خواصّه، ومركباته واستعمالاتها وطرق تصنيعها

Præsentationer af emnet: "خواصّه، ومركباته واستعمالاتها وطرق تصنيعها"— Præsentationens transcript:

1 خواصّه، ومركباته واستعمالاتها وطرق تصنيعها
البروم خواصّه، ومركباته واستعمالاتها وطرق تصنيعها

2 خواص عنصر البروم عنصر صاحب جزيئات ثنائية الذرات متشابهة ( Br2)، لونه بني (يميل إلى الأحمر) رائحته حادة، درجة انصهاره 7.25 درجة مئوية ودرجة غليانه 58.8 درجة مئوية كثافته 3.15 غرم\سم3 (20 درجة مئوية) ذائبيته بالماء منخفضة. ذائبيته في مذيبات عضوية مرتفعة. مادة سامة، يهدم الأنسجة في الجسم ويسبب الحروق. تركيز منخفض (1 في المليون ppm) يؤدي إلى حساسية في الأنف، الحنجرة، الجلد والعيون. القدرة على التآكل: يتفاعل مع معادن كثيرة وخاصة عندما يكون المعدن رطبا.

3 فترات هامة في تاريخ البروم
1811 اكتشاف اليود 1826 اكتشاف البروم 1835 إنتاج الأدوية الأولى المحتوية على البروم. 1840 بداية استعمال بروميد الفضة في التصوير واستحضار الألوان المحتوية على البروم. 1846 أول مصنع لإنتاج البروم في الولايات المتحدة الأمريكية. 1865 أول مصنع لإنتاج البروم في أوروبا (ألمانيا).

4 فترات هامة في تاريخ البروم
1889 تطوير طريقة متطورة لإنتاج البروم من مياه البحر على يد Herbert H.Dow الأمريكي - أبي صناعة البروم الحديثة. 1922 خلطات تحوي EDB للتخلص من الرصاص في محرك السيارات. 1923 تأسيس شركات ضخمة لإنتاج البروم في الولايات المتحدة الأمريكية. 1940 (14) مصنع لإنتاج البروم في جميع أنحاء العالم. 1944 ( 93%) من الإنتاج العالمي للبروم يستعمل كمادة خام لإنتاج أل EDB

5 فترات هامة في تاريخ البروم
افتتاح مصانع أخرى لإنتاج البروم في أوروبا ,اليابان, جنوب أفريقيا وإسرائيل (1959). ودخول منتجات جديدة المحتوية على البروم. 85%-80% من إنتاج البروم العالمي يستعمل لإنتاج أل EDB. 1975 كل السيارات الأمريكية تسير باستعمال الوقود الخالي من الرصاص, وفقط 70% من مجمل إنتاج البروم العالمي يذهب لإنتاج أل EDB. 1983 منع استعمال أل EDB في أمريكا ودول متقدمة أخرى. 1988 انخفاض حاد بإنتاج أل EDB. كمية البروم المعدة لإنتاج أل EDB تنخفض وتتراجع لتصبح ككمية إنتاجها في فترة نهاية الحرب العالمية الثانية, وفقط 20% من إنتاج البروم العالمي يستعمل لإنتاج أل EDB.

6 تفاعلات البروم الكيميائية
مباشرة مع اكتشاف البروم تم البدء ببحث خواصه ومميزاته وبتركيب مواد عدة يدخل البروم في بنائها. إن البروم يتفاعل في تفاعلات أكسدة واختزال مع العديد من المواد. في تفاعلات معينة يمر البروم بأكسدة – اختزال ذاتي جزء من مركبات البروم مؤكسدة وجزء آخر مختزلة.

7 تفاعلات البروم تفاعل مع الهيدروجين تفاعلات مع معادن مختلفة
تفاعلات مع لا فلزات مختلفة تفاعل مع الأمونيا تفاعل مع الخل تفاعل مع الإيثين (EDB)

8 تفاعل مع الماء يتعلق التفاعل مع الماء بال pH.

9 البروم البروم البروم السائل يهاجم الجلد بسرعة وأنسجة أخرى.
يسبب حساسية وحروق تشفى ببطء. يتسبب لحساسية كبيرة وموجعة في جهاز التنفس وصعوبات في جهاز التنفس أوجاع رأس, دوار. نزيف في الأنف. سعال, تقيؤ, إسهال وغيرها....

10 بروميد الهيدروجين غاز المادة يسبب لأضرار في الرؤية. اكتواء في الجلد.
سعال وصعوبة التنفس وتليف رئوي. أضرار في الأنسجة اللعابية في الجهاز الهضمي والإسهال. المحلول المركز يسبب بالتلامس مع الجلد لاكتواء صعب وكل الأعراض السابق ذكرها.

11 برومو ميثان مادة سامة بشكل خاص
حتى في تركيز منخفض يسبب الغاز لأضرار كبيرة: في جهاز التنفس ولاكتواء في الأنسجة المختلفة. غاز أو سائل في تركيز مرتفع يسبب لاكتواء شديد في الجلد.

12 2,1 دي برومو ايثان EDB سام بالتنفس, البلع, والتلامس مع العيون والجلد.
يمكنه الدخول للجسم عن طريق الجلد. الغاز والسائل منه سام جدا يسبب هدم الأنسجة, التقيؤ, الاغماء والدوار. يسبب الأضرار للكلى والكبد.

13 إنتاج البروم في العالم إن إنتاج البروم في العالم مرتبط بعدة عوامل:
استعمالات البروم المتزايدة وزيادة الطلب عليه. وجود مصادر ملائمة. إمكانيات تكنولوجية. موارد اقتصادية (للتمويل).

14 العوامل الأساسية المؤثرة على سعر إنتاج البروم
إنتاجه من مصدر يكون فيه البروم محلولا أرخص من إنتاجه من الصخور. كلما كان المصدر أقرب إلى سطح الأرض تكون تكلفة إنتاجه أقل (أرخص) وكلما كان المصدر أعمق يحتاج إلى حفر وتنقيب ويرفع من سعر التكلفة الإنتاجية. كلما كان تركيز أيونات البروم في المحلول أعلى تكون تكلفة إنتاجه أقل والعكس صحيح بما أن إنتاج البروم يحتاج إلى طاقة, فان توفر مصدر رخيص للطاقة يقلل من سعر التكلفة. إن جميع العوامل المذكورة تبين أفضلية إنتاج البروم في إسرائيل.

15 مراحل وأسباب إقامة صناعة البروم في البلاد
يمكن ملاحظة الأسباب المؤدية إلى تحديد مكان إقامة مصنع يستغل موارد طبيعية للبحر الميت: القرب من المواد الخام. تضاريس ملائمة لإقامة أجهزة الإنتاج. سهولة إمكانية الحصول على خدمات. مثل: تزويد المياه العذبة والكهرباء. طرق وصول مريحة للمكان. توفر أيدي عاملة.

16 قرار إقامة المصنع في رمات حوباب
بعيد عن مناطق سكنية ( 15 كم جنوبي بئر السبع) إمكانية أفضل للحصول على أيدي عاملة ملائمة. وجود شبكة شوارع وسكة الحديد. التركيبة الجيولوجية للأرض التي لا تسمح للفضلات الكيماوية بالتغلغل جيدا إلى المياه الجوفية. اتجاه نشوب الرياح في المنطقة لا تسبب الخطورة على سكان بئر السبع. في الموقع يوجد تزويد جيد للمياه. الموقع قريب من مصدر المواد الخام في سدوم (طرق وصول مريحة).

17 مركبات البروم في الزراعة
تقسيم مجال المبيدات إلى ثلاثة مجلات رئيسية: إبادة المضار من على الجزء العلوي (فوق الأرض: أوراق, ثمار وغيرها) إبادة المضار في التربة ديدان ميكروسكوبية تتغذى على الجذور وتقصر من عمر النبتة. فطريات في التربة تؤدي إلى تعفن الجذور أعشاب ضارة- تتنافس مع النبتة المزروعة وقد تنقل الأمراض إلى الحقل. نباتات طفيلية- تمتص غذاء النبتة من جذورها. حشرات وحيوانات التربة- تأكل الجذور وتجمد النبتة وقد تقتلها. يتم عن طريق انتشار مواد في الحالة الغازية لها قدرة على الانتشار في التربة. إبادة الحشرات في التخزين. تبخير البذور على أنواعها يمكٌن من تخزينها لفترات طويلة (EDB)

18 صفات البروموميثان وأفضلية استعماله
درجة غليان منخفضة وعليه فانه فعال كغاز في الأقاليم الباردة ويتغلغل في التربة جيدا. يتبخر بسرعة كبيرة من التربة أو من البضاعة (الحبوب عادة) وهذا يمكن من استعمال الأرض مباشرة للزراعة أو استعمال البضاعة وهذه خاصية غير موجودة عند غيره. يتفاعل مع البروتينات وبشكل أدق مع المجموعة S-H في الحامض ألأميني ستستائين. هذه خاصية تعطيه القدرة الكبيرة على القتل. بسبب قدرته الكبيرة على الإبادة لا تتكون ضده مناعة. بروميد الهيدروجين الناتج هو غاز له ذائبية عالية جدا في الماء. تهوية جيدة وغسل التربة بالماء تمنع تراكمه وتأثيره السام.

19 فعالية مركبات البروم البيولوجية
يوجد عدد كبير من المواد المستعملة في تطهير المياه والكثير منها تعتمد على الهالوجينات (وخاصة الكلور والبروم) ومركباتهما. كل الهالوجينات تذوب إلى حد معين بالماء. محاليل مائية للهالوجينات كلور, بروم واليود معروفة بقدرتها على التطهير والتخلص من الميكروبات, حيث أن دخولها عبر أغشية الخلايا تمنع تطور الميكروبات.

20 فعالية مركبات البروم البيولوجية
للمركبات الحوامض الأوكسجينية (HOX) القدرة على التعقيم والتطهير, وتنتج من التفاعل بين الهالوجينات وجزيء الماء: ( X- هالوجين) , HOX تمثل حوامض اوكسجينية ضعيفة والتي تنتج في الماء أيونات XO-1(aq) و H3O+1(aq) حسب التفاعل: إن للحوامض HOX فعالية تعقيم أفضل من XO-1(aq). تركيز HOX يكون أعلى في PH قاعدي ولكن ليس مرتفعا جدا لأنه عندها سيحدث التفاعل 2 .

21 الكلور كمعقّم أكثر المواد المستعملة للتعقيم, وخاصة مياه الشرب وبرك السباحة, هو الكلور لوفرته وسهولة استعماله. بجانب حسنات استعمال الكلور توجد سلبياته: رائحته الحادة يسبب حساسية في العيون والأنسجة المخاطية. تقل ذائبيته مع ارتفاع درجات الحرارة. يسبب تآكل المعادن بسرعة في برك السباحة ذات تركيز آمونيا مرتفع نسبيا, يتفاعل معها الكلور لينتج أمينات-الكلور المسببة الكاوية للجلد وذات رائحة حادة والأهم أنها مسببة للسرطان. فعاليته منوطة بال- PH . بشكل عام في برك السباحة ومياه المصانع الوسط هو وسط قاعدي مما يجعل هناك حاجة لإضافة كميات كلور إضافية حتى نصل لمستوى تعقيم كاف. الحاجة إلى إضافة كميات كلور كبيرة وبشكل مستمر للمحافظة على تركيز ملائم.

22 حسنات استعمال البروم كمعقّم
أقل حساسية للعيون والأنسجة المخاطية تزداد ذائبية البروم مع ارتفاع درجة الحرارة. البروم-أمين الناتج(المسببة للسرطان) من تفاعله مع الأمونيا يتحلل بسرعة ولا تصدر عنها رائحة حادة, ولها قدرة على التعقيم. تركيز الحامض HOBr في PH 7-8 أعلى بكثير من تركيز الحامض HOCl (لأن القاعدة BrO-1(aq) أقوى من القاعدة ClO-1(aq)) مع ذلك يوج لاستعمال البروم سيئات وخاصة في كونه مادة مسببة كبيرة على التآكل. لكن بسبب كون حسناته أكثر من سيئاته فإنّ استعمالاته للتعقيم والتطهير آخذة في الازدياد بأشكاله المختلفة مثل: BrO-1(aq) Br-1(aq) Br2

23 مركبات البروم والكلور معًا كمعقّم
القدرة على التطهير تتحسن عند خلط تركيبات معينة من الكلور والبروم سوية. مثلا: الخلط بين Br2 و NaOCl في وسط قاعدي (7-8) أيونات Br-1(aq) تتفاعل مع أيونات ClO-1(aq) والتي مصدرها في المحلول لتنتج كمية اضافية من OBr-1(aq)

24 المادة القابلة للاشتعال
الأوكسجين الطاقة مثلث النار إن الحريق لن يتوقف ما لم ينتفِ واحد من الشروط لحدوث الاشتعال على الأقل. وقد يحدث ذلك بشكل طبيعي أو بتدخل خارجي.

25 مراحل عملية الاشتعال مرحلة ابتداء الاشتعال الموضعي عن طريق مصدر طاقة
الاشعال مرحلة ابتداء الاشتعال الموضعي عن طريق مصدر طاقة الانتشار يبدأ الحريق بالتوسع والانتشار الثبات وتيرة ثابتة للاحتراق النهاية يبدأ الحريق بالنقصان والانتهاء.

26 تغيير درجة الحرارة في أثناء عملية الاشتعال

27 عملية اشتعال المادة البداية التطوّر النهاية

28 عزل ومنع وصول الأوكسجين
إبعاد المادة المشتعلة عزل ومنع وصول الأوكسجين تبريد (يبطئ التفاعلات) إطفاء الحريق يمكن إطفاء الحريق عن طريق معالجة أحد مكوّناته

29 تفاعل اشتعال مع ومن غير معيق اشتعال
a – تفاعل اشتعال مع معيق اشتعال. b– تفاعل من غير معيق اشتعال. نلاحظ أن معيق الاشتعال يعمل في مرحلة تطور الاشتعال ويحدّ من عملية الاشتعال بواسطة عدم الراديكالات الحرّة التي تنتج. لكن إذا كانت كمية المعيق قليلة فإنّه لا يمنع تطوّر الاشتعال المعيق لا يمنع من عملية الاشتعال لكنّه يقلل من وتيرتها

30 أسباب إقامة صناعة البروم في البلاد
يمكن ملاحظة الأسباب المؤدية إلى تحديد مكان إقامة مصنع يستغل موارد طبيعية للبحر الميت: القرب من المواد الخام. تضاريس ملائمة لإقامة أجهزة الإنتاج. سهولة إمكانية الحصول على خدمات. مثل: تزويد المياه العذبة والكهرباء. طرق وصول مريحة للمكان. توفر أيدي عاملة.

31 قرار إقامة المصنع في رمات حوباب
بعيد عن مناطق سكنية ( 15 كم جنوبي بئر السبع) إمكانية أفضل للحصول على أيدي عاملة ملائمة. وجود شبكة شوارع وسكة الحديد. التركيبة الجيولوجية للأرض التي لا تسمح للفضلات الكيماوية بالتغلغل جيدا إلى المياه الجوفية. اتجاه نشوب الرياح في المنطقة لا تسبب الخطورة على سكان بئر السبع. في الموقع يوجد تزويد جيد للمياه. الموقع قريب من مصدر المواد الخام في سدوم (طرق وصول مريحة).

32 نسبة التحويل % המרה نسبة التحويل % :هي النسبة المئوية بين كمية المواد المتفاعلة التي تفاعلت وبين كمية المواد المتفاعلة التي أدخلت إلى وعاء التفاعل. نسبة التحويل = ( كمية المواد التي تفاعلت/كمية المواد التي أدخلت إلى وعاء التفاعل) × 100 هذه القيمة تتعلق بقيمة ثابت الاتزان (k), إذا كانت قيمة ثابت الاتزان أكبر من تكون نسبة التحويل عالية جدا ونعتبرها تساوي 100%. إذا كانت قيمة ثابت الاتزان أقل من 1010 تكون نسبة التحويل أقل من 100% . إن حساب نسبة التحويل يتعلق عادة بكمية إحدى المواد المتفاعلة والتي هي المادة الأغلى عادة. تزداد نسبة التحويل في تفاعلات الاتزان حسب قاعدة لا شتالييه التي بموجبها يتم البحث عن الظروف الخاصة التي تزيد من حدوث التفاعل المباشر حتى تزداد نسبة التحويل .

33 زيادة نسبة التحويل من أجل زيادة نسبة التحويل يجب ضمان توفر ظروف التفاعل المناسبة والملائمة لقاعدة لا شتالييه لرفع قيمة ثابت الاتزان K : تغيير درجة الحرارة تغيير الضغط حتى الحصول على ضغط مناسب رفع تركيز المواد المتفاعلة وخاصة الرخيصة منها تقليل التركيز الناتج عن طريق إخراجه من جهاز التفاعل.

34 الفائدة الآلية الفائدة الآلية: هي عبارة عن النسبة بين كمية الناتج الذي نتج من التفاعل وبين كمية الناتج الذي يفترض فيه أن ينتج نظريا بناء على نص التفاعل. نسبة الفائدة الآلية = ( كمية الناتج الفعلية/ كمية الناتج النظرية) × 100. إن الفائدة الآلية للتفاعل تتعلق بفقدان وخسارة كمية من المواد المتفاعلة أو الناتجة, وتتعلق بحدوث أو عدم حدوث تفاعلات منافسة للتفاعل المرغوب. من أجل زيادة نسبة الفائدة الآلية يجب توفير الأمور التالية: منع خسارة وفقدان مواد من جهاز التفاعل وذلك عن طريق إحكام إغلاق جهاز التفاعل ومنع خروج مواد منه. مراقبة ظروف التفاعل باستعمال عامل مساعد ودرجة حرارة مناسبة لمحاولة منع أو تقليل حدوث تفاعلات منافسة والتي من شأنها تقليل الفائدة الآلية.

35 إنتاج البروم في المختبر
يمكن تقسيم انتاج البروم إلى ثلاث مراحل: تحضير الكلور. تفاعل الحصول على البروم. فصل البروم. المرحلة أ: يمكن إنتاج الكلور بطرق مخبرية متعددة، ومن الطرق المقبولة هي التفاعل بين محلول مركز لحامض الكلورودريك HCl(aq) وبين بلورات برمنغنات البوتاسيوم KMnO4(s)

36 إنتاج البروم في المختبر
المرحلة ب: تدفق مباشر للكلور داخل محلول البروميد يمكن من تنفيذ ناجع ومباشر للتفاعل, الذي يتم خلاله إنتاج البروم. وعليه فانه يمكن بناء جهاز مركب: نتوقع من البروم الناتج Br2 أن لا يذوب في الماء لأنه غير قطبي ولكن ومن مشاهدة التفاعل نرى أن لون المحلول تزداد فيه شدة اللون البني في حين نرى أيضا أن البروم الغازي الخارج من التفاعل قليل جدا. ويتم شرح ذوبان البروم في المحلول المائي بتكون أيون مركب ذائبيته عالية في الماء حسب التفاعل التالي:

37 إنتاج البروم في المختبر
المرحلة ج: يمكن تحرير البروم من المحلول بواسطة التسخين، والبروم الغازي الخارج من الوعاء يمكن تكثيفه بواسطة إدخاله إلى أنبوب اختبار الموجود في الثلج ( أو ملح وثلج). تجميع كل المراحل: بمتابعة ما يحدث يتبين أنه يخرج من التفاعل مع جزيئات البروم جزيئات ماء، أي نحصل على بروم وماء. لكن بما أن البروم لا يذوب في الماء فان فصل الطبقات سيكون سهلا.

38 استحضار البروم

39 تفاعل الحصول على البروم
إلى برج التفاعل يتم تمرير: من الأعلى – تركيز مياه البحر الغنية بأيونات البروم. من الأسفل – كلور وبخار. يتم الاهتمام بتمرير الكلور بفائض حتى لا تبقى أيونات بروم في المحلول, حيث تتفاعل جميع أيونات البروم Br(aq)-1 الموجودة بالمحلول, ويمنع تكون Br3(aq)-1. وظيفة البخار: تسخين البرج لترتفع درجة الحرارة عن 100 0C (100 – 120 درجة مئوية) إبعاد البروم عن المحلول. بقايا مياه البحر المركزة والساخنة تتم إعادتها إلى البحر ولكن فقط بعد استغلال الطاقة التي فيها بواسطة جهاز تبديل الطاقة (الحرارة) بين المحلول البارد الداخل إلى الجهاز وبين المحلول الساخن الخارج من الجهاز والعائد إلى البحر. خليط الغازات الساخنة المحتوية على البروم, الكلور وبخار الماء تخرج من أعلى البرج.

40 فصل البروم إن عملية فصل المواد تعتمد على
من أجل أن نحصل على البروم السائل النقي من خليط الغازات الخارجة من أعلى البرج يجب أن نقوم بـِ: تكثيف: خليط الغازات يصل إلى المكثف وفيه درجة الحرارة تلائم تكثيف البروم والماء ولكنها لا تلائم لتكثيف الكلور. الكلور الغازي (الذي ما زال فيه بروم وماء) تتم إعادته إلى وعاء التفاعل لإنتاج البروم. البروم (الذي ما زال فيه بروم وماء ذائبة فيه) والماء يتم نقلهما إلى وعاء الفصل. فصل: في وعاء الفصل تتكون طبقتان. طبقة البروم الثقيل من الأسفل وطبقة الماء الأخف من الأعلى والتي يتم إعادتها إلى وعاء التفاعل لإنتاج البروم. إن عملية فصل المواد تعتمد على ذائبية البروم المنخفضة في الماء كثافة البروم العالية مقارنة بكثافة الماء

41 درجة النقاوة:البروم الذي نحصل عليه بعد فصل المواد ما زال غير نقي تماما ويحتوي على بقايا من الكلور والماء الذائبة فيه. يتم فصل الكلور وجزء من الماء عن طريق التبخير وإعادتها إلى وعاء التفاعل. ويتم التخلص من بقايا الماء عن طريق التجفيف وهذه العملية (التجفيف) يقومون بها حسب الطلب فهناك عمليات تحتاج إلى بروم نقي وعمليات لا تحتاج لذلك ويكتفون بالبروم الرطب.

42 التخزين مشاكل التعامل مع البروم الأساسية وتخزينه هي
سميته قدرته النسبية على التسبب للتآكل. وعليه يجب نقل وتخزين البروم بوسائل آمنة ومغلقة تماما ومنع التسرب إلى الهواء الخارجي ولذلك يستعملون مواد لا تتفاعل مع البروم. طورت شركة البروم صهريج خاص المسمى "ايزوتونك" المصنع من الفولاذ المغطى من الداخل بالرصاص, وفيه يتم نقل البروم الجاف وليس الرطب الذي يهاجم الرصاص ويسبب تآكلها. يتم نقل أو خزن البروم الرطب في أوعية مغطاة بنوع من الزجاج الخاص الذي لا يتفاعل مع البروم ولا يتآكل بسببه.

43 استحضار بروميد الهيدروجين

44 استحضار بروميد الهيدروجين
بروميد الهيدروجين غاز عديم اللون يتبخر في الهواء الرطب. صيغته الكيميائية HBr(g) ويمكن تحضيره بتفاعل الهيدروجين (H2(g)) مع البروم (Br2)بصورة مباشرة حسب التفاعل التالي أمامك قيم لثابت الاتزان لتفاعل استحضار بروميد الهيدروجين في درجات حرارة مختلفة درجة الحرارة (K) قيمة ثابت الاتزان 298 1.3X1010 773 1.0X108 1000 2.1X104

45 استحضار بروميد الهيدروجين
1 تفاعل مباشر بين الهيدروجين والبروم 2 فصل البروم بواسطة الالتصاق 3 امتصاص بروميد الهيدروجين داخل الماء

46 المرحلة الأولى: تفاعل مباشر بين الهيدروجين والبروم
تعتمد المرحلة الأولى على تفاعل مباشر بين الهيدروجين والبروم حسب نص التفاعل التالي: يحدث التفاعل في درجات حرارة عالية نسبيًا (500 إلى 600 درجة مئوية) حيث تكون نسبة التحويل عالية نسبية (ثابت اتزان عالٍ) وضغط جوي واحد (1 atm) لأن مجموع معاملات المواد المتفاعلة والمواد الناتجة متساوية. يتم العمل في جهاز مكوّن من طبقتين. الطبقة الداخلية مكونة من طبقة رقيقة من الزجاج لأن بروميد الهيدروجين له صفات حامضية وخاصّة في درجة حرارة عالية.

47 المرحلة الثانية: فصل البروم بواسطة الالتصاق (ספיחה)
قبل إدخال نواتج المرحلة الأولى إلى برج الامتصاص يتم إخراج البروم من الخليط بواسطة الامتصاص بطريق الالتصاق. في حالة عدم إخراج البروم من الخليط يحدث التفاعل التالي: هذا التفاعل يمنع من إمكانية فصل بروميد الهيدروجين بواسطة الماء. في عملية الفصل بواسطة الالتصاق بالإضافة إلى امتصاص البروم يتم امتصاص جزء من بروميد الهيدروجين. المادة الصلبة التي يتم التصاق البروم وجزء من بروميد الهيدروجين يتم معالجتها لإرجاعها للاستعمال المتكرر (מיחזור)

48 المرحلة الثالثة: امتصاص بروميد الهيدروجين داخل الماء
بعد عملية تنقية محلول بروميد الهيدروجين من البروم يتم إدخال المحلول إلى برج امتصاص مبني من الزجاج وفيه أقراص مصنوعة من البلاستيك (PVDF). يتم تمرير غاز بروميد الهيدروجين باتجاه معاكس لحركة المياه لزيادة امتصاص بروميد الهيدروجين في الماء. إضافة إلى ذلك يتم إدخال ماء بارد لزيادة ذائبة بروميد الهيدروجين. يمكن أيضًا زيادة ارتفاع البرج لزيادة نجاعة عملية الامتصاص. الهيدروجين المتبقي لا يذوب في الماء ويتم إرجاعه إلى تفاعل المرحلة الأولى. في نهاية المرحلة الثالثة يتم الحصول على محلول بروميد الهيدروجين بتركيز 48% أو 62%.

49 استحضار برومو ميثان

50 إنتاج البروموميثان يعتمد إنتاج CH3Brعلى تفاعل الاستبدال للمجموعة Br بمجموعة OH الموجودة في الميثانول، CH3OH وذلك بوجود عامل محفز حامضي: التفاعل المباشر مشع للحرارة لذلك يفضل التبريد. رغم أنه في شروط التفاعل يتحول %95 من المواد الخام إلى نواتج, إلا أن الصعوبة في العملية هو فصل الخام عن المواد الأخرى التي لم تتفاعل وعن المواد غير المرغوب فيها ونتجت خلال التفاعل. خلال عملية الإنتاج فإنّ CH3Br موجود بالحالة الغازية, وفقط التخزين يتم بالحالة السائلة (لتقليل الحجم!).

51 إن جميع مراحل إنتاج CH3Br(g) تتم في جهاز متواصل (רציף) وبضغط منخفض وذلك للأسباب:
في حالة تكون ثقب أيا كان في الجهاز العامل في ضغط منخفض سيسحب الهواء إلى الداخل. إن كل زيادة في كمية الهواء المسحوبة إلى الداخل أو زيادة الضغط في الجهاز تعطي إنذارا بذلك.

52 إنتاج البروموميثان إن عملية إنتاج البروموميثان يمكن تقسيمها إلى أربعة مراحل أساسية, هي: إنتاج CH3Br(g) خام. تنقية CH3Br(g) (تنظيف) . تكثيف CH3Br(g) من أجل الحصول على سائل CH3Br(l). تغليف وتخزين.

53 إنتاج CH3Br الخام الميثانول، وحامض الكبريتيك المركز هما عمليا المواد المطلوبة لتفاعل استبدال فيه تتبدل ذرة البروم بمجموعة OH في الميثانول. السيطرة على العملية تتم بتزويد مراقب لل HBr الناتج عند إدخال الميثانول, الكبريت والبروم إلى وعاء التفاعل (بدلًا من حامض الكبرتيك المركّز وبروميد الهيدروجين) . بالمقابل للعملية الأساسية تحدث تفاعلات جانبية منافسة (والمعلومات عنها غير كاملة), والتي تسبب إنتاج مواد عضوية "ملوثة" للناتج. بما أن التفاعلات لا تحدث حتى النهاية وكذلك ينتج فيها مواد إضافية, يجب القيام بالفصل بين وبين المواد الخام التي لم تتفاعل والنواتج المرافقة.

54 تنقية CH3Br(g) أول الأمر يتم فصل حامض الكبريتيك الذي يحتوي بداخله أيضا على مواد خام والتي بعملية الفصل بالتقطير يتم فصلها وإعادتها إلى التفاعل. CH3Br(g) يحوي بداخله أيضا بروم, HBr(g) وملوثات أخرى عضوية. حتى يتم الحصول على CH3Br(g) نقي عليه أن يمر بمراحل وعمليات يتم فيها إبعاد مواد متفاعلة لم تتفاعل. تتم التنقية بواسطة الشطف, التبخير, والاستخلاص حسب الحاجة مثال: الشطف بمحلول NaOH(aq) بهدف معايرة HBr(aq) وإخراج البروم الزائد.

55 تكثيف، تعبئة وتخزين بعد الغسل (شطف) نحصل على CH3Br(g) نقي
لتخزين CH3Br يجب تكثيفه ولذلك يتم تبريده في مكثف تجري حوله مواد بدرجة حرارة -20 0C. بعد التكثيف يمر CH3Br(g) السائل إلى أوعية التخزين المبردة عن طريق تركيز مواد من مياه البحر حتى يتم منع الخطر الكامن في سمية المادة في حالة وجود تسرب من وعاء التخزين. التعبئة في الأوعية الخاصة حسب طلب الزبون تتم مع المحافظة على منع التسرب. بشكل عام تتم إضافة الكلورو فيكرين وذلك من أجل أن يحصل المستهلك على إنذار في حالة التسرب لمنع التسمم.

56 استحضار برومات الصوديوم

57 استحضار برومات الصوديوم (NaBrO3)
يتم استحضار برومات الصوديوم بواسطة تفاعل مباشر بين البروم ومحلول هيدروأوكسيل الصوديوم. التفاعل مشع للحرارة ΔH<0 في هذا التفاعل يتحول جزء ملحوظ من ال Br2 إلىBr-1 . في العملية الصناعية من المهم إعادة تحويل أيونات Br-1 إلى Br2 لاستعمال متكرر في الإنتاج. يتم إعادة تحويل أيونات Br-1 إلى Br2 بواسطة عملية تحليل كهربائي (إلكتروليزا) حسب التفاعل التالي: العملية المقابلة لعملية أكسدة أيونات البروم التي تحدث بجانب الأنودا، يحدث بجانب الكاتودا التفاعل التالي: الهيدروجين الناتج يُمكن استعماله في تصنيع بروميد الهيدروجين.

58 استحضار برومات الصوديوم (NaBrO3)
عند إدخال البروم إلى الماء تحدث أيضّا مجموعة من التفاعلات التالية: في شروط PH حامضية قوية يُمكن أن يحدث بجانب الأنودا تفاعل منافس:

59 المرحلة الأولى (التفاعل)
في هذه المرحلة يتم إضافة بروم سائل إلى محلول هيدروأوكسيل الصوديوم إلى الوعاء I (والذي يحفظ في PH قاعدي ثابتًا). حيث يحدث التفاعل التالي: المحلول الناتج يتم نقله إلى الوعاء II (والذي يحفظ في PH قاعدي ثابتًا). لهذا الوعاء يتم إضافة محلول بروميد الأمونيوم (NH4NO3(aq) ) لكي نتخلص من بقايا أيونات Br-1(aq) حسب التفاعل التالي

60 المرحلة الثانية: فصل البلورات من المحلول
المحلول الناتج في الوعاء II يتم نقلها إلى مصفاة خاصّة ومنها إلى مبلوِر فيه يتم تبخير جزء من الماء حيث نحصل على محلول فوق الإشباع وبذلك ترسب بلورات برومات الصوديوم وهو الناتج المطلوب. بلورة – عملية ترسيب بلورات صلبة من محلول مشبع. نحصل على محلول طيني لزج التي تدخل إلى منظومة خاصّة (جهاز طرد عن المركز) يتم فيها عدة عمليات: ترشيح، الشطف في الماء، ترشيح آخر وتجفيف بواسطة هواء ساخن. بعد هذه العملية نحصل على بلورات بيضاء برومات الصوديوم وهو الناتج والمحلول. الذي عبارة عن محلول مشبع لبرومات الصوديوم وتحتوي على تركيز عالٍ من أيونات البروم. المادة الصلبة تُنقل إلى تكملة المعالجة. المحلول يتم نقله إلى جهاز للتحليل الكهربائي.

61 المرحلة الثالثة: الإلكتروليزا
في مرحلة إضافية في عملية إنتاج برومات الصوديوم يُجرون تحليلاً كهربائياً يحدث خلاله التفاعل: في الجهاز توجد عدة خلايا إلكتروليزا الموصولة على التوازي، الانودا مغطاة بمعادن نادرة (قليلة الفعالية) والكاتودا مصنوعة من الفولاذ. لكي نزيد من الفائدة الكهربائية ولا نسبب لتبذير الطاقة، من المفضّل إجراء عملية الإلكتروليزا بجهد كهربائي منخفض قدر المستطاع. يُمكن تخفيض الجهد بواسطة رفع درجة الحرارة وهذا مثال لتعارض بين الإيجابيات والسلبيات.

62 المرحلة الثالثة – إلكتروليزا - تكملة
من جهة من المفضّل رفع درجة الحرارة لأنّه يقلل من الجهد الكهربائي المستعمل. من جهة أُخرى رفع درجة الحرارة يؤدي إلى مشكلات في العملية ومعيقات تكنولوجية. كل هذا يتعلق بعدة أمور: مدى التي تُبنى منها الإلكترودات والخلايا درجة غليان المحلول تأثير درجة الحرارة على المقاومة الكهربائية للمحلول الهيدروجين المنطلق من عملية التحليل الكهربائي يتم نقله إلى برج امتصاص لفصل بقايا البروم. غاز الهيدروجين يُمكن استغلاله في عملية تصنيع بروميد الهيدروجين.

63 المرحلة الرابعة: غربلة البلورات
البلورات التي نحصل عليها تكون بأحجام مختلفة: منها الصغيرة، المتوسطة والكبيرة. وجود بلورات بأحجام مختلفة قد تسبب عملية تصلّب وتكتّل حيث نحصل على كتلة كبيرة متصلّبة (גיוש). لكي نقلل من هذه العملية يتم فصل البلورات بواسطة عملية الغربلة (ניפוי). البلورات المتوسطة تكون الناتج الذي يتم بيعه. البلورات الصغيرة والكبيرة يتم استخدامها على شكل محلول لاستحضار برومات البوتاسيوم.

64 استحضار برومات البوتاسيوم

65 استحضار برومات البوتاسيوم (KBrO3)
يُجرون العملية في مرحلتين، I وَ II: إذابة في الماء للمادتين المتفاعلتين NaBrO3(s) و َ KCl(s). ترسيب . الرسم البياني التالي يصف تغيّر الذائبية كدالة لدرجة الحرارة، للمواد المرتبطة بالتفاعل.

66 كيف تتم العملية نذيب برومات الصوديوم وكلوريد البوتاسيوم.
عملية الإذابة تتم أثناء عملية التسخين إلى درجة حرارة بين 70 0C إلى 80 0C. بعد عملية الترشيح لإزالة الشوائب. يقوموا بتبريد المحلول من درجة حرارة 5 0C إلى 10 0C. في هذه الدرجة ترسب مادة برومات البوتاسيوم، وبينما كلوريد الصوديوم يبقى في المحلول حسب التفاعل التالي:

67 التجفيف والتغليف والتخزين
يتم تجفيف برومات البوتاسيوم والتي عبارة عن مادة صلبة بلورية، والتي تغلّف بأكياس بلاستيكية (بولي ايتلين) والتي توضع في أوعية من الكرتون المقوّى. التخزين: يتم خزن المادة تحت مراقبة شديدة وإبعاد عن مواد مختزلة، لأنّ المادتين (برومات الصوديوم وبرومات البوتاسيوم) تعتبر مواد مؤكسدة قوية.