriali.
I composti di bromo sono pesticidi efficaci, usati sia come agenti fumiganti del suolo in agricoltura. Trovano utilizzo in particolare nella frutticoltura, sia per impedire ai parassiti di attaccare cereali immagazzinati e altri prodotti.
In campo farmaceutico le sostanze bromurate sono presenti in molti farmaci tra cui analgesici, sedativi e antistaminici.
Il bromuro di argento è un materiale fotosensibile che, sospeso in una gelatina e collocato sulla pellicola fotografica, costituisce un’emulsione. Essa è impressionata da una sorgente luminosa producendo un’immagine latente visibile a seguito dello sviluppo fotografico.
Il maggior utilizzo dei composti bromurati è nell’ambito dei ritardanti di fiamma. Questo tipo di composti organici del bromo, denominati come BFR, esplicano un effetto ritardante della fiamma in materiali combustibili comunemente utilizzati in molti settori industriali tra cui quello tessile, elettronico e per la produzione degli imballaggi di plastica.