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10035-10-6 / 氫溴酸的合成

概述[1]

溴和氫的化合物,是一種強(qiáng)酸。微發(fā)煙。毒性為低毒,半數(shù)致死濃度(大鼠吸入)2.858G/L/h。長期接觸,表現(xiàn)為慢性呼吸道刺激癥狀和消化功能障礙。易溶于氯苯、二乙氧基甲烷等有機(jī)溶劑。能與水、醇、乙酸混溶。具有很強(qiáng)的腐蝕性,可以和除鉑、金、鉭以外的所有金屬反應(yīng)生成金屬溴化物。還原性也很強(qiáng),露于空氣及日光中因溴游離而逐漸變成黃棕色。

合成方法[2]

1.赤磷法:先將赤磷放入盛水的反應(yīng)器中,在攪拌下緩慢加入溴素,反應(yīng)生成氫溴酸和亞磷酸,通過沉降、過濾、蒸餾制得氫溴酸成品。

2.二氧化硫法:將二氧化硫通入加有溴和碎冰的反應(yīng)釜中,保持溫度在20℃以下進(jìn)行反應(yīng)直至溶液呈黃色。將混合溶液進(jìn)行蒸餾,蒸出溶液加入氫氧化鋇溶液與生成的硫酸反應(yīng),生成硫酸鋇沉淀。經(jīng)靜置,過濾,除去沉淀,再蒸餾濾液即得氫溴酸成品。

3.化合法:液溴與氫氣在活性炭催化劑存在下直接合成溴化氫。然后蒸餾、提純,制得溴化氫。

4.置換法:在催化劑FeBr3存在下,將苯溴化。在燒瓶中放置200g無水苯和幾克溴化鐵(或鐵粉),然后,將燒瓶用涂石蠟的塞子,塞好,塞子上插有滴液漏斗和排氣管,經(jīng)滴液漏斗緩慢加入135mL溴(在負(fù)壓下)。這時(shí)會(huì)發(fā)生激烈反應(yīng)(燒瓶應(yīng)用水冷卻),并均勻地放出溴化氫。出來的氣體通過一U型管,它的一端裝滿FeBr3以吸收苯,另一端裝滿蒽以結(jié)合帶出來的溴。

溴與含水的紅磷作用。在燒瓶中放10g紅磷,20mL水。經(jīng)滴液漏斗在負(fù)壓下緩慢加入35mL溴。為了將出來的氣體提純,使它通過一個(gè)充滿石棉與含水(但不是濕的)紅磷混合物的U型管。被提純的氫溴酸用氯仿萃取,分去水相進(jìn)行蒸餾。62℃時(shí)蒸出少量氯仿,在125~126℃蒸出氫溴酸(相對(duì)密度1.473)。

5.酸法:在200毫升水中加入120克粉末狀的溴化鉀。將容器放在冷水中,并緩侵地加入90毫升濃硫酸。溫度應(yīng)不使超過75℃,否則就會(huì)生成少量的游離溴。即使生成少量的溴也無妨,因?yàn)樗鼘⒃谡麴s過程中隨沸點(diǎn)為100—115℃之間的餾份而蒸餾出來。將溶液冷卻至室溫,并在玻芯漏斗中濾出酸式硫酸鉀。將濾液放在500毫升蒸餾瓶中,裝上水冷凝器和接受器,并放在鐵絲網(wǎng)上加熱。

溶液中有0.01-0.015%的硫酸根離子并無妨礙,將比恒沸混合物沸點(diǎn)低1℃,開始餾出的蒸餾液保留起來。當(dāng)溫度下降時(shí)應(yīng)立即停止蒸餾。溶液的比重是會(huì)改變的,因?yàn)檎麴s液的組成會(huì)隨著大氣壓力而發(fā)生改變,所得產(chǎn)率約為85%。將低沸點(diǎn)的餾份進(jìn)行再蒸餾就可以增大產(chǎn)率。

如果需要不含硫酸根離子的值沸液,在比恒沸液餾出溫度低5℃時(shí)即開始收集蒸餾液,將這個(gè)酸進(jìn)行再蒸餾,并僅收集在恒沸點(diǎn)時(shí)餾出的溶液以獲得比重最大的恒沸酸。在第二次蒸餾之前加入氫氧化鋇并不能制得更純些的產(chǎn)物。產(chǎn)率約近似地為計(jì)算量的86%。將氫溴酸與氯化亞錫一道蒸餾,可得無色的氫溴酸。濃硫酸也可以用濃磷酸替代。

回收與利用[3]

氫溴酸回收裝置示意圖如下所示:

氫溴酸的合成

有機(jī)化工工業(yè)在生產(chǎn)有機(jī)溴化物的同時(shí)副產(chǎn)大量的氫溴酸廢液,一方面該廢液成分復(fù)雜,不易處理; 另一方面直接排放對(duì)環(huán)境污染嚴(yán)重。

其中一部分用于制備溴十二烷,但效果并不理想, 目前溴十二烷常用的制備方法有: 溴化氫氣體法、赤磷溴化法、濃硫酸/氫溴酸法、氫溴酸/固體超強(qiáng)酸催化法,其中濃硫酸/氫溴酸法是合成溴 代烷烴較為理想的方法,從工業(yè)合成角度來看,氫溴酸的用量越少越好,以減輕廢水處理的壓力并降低生產(chǎn)成本,另外要求轉(zhuǎn)化率越高越好,因?yàn)槭既菀兹榛?,?dǎo)致分離困難。通過大量的實(shí)驗(yàn)研究,得出使用四丁基溴化胺作相轉(zhuǎn)移催化劑用于制備溴十二烷,大大加快了氫溴酸的轉(zhuǎn)化率,在收率方面有很大的提高。

由實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明:(1)制備十二烷基溴,當(dāng)加入四丁基溴化銨作相轉(zhuǎn)移催化劑時(shí),產(chǎn)率大大提高,四丁基溴化銨相對(duì) 其他的相轉(zhuǎn)移催化劑在價(jià)格上來說較低廉,消耗量不高,效果顯著。

(2) 只加濃硫酸時(shí),總產(chǎn)率較高,但與添加相轉(zhuǎn)移催化劑來說,收率并不高,這是因?yàn)橄噢D(zhuǎn)移催化劑利用丁基的親油性和銨的親水性,讓醇、鹵代 烷(親油) 和 HBr(親水) 能充分接觸,加快反應(yīng)速率。

(3)合成溴十二烷的最佳條件為: 以濃 H2SO4催化劑,四丁基溴化銨作相轉(zhuǎn)移催化劑,物料摩爾配比(十二醇∶47%HBr∶濃H2SO4) 為1∶1.5∶1,回流4 h時(shí),收率 94.60% 。

生產(chǎn)用途

1.測(cè)定硫、硒、鉍、鋅和鐵。從砷和銻中分離錫,烷化催化劑,還原劑,有機(jī)合成,有機(jī)和無機(jī)溴化物的制備,高純金屬提煉。

2.用于制造各種溴化合物,也可用于醫(yī)藥、染料、香料等工業(yè);是制造各種無機(jī)溴化物如溴化鈉、溴化鉀、溴化鋰和溴化鈣等和某些烷基溴化物如溴甲烷、溴乙烷等的基本原料。醫(yī)藥上用以合成鎮(zhèn)靜劑和麻醉劑等。也是一些金屬礦物的良好溶劑,用于高純金屬的提煉。

3. 石油工業(yè)用作烷基化催化劑。烷氧基和苯氧基化合物的分離劑,以及脂環(huán)烴及鏈烴氧化為酮、酸或過氧化物的催化劑。

4.醫(yī)藥工業(yè)用于合成鎮(zhèn)靜劑和麻醉劑等醫(yī)藥用品。

安全措施

泄漏:迅速撤離泄漏污染區(qū)人員至安全區(qū),并進(jìn)行隔離,嚴(yán)格限制出入。建議應(yīng)急處理人員需佩戴防護(hù)用品用具。不要直接接觸泄漏物。立即切斷泄漏源,防止進(jìn)入下水道、排洪溝等限制性空間。

小量泄漏:用砂土、干燥石灰或蘇打灰混合。也可以用大量水沖洗,洗水稀釋后放入廢水系統(tǒng)進(jìn)行無害化處理酯達(dá)到環(huán)保要求。

大量泄漏:立即切斷泄漏源,移出盛裝容器至安全區(qū),現(xiàn)場進(jìn)行標(biāo)識(shí),防止污染擴(kuò)大和二次污染。應(yīng)急處理用具及場所,清洗廢水需要進(jìn)行無害化處理,達(dá)到環(huán)保要求。

注意事項(xiàng):處理人員必須佩戴氧氣呼吸器、穿全身防化服

治療措施

吸入:迅速脫離現(xiàn)場至新鮮空氣處。保持呼吸道通暢。

如呼吸困難,給輸氧。如呼吸停止,立即進(jìn)行人工呼吸。就醫(yī)。

食入:誤服者用水漱口,給飲牛奶或蛋清。就醫(yī)。

皮膚接觸:立即脫去被污染衣著,用大量流動(dòng)清水沖洗,至少15分鐘。就醫(yī)。

眼睛接觸:立即提起眼瞼,用大量流動(dòng)清水或生理鹽水徹底沖洗至少15分鐘。就醫(yī)。

注:氫溴酸沾到皮膚、衣服等會(huì)變黃,應(yīng)該快速洗去。氫溴酸對(duì)衣服、金屬腐蝕性極強(qiáng)!

參考文獻(xiàn)

[1] 吳靜, 華陽, 湯道權(quán), et al. 氫溴酸加蘭他敏緩釋片在Beagle犬體內(nèi)的藥動(dòng)學(xué)[J]. 中國醫(yī)藥工業(yè)雜志, 2011, 42(6):438-440.

[2] 張才煜, 吳建敏, 李憬,等. 核磁共振法定量測(cè)定氫溴酸東莨菪堿的絕對(duì)含量[J]. 藥物分析雜志, 2012(2):327-329.

[3] 張吉東, 俞英, 黃海燕,等. 工業(yè)副產(chǎn)物廢氫溴酸的回收與利用[J]. 應(yīng)用化工, 2014(12):2321-2323.