Broommonochloride (BrCl): eigenschappen, structuur en toepassingen

Ontdek eigenschappen, moleculaire structuur en toepassingen van broommonochloride (BrCl): reactiviteit, synthese, veiligheidsinformatie en industriële toepassingen.

Broommonochloride, ook bekend als broom(I)chloride of broomchloride, is een chemische verbinding met de brutoformule BrCl. De stof bevat broom in de +1 oxidatietoestand en chloor in de −1 oxidatietoestand. BrCl is geen zout met vrije chloride-ionen maar een diatomische interhalogeenverbinding met een covalente binding die een gedeeltelijk ionisch karakter heeft omdat chloor elektronegatiever is dan broom.

Eigenschappen

• Molecuulformule: BrCl
• Molaire massa: ongeveer 115,36 g·mol−1
• Fase en kleur: bij standaardomstandigheden treedt BrCl op als een gele tot roodbruine gas/vloeistof (kleur en aggregatietoestand hangen af van temperatuur en druk).
• Reactiviteit: sterke oxidator en electrophiel halogeermiddel; reageert snel met water, organische stoffen en reductoren.
• Polariteit: het diatomische molecuul is polair door het verschil in elektronegativiteit tussen Br en Cl, waardoor het een permanente dipool heeft.

Structuur en binding

BrCl is een lineair diatomair molecuul met één covalente binding tussen broom en chloor. Omdat chloor elektronegatiever is dan broom, draagt chloor relatief meer negatieve lading en broom een gedeeltelijke positieve lading; dit verklaart waarom broom formeel de +1-oxidatietoestand heeft en chloor −1. De binding vertoont daardoor gedeeltelijke ionische karakteristieken maar de stof treedt op als moleculaire (niet-ionsche) verbinding.

Voorbereiding

BrCl wordt meestal bereid door gecontroleerde reactie van broom (Br2) met chloorgas (Cl2):

Br2 + Cl2 → 2 BrCl

De reactie wordt bij lage temperatuur en in gecontroleerde hoeveelheden uitgevoerd om vorming van andere interhalogenen of vrij bromine te vermijden. Industriële of laboratoriumbereidingen vereisen goede ventilatie en strikte veiligheidsmaatregelen vanwege de giftigheid en reactiviteit van de gassen.

Chemische reacties

• Hydrolyse: BrCl reageert met water waarbij o.a. broomionen en hypochlorig zuur (HOCl) en/of bromwaterstof kunnen ontstaan; er treden complexe evenwichten op afhankelijk van pH en concentratie.
• Halogenering: BrCl werkt als elektrofiel halogeermiddel en kan organische verbindingen bromeren of chloreren, afhankelijk van reactieomstandigheden en substraten.
• Oxidatie: door zijn sterke oxidatieve eigenschappen wordt BrCl gebruikt om bepaalde anorganische en organische stoffen te oxideren; het reageert fel met reducerende stoffen en brandbare organische materialen.

Toepassingen

• Als reagens in organische synthese voor gecontroleerde halogeneringsreacties (bromering/chlorering).
• Als sterk oxiderend reagens in sommige analytische procedures en laboratoriummethoden (gebruik en methoden variëren; in laboratoria wordt BrCl met zorg toegepast bij oxidaties waar een combinatie van bromering en chlorering gewenst is).
• Als tussenproduct in halogeertechnologieën en in bepaalde industriële processen waar interhalogenen worden gebruikt; toepassingen zijn beperkt door de reactiviteit en het veiligheidsprofiel van BrCl.

Veiligheid en opslag

• Toxiciteit: BrCl is corrosief en toxisch; inademing veroorzaakt ernstige irritatie van luchtwegen en ogen en kan systemische effecten geven.
• Reactiviteit: reageert heftig met organische materialen, water en reductoren; vormt gevaarlijke dampen en kan brandbare mengsels veroorzaken wanneer het met organische stoffen in contact komt.
• Opslag: bewaar koel, droog en goed verlucht, in geschikte gasflessen of reactoren ontworpen voor corrosieve halogenen; houd het gescheiden van sterke reductoren en brandstoffen.
• Persoonlijke beschermingsmiddelen: draag geschikte ademhalingbescherming, handschoenen en oogbescherming; werk in een afzuigkap of goed geventileerde ruimte.

Naamgeving en classificatie

BrCl behoort tot de interhalogenen: binaire verbindingen die uitsluitend uit twee verschillende halogenen bestaan. De naam "broommonochloride" of “broom(I)chloride” benadrukt dat broom hier de formele +1-oxidatietoestand heeft. In systematische IUPAC-naamgeving wordt ook de aanduiding bromine(I) chloride gebruikt.

Samenvatting

BrCl is een polair, diatomair interhalogeen met broom in de +1-oxidatietoestand en chloor in de −1-oxidatietoestand. Het is een krachtig oxiderend en halogeernend reagens met toepassingen in synthese en analyse, maar het gebruik vereist strikte veiligheidsmaatregelen vanwege corrosiviteit en giftigheid.

Zoek op letter