Br

Broom


Broom is één van de twee elementen die vloeibaar zijn bij kamertemperatuur en normale druk (de andere is kwik). Elementair broom bestaat als diatomische moleculen, maar komt op aarde als zodanig niet in de natuur voor. Broom is een olie-achtig halogeen, heeft een dieprode kleur en stinkt behoorlijk. Het is giftig en gevaarlijk bij huidcontact. Broom was het eerste element dat uit zeewater werd gewonnen - vrijwel al het broom op aarde is daarin te vinden.
Symbool Br Protonen/elektronen 35
Groep 17 Isotopen 79Br, 81Br
Periode Elektronenconfiguratie [Ar] 4s2 3d10 4p5
Blok p Elektronegativiteit 2,7 (Pauling)
Bij kamertemperatuur vloeibaar Atoomstraal 114 10-12m
Dichtheid 3120 kg m-3 Relatieve atoommassa 79.904
Smeltpunt -7 oC
(266 K)
Soortelijke warmte J kg-1K-1
Kookpunt 59 oC
(332 K)
Warmtegeleidingscoëfficiënt W m-1K-1

Haarverzorging

Haar bestaat, net als wol, voornamelijk uit het eiwit kera­tine. De keratineketens zijn als een spiraal opgerold. Deze structuur wordt onder meer door waterstofbruggen en - veel ster­kere - zwa­velbruggen bijeengehouden. De kapper die krullen of golven in het haar aanbrengt verbreekt  eerst de zwavelbruggen door behandeling met een permanentvloeistof. Als het haar in de gewenste vorm is gebracht moeten de zwavelbruggen weer hersteld worden. Dat gebeurt met een fixeervloeistof, die oxiderende eigenschappen heeft. Kaliumbromaat is een veel toegepaste stof in deze fixeermiddelen (zie ook 16 - Zwavel, haarverzorging)

 

Vlamvertrager

Broomverbindin­gen zijn veelgebruikte vlam- of brandver­tra­gende (vlamwe­rende) middelen, vooral in kunst­stoffen. Je vindt kunststoffen  in behuizingen van allerlei producten (van PC's tot stofzuigers), in het interieur van auto's, in speelgoed - eigenlijk bijna overal. Ook synthetische vezels bestaan uit kunststof. Men maakt er kleding, gordijnen, meubelstoffen (ook autobekleding) en nog veel meer van.

Vlamvertragers zijn meestal in hoeveelheden van 2 tot 10% in kunststof aanwezig. Er zijn verschillende soorten, die volgens ver­schillende mechanismen werken. Als heat-sink beïnvloeden ze de thermische geleid­baarheid van een kunststof, zodat de warmte-over­dracht naar het materiaal vermindert en het dus minder snel in brand vliegt. Een ander type 'verdediging' is de vorming van een afschermende coating ('char formati­on'). Dit bemoeilijk de diffusie van brandbare verbindingen naar het vlamfront. Tenslotte kunnen broomverbindingen die in de vlam terecht komen de (radicaal­)reacties aldaar afremmen of stoppen.

Veel gebruikte verbindin­gen zijn 2,4-dibroom­­­­fenol (DBP) en tetrabroombisfenol-A (TBBA).

 

TBBA is een zogenaamde reactieve vlamvertrager die veel in de elektro­nische industrie wordt ge­bruikt. Deze wordt 'inge­bakken' in epoxy­harsen voor printpla­ten.

 

De niet-reactieve vlamvertrager HBCD (1,2,5,6,9,10-hexabroomcyclododecaan) wordt gemengd met kunststoffen, bijvoorbeeld polystyreen.

Geneesmiddel

Broom is in diverse geneesmiddelen te vinden, bijvoorbeeld:

  • bromazepam, (C14H10BrN3O), een kalmeringsmiddel.
  • broomhex­ine (2-amino-3,5-dibroom-N-cyclo­hexyl-N-me­thyl­benzylamine, C14H20Br2N2..HCl), een middel dat het ophoesten van slijm bevordert.
  • broomperidol, (C21H23BrFNO2), een anti-psychotisch middel.
  • broom­crypti­ne, (­C32H40BrN5O5), een borstvoedingsremmer bij kleine dosis en een anti-Parkinsonmiddel bij grote dosis.

 

Fotopapier, film

Fotografisch film- en papiermateriaal be­staat uit een licht­ge­voelige laag - meestal zilverbromide - op een drager. Door licht ontleedt het zilverbromide, waarbij zilver ontstaat:
2 AgBr  -->   2 Ag + Br2  (o.i.v. licht)
Indicatie van het broomgehalte: 
film:               3,7 g.m-2
fotopapier:    1,5 g.m-2 
röntgenfilm:  5,2 g.m-2

Meer toepassingen


Als element en in legeringen

  • bleken van textiel(broomwater)
  • waterzuivering

In verbindingen

  • aardoliewinning, oplossingen met hoge soorte­lijke massa               CaBr2, ZnBr2, NaBr
  • absorptiemiddel voor waterdamp                                                      LiBr
  • batterij                                                                                                ZnBr                           
  • bleekmiddel voor wol                                                                         KBrO3
  • blusmiddel, voor computerinstallatie, lucht­vaart, auto's                   broom­dif­luormethaan, broom­trifluor­methaan
  • cosmetica, kleurstof                                                                          broomkresolgroen
  • desinfectiemiddel                                                                              4-broomfenol
  • forensisch onderzoek, aantonen zweet­spo­ren                                bro­omfe­nol­blauw
  • halogeenlamp                                                                                    methylbromide
  • houtbeschermingsmiddel                                                                 2,4,6-tribroom­fenol
  • metaalbeits                                                                                        NH4Br
  • ontwikkelvloeistof in de fotografie                                                     KBr, NH4Br

Naam

De naam broom is afgeleid van het Griekse woord bromos voor stank. Aanleiding hiertoe was de onaangename, prikke­lende geur van broom.

Ontdekking

De Duitse chemicus Carl Jacob Löwig onderzocht in 1825 moeraswater dat (naar achteraf bleek) rijk was aan magnesiumbromide. Löwig, destijds als 22-jarige in de leer bij Leopold Gmelin in Heidel­berg, had bij een van zijn proeven het chloride uit het water verwijderd en leidde vervolgens chloorgas door de verkregen oplossing. Hierbij nam hij het ontstaan van een nieuwe stof waar: broom. Hij isoleerde het nieuwe element door extrac­tie met ether gevolgd door destillatie.

 

Een jaar later beschreef de Fransman Antoine-Jérôme Balard (foto) juist afgestu­deerd aan de Ecole de Pharmacie in Parijs, dezelfde ontdekking. Hij verkreeg broom door het inleiden van chloorgas in een extract van zeewier-as waaruit het chloride was verwij­derd. Ook in uit zeewater wist hij broom te isoleren.

Omdat Löwig de eerste was die broom isoleerde, en Balard de eerste die er over publiceerde, delen beide onderzoekers nu de eer van de ontdekking van broom. Löwig schreef overigens in 1829 nog wel een uitgebreide mono­grafie over 'broom en zijn chemische betrekkin­gen'. 

Voorkomen

Broom staat op plaats 50 in de lijst van meest voorkomende elementen in de aardkorst. Het aandeel bedraagt 2,4.10-4 % op basis van gewicht. 99 % van alle broom op aarde komt voor in zeeën en oceanen. De oceanen bevatten 68 mg broom per liter en de Dode Zee zelfs 5 g per liter. Het element komt altijd voor in verbin­din­gen.

 

De belangrijkste broombevat­tende mineralen zijn:

  • broomargyriet             AgBr
  • embo­liet (foto)            Ag(Br,­Cl)

Winning

De belangrijkste wingebieden liggen in de Verenigde Staten van Amerika (­North Carolina, Arkansas, Michi­gan) en in Israël (Dode Zee). Andere wingebieden lig­gen in het Verenigd Konink­rijk, Frankrijk, Japan, Italië, Turkmenistan, Oekraïne, Azerbeidzjan en Duitsland.

Vroeger

Broom werd gewonnen uit afvalloog ontstaan bij de winning van natriumchloride uit zoutlagen. Bij een behandeling met bruinsteen en zwavelzuur reageren de bromiden uit het loog volgens
MnO2 + 4 H+ + 2 Br-  -->  Mn2+ + 2 H2O + Br2

Een andere methode was de elektrolyse van bromi­de-op­los­singen, waarbij aan de positieve elektrode broom wordt gevormd:
2 Br- --> Br2 + 2 e-

 

Tegenwoordig

Broom wordt meestal bereid via het doorleiden van chloor in bromi­de-rijke waterige oplossingen bij een pH van ongeveer 3,5:
Cl2 + 2 Br- --> 2 Cl- + Br2

Deel dit op: