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Cloruro di bromo
composto chimico Da Wikipedia, l'enciclopedia libera
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Il cloruro di bromo, o cloruro di bromo(I), è un composto interalogenico biatomico di formula molecolare BrCl.[1] Fin dall'inizio del XX secolo le prime ricerche su questo possibile composto furono basate su studi di curve di fusione ed ebollizione di miscele di bromo e cloro a partire da basse temperature, ma senza successo. La prima evidenza del composto ed il suo isolamento sono dovuti a H. Lux e risalgono al 1930.[2] Analogamente ad altri composti interalogenici, è un forte agente ossidante, è corrosivo e molto reattivo. Il bromo in questa molecola ha stato di ossidazione +1 e non ci sono evidenze che formi con il cloro ulteriori composti neutri.
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Struttura e proprietà
La lunghezza del legame Br−Cl è di 213,8 pm,[3][4] un po' minore della somma dei raggi covalenti di Br e Cl (120 pm e 102 pm[5]), come è prevedibile a causa della differenza di elettronegatività tra i due (χBr = 2,96 e χCl = 3,16),[6] e per questo la molecola è anche moderatamente polare (μ = 0,57 D).[7]
Il potenziale di ionizzazione di BrCl è di 11,1 eV, un valore intermedio tra quello di Cl2 (11,48 eV) e quello di Br2 (10,52 eV).[8]
Il cloruro di bromo è poco stabile e tende a dissociarsi negli elementi: già a 10 °C lo fa sensibilmente:
2 BrCl ⇄ Br2 + Cl2
Il liquido bolle a 5 °C e congela a -54 °C, non a -66 °C come a volte riportato.[9] Allo stato di vapore a bassa temperatura è di color giallo ocra, ma diviene rosso bruno a T ambiente per la presenza nel vapore del bromo che si forma dall'equilibrio di dissociazione visto sopra.
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Reattività
Riepilogo
Prospettiva
In acqua si idrolizza rapidamente ad acido ipobromoso e acido cloridrico, che poi si dissocia:[10]
- BrCl + H2O → HOBr + HCl
L'altra possibile reazione alternativa, a dare HBr e HClO, è molto minoritaria: la selettività è imposta dalla polarità Brδ+–Clδ− che favorisce l'attacco su Brδ+ dell'ossigeno parzialmente negativo (Oδ−) della molecola si acqua.
Con cloruri alcalini in soluzione acquosa si comporta da acido di Lewis prendendo su di sé uno ione Cl−, formando così lo ione complesso [BrCl2]−:[10]
- BrCl + Cl− ⇄ [BrCl2]−
Questo ione è isoelettronico di valenza con lo ione triioduro I3− ed è isolabile più facilmente se associato a cationi grandi, ad esempio come sale di cesio, CsBrCl2. Questo è ottenibile come cristalli color giallo brillante che a 150 °C svolgono bromo, lasciando dietro un residuo di cloruro di cesio.[11]
BrCl ossida il monossido di carbonio a COBrCl, un derivato del fosgene che però può aversi liquido a T ambiente (Teb = 25 °C)[12] e che si può usare al suo posto:
- CO + BrCl → COBrCl
Il cloruro di bromo si presta ad un'utile applicazione sintetica: è divenuto il reattivo che ha permesso la sintesi dell'elusivo tribromuro di azoto NBr3; questa avviene attraverso la sua reazione con la bis(trimetilsilil)bromoammina, condotta in pentano a -87 °C:[13]
- (Me3Si)2NBr + 2 BrCl → 2 Me3SiCl + NBr3
Di questa molecola sono stati studiati i complessi a trasferimento di carica[14] che essa forma con il diossano (C4H8O2 · BrCl), insieme a quelli analoghi formati con I2, Br2, Cl2 e ICl, e con la piridina.[15]
Reattività in chimica organica
Il cloruro di bromo Brδ+–Clδ− reagisce con alcheni addizionandosi, similmente a Br2, ma l'addizione è qui regioselettiva grazie alla polarità della molecola, come già accade per il cloruro di iodio Iδ+–Clδ−:[16] nell'alchene tende a formarsi l'incipiente carbocatione più stabile e di conseguenza il carbonio che meglio sopporta la carica positiva nello ione bromonio che segue all'attacco di Brδ+ viene attaccato dal Clδ−, che quindi tende a posizionarsi di preferenza sul carbonio più sostituito (regola di Markovnikov):
R-CH=CH2 + Br-Cl → RCHCl=CH2Br
Nel caso di alcheni coniugati con un carbonile (o altro gruppo elettron-attrattore ad effetto mesomero -M[17]) che destabilizza il carbocatione in α, l'orientazione si rovescia, come visto in una serie di esteri metilici α,β-insaturi.[18] In queste reazioni di addizione elettrofila BrCl risulta più reattivo di ICl.[19]
In questo contesto, soluzioni standardizzate di cloruro di bromo si addizionano rapidamente e quantitativamente ad aldeidi α,β-insature senza ossidare il gruppo aldeidico, per cui sono state usate per la loro determinazione quantitativa.[20]
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Usi
Il cloruro di bromo è usato in chimica analitica, in soluzione di acido cloridrico concentrato e in presenza di 2,4-dinitrofenilidrazina, come titolante rapido e preciso di svariati composti organici di tipo carbonilico e affini.[21]
Il cloruro di bromo è usato in chimica analitica nella determinazione di bassi livelli di mercurio, ossidandolo allo stato Hg(II).
Campioni di BrCl sono usati in alcuni tipi di batterie al litio Li-SO2 per incrementare l'energia e il voltaggio.
In biologia
Il cloruro di bromo ha attività biocida, specialmente come anticrittogamico, e antisettica. È l'ingrediente attivo del biocida Stabrom 909.
Note
Voci correlate
Altri progetti
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