Organische Chemie
Organische Stoffgruppen III
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Brom ist eine rotbraune Flüssigkeit. In diesem Beitrag erfährst du, welche Eigenschaften Brom aufweist und wofür du es verwenden kannst. Hier geht’s direkt zum Video !

Was ist Brom?

Der Name Brom (engl. bromine) kommt ursprünglich aus dem Griechischen brōmos, was so viel wie „Gestank“ bedeutet. Die Bezeichnung kommt vermutlich daher, dass Brom einen sehr stechenden Geruch hat. Du erkennst das Element an der Summenformel Br2 (elementar).

In der Natur kommt Brom nicht elementar, sondern in Form von Verbindungen vor. Am häufigsten taucht das chemische Element als Anion (Br) in den Bromiden auf. Sie sind unter anderem Bestandteil des Meerwassers.

Brom Steckbrief 

Wir haben dir einige physikalische und chemische Eigenschaften von Brom in einem Steckbrief zusammengestellt:

Brom Steckbrief
Zeichen / Symbol im Periodensystem Br
Hauptgruppe 7
Periode 4
Ordnungszahl 35
Elementkategorie Halogene
Molare Masse 79,904 u
Vorkommen in der Natur nicht elementar, sondern in Verbindungen; in Form von Bromiden Br im Meerwasser
Besonderheiten kann in allen drei Aggregatszuständen (fest, flüssig, gasförmig) vorliegen
Isotope 9 Stück: von 77Br bis 81Br
Aussehen

flüssig: rotbraun
gasförmig: rotbraun
fest: metallisch glänzend

Geruch sehr stechend
Wasserlöslichkeit nur bedingt, Produkt: Bromwasser
Schmelzpunkt -7,3°C
Siedepunkt 58,5°C
Dichte 3,12 g/cm3
Elektronegativität 2,96 (Pauling-Skala)
Elektronenkonfiguration [Ar] 3d10 4s2 4p5
Oxidationszahlen -1, 1, 3, 5, 7

Brom Eigenschaften

Wie alle Halogene (7. Hauptgruppe im Periodensystem ) ist Brom sehr reaktiv. Es verbindet sich demnach mit nahezu allen Elementen. So auch mit Metallen wie Aluminium (Al) oder Zink (Zn). Mit den beiden Reaktionspartnern reagiert Brom sehr heftig und teilweise sogar explosionsartig. Dabei entstehen die zugehörigen Bromide Aluminiumbromid (AlBr3) beziehungsweise Zinkbromid (ZnBr2):

    \[\ce{2 Al + 3 Br2- ->2 AlBr3}\]

    \[\ce{Zn + Br2- ->ZnBr2}\]

Bei der Reaktion mit Aluminium werden sogar glühende Teile aus dem Reagenzglas herausgeschleudert!

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Reaktion Brom mit Aluminium

 

Generell kannst du dir merken, dass Brom fast alle Metalle angreift. Sogar Gold (Au) löst sich in dem Element auf! Lediglich die Metalle Platin (Pt) und Tantal (Ta) bleiben beständig.

Lässt du Brom mit elementarem Wasserstoff (H) reagieren, erhältst du Bromwasserstoff (HBr):

    \[\ce{H2 + Br2- ->2 HBr}\]

Bromwasserstoff bildet zusammen mit Wasser die Bromwasserstoffsäure, die du den sehr starken Säuren zuordnen kannst.

Das Element Brom kann mit Natriumthiosulfat (Na2S2O3) zu Natriumbromid (NaBr) reduziert werden:

    \[\ce{Na2S2O3 + H2O + Br2- ->2 NaBr + S + H2SO4}\]

Das spielt auch bei der Entsorgung von Brom eine Rolle. Denn dafür verdünnst du Brom zunächst mit Wasser und wandelst es dann mithilfe von Natriumthiosulfat in Natriumbromid um. Das Natriumbromid kannst du dann in einem Schwermetallbehälter entsorgen.

Aufgrund seiner Reaktionsfreudigkeit addiert sich Br2 an viele Verbindungen. Dazu zählen auch Kohlenwasserstoffe mit einer oder mehreren Doppelbindungen wie Cyclohexen (C6H10). Das passiert in einem Mechanismus, den du elektrophile Addition nennst.

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Reaktion Cyclohexen Brom

 

Dabei wird die Doppelbindung von einem Brommolekül „angegriffen“. Dafür teilt sich das Brommolekül in ein positiv geladenes Bromid-Ion (Kation) und ein negativ geladenes Bromid-Ion (Anion) auf. Das Brom-Kation bindet sich zuerst an den Kohlenwasserstoff. Da dann kein „Platz“ mehr für das Brom-Anion ist, bindet sich das negativ geladene Bromid-Ion über einen sogenannten Rückseitenangriff an das Cyclohexen. Schau dir jetzt unser Video zur elektrophilen Addition an, um den Mechanismus noch einmal Schritt für Schritt erklärt zu bekommen!

Zum Video: Elektrophile Addition
Zum Video: Elektrophile Addition

Bromvergiftung

Die rotbraune Flüssigkeit hat eine ätzende Wirkung auf deine Haut und hinterlässt dort tiefe, schwer heilende Wunden. Falls deine Haut einmal mit Brom in Kontakt kommt, solltest du die Bromverätzung sofort mit Wundbenzin und viel Wasser behandeln. 

Auch das Einatmen von Bromdämpfen verursacht Beschwerden – schon ab einer geringen Konzentration von 0,1 ppm. Ab 0,2 ppm verspürst du bereits eine deutliche Reizung deiner Atemwege. Bei noch höheren Konzentrationen treten dann schwere Verätzungen in Atemwegen und auf der Haut auf. Die Symptome der Bromvergiftung sind dann schwerer Husten, Nasenbluten und Störungen am zentralen Nervensystem . Ab einer Konzentration von 6 ppm besteht Lebensgefahr!

Trinken solltest du die rotbraune Flüssigkeit ebenfalls nicht, denn auch das ist lebensgefährlich! Es führt zu einer Erhöhung deiner Atemfrequenz, Störungen am zentralen Nervensystem, Erbrechen und Durchfall.

Solltest du öfter mit Brom in Kontakt kommen, kann es zu einer chronischen Schädigung deines zentralen Nervensystems und deines Herz-Kreislauf-Systems kommen.

Trotz allem benötigen wir das Element für einen funktionierenden Stoffwechsel. Es nimmt nämlich die Rolle eines Coenzyms ein und ist somit am Kollagen-Aufbau im Bindegewebe beteiligt. Falls du dein Wissen über Coenzyme noch einmal auffrischen möchtest, schau dir unser Video dazu an!

Zum Video: Coenzym
Zum Video: Coenzym

Brom Vorkommen

Das chemische Element kommt in der Natur nicht in elementarer Form, also als Brommolekül Br2, vor. Stattdessen findest du es am häufigsten als Bromid-Ion (Br). Bromide sind Salze der Bromwasserstoffsäure (HBr). 

Die größte Menge an Brom findest du im Meerwasser. Dort liegt Brom als gelöstes Bromid-Ion vor. Aber auch in Salzlagerstätten kannst du Bromide entdecken. Meistens handelt es sich dann um Kaliumbromid (KBr) und Kaliumbromat (KBrO3).

In geringen Mengen kannst du das Halogen sogar in der Atmosphäre finden. Hier liegt es dann in molekularer Form oder als Bromoxid (BrO) vor. Dort hat es einen maßgeblichen Einfluss auf die Ozonchemie. Es kann nämlich Ozon (O3) zerstören.

Brom Verwendung

Im Folgenden wollen wir uns einige Verwendungsbeispiele für Brom ansehen:

  • Desinfektionsmittel: Da die rotbraune Flüssigkeit etwas milder als Chlor ist, kannst du es in Desinfektionsmitteln finden.
  • Schädlingsbekämpfungsmittel: In Form von Methylbromid (CH3Br) können einige Schädlinge wie Ameisen oder Fliegen bekämpft werden.
  • Schlaf- und Beruhigungsmittel: Bromverbindungen wie Kaliumbromid (KBr) werden in der Medizin als Schlaf-, Narkose- oder Beruhigungsmittel eingesetzt. Das ist vor allem bei psychischen Krankheiten, wie Depression, der Fall. Früher wurde auch Lithiumbromid (LiBr) als Mittel gegen bipolare Störungen verwendet.
  • Flammschutzmittel: Das Element wurde früher als Flammschutzmittel unter anderem in Feuerlöschern benutzt (als Brom-Chlor -Fluorkohlenstoffe).
  • Tränengas: Einige Bromverbindungen wie Bromaceton (C3H5BrO) wurden im 1. Weltkrieg als chemische Kampfstoffe in Form von Tränengas eingesetzt.
  • Oxidationsmittel: Bromate (z.B. BrO3-), also die Salze der Bromsäure, sind starke Oxidationsmittel . Das heißt, sie geben gerne Elektronen an andere Stoffe ab.
  • Indikator: Im Labor kannst du das Element als Indikator (=Anzeiger) verwenden.
  • Lichtempfindliche Schicht: In der Fotoindustrie ist Silberbromid (AgBr) Bestandteil einer lichtempfindlichen Schicht.
  • Farbstoff: Eosin ist eine komplexe Bromverbindung. Du kannst dir darunter einen roten Farbstoff vorstellen, der zur Herstellung roter Tinte, Nagellack oder Lippenstiften dient.
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Brom Verwendung Beispiele

Brom Herstellung

Im Labor wird Brom hauptsächlich durch die Schmelzfluss-Elektrolyse hergestellt. Als Elektrolyt-Lösung dient hier aber kein wässriges Medium, stattdessen wird eine heiße Salzschmelze eingesetzt. Das Salz ist in dem Fall Zinkbromid (ZnBr2):

    \[\ce{Zn^2+ + 2 Br- -> Zn + Br2}\]

Dadurch erhältst du elementares Brom und Zink.

Eine andere Möglichkeit, die rotbraune Flüssigkeit herzustellen, ist die Reaktion von Natriumbromid (NaBr) mit Schwefelsäure (H2SO4) und Braunstein (MnO2) in Anwesenheit von Hitze:

    \[\ce{2 NaBr + MnO2 + 2 H2SO4 -> Br2 + MnSO4 + Na2SO4 + 2 H2O}\]

Abgesehen von Brom werden hier auch noch Mangan(II)-sulfat (MnSO4), Natriumsulfat (Na2SO4) und Wasser (H2O) gebildet.

Besonders in der Industrie wird das chemische Element in größeren Mengen produziert. Dabei wird Chlor (Cl2) in eine Kaliumbromid-Lösung (KBr) eingeleitet:

    \[\ce{Cl2 + 2 KBr -> Br2 + 2 KCl}\]

Neben Brom entsteht dann auch Kaliumchlorid (KCl).

Da das Element auch in Form von Bromiden im Meerwasser vorkommt, kannst du es auch direkt daraus gewinnen.

Brom Verbindungen

Im Folgenden werfen wir noch einen Blick auf einige wichtige Brom-Verbindungen. Wir unterscheiden dafür zwischen organischen und anorganischen Verbindungen.

Organische Brom-Verbindungen

Die meisten organischen Verbindungen mit Brom werden synthetisch hergestellt. Dazu gehören im Wesentlichen:

  • Bromalkane: Beispiele für die Halogen-Alkane sind Brommethan (CH3Br) oder Bromethan (C2H5Br).
  • Bromaromaten: Darunter verstehst du Aromaten , die an einer oder mehreren Stellen das Element Br binden. Ein Beispiel ist Brombenzol (C6H5Br)

Anorganische Brom-Verbindungen

  • Bromide: In der Natur kommt das Element oft in Form von Bromiden vor. Am häufigsten findest du Natriumbromid (NaBr) und Kaliumbromid (KBr).
  • Bromoxide: Reagiert Brom mit Sauerstoff, erhältst du die Gruppe der Bromoxide. Beispiele dafür sind Dibromtrioxid (Br2O3) und Dibrompentaoxid (Br2O5).
  • Bromsauerstoffsäuren: Neben Oxiden kann Brom bei der Reaktion mit Sauerstoff auch Säuren bilden. Dazu gehören beispielsweise die Hypobromige Säure (HBrO), die bromige Säure (HBrO2), die Bromsäure (HBrO3) und die Perbromsäure (HBrO4).

Welche Verbindungen Sauerstoff noch eingehen kann und welche Eigenschaften das Element hat, zeigen wir dir in unserem Video dazu. Schau also direkt vorbei!

Zum Video: Sauerstoff
Zum Video: Sauerstoff

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