Бромид железа(III) (10031-26-2) Физико-химические свойства

Химический профиль

Бромид железа(III)

Неорганическая соль бромида железа(III), используемая в качестве кислотного катализатора Льюиса и реагента для бромирования в синтезе и технологической химии; обычно поставляется в виде гигроскопичного, коррозийного твердого вещества, требующего контролируемого обращения.

Номер CAS	10031-26-2
Класс веществ	Галогениды железа / неорганическая соль бромида
Типичная форма	Порошок или кристаллическое твердое вещество
Распространённые сорта	EP

Применяется в промышленности и на этапе НИОКР как кислотный катализатор Льюиса и реагент для бромирования электрофильного галогенирования ароматических соединений; закупки и контроль качества обычно требуют сорта EP или эквивалентного с определённым содержанием и пределами влажности. Из-за чувствительности к влаге и коррозионной активности следует обеспечивать сухое хранение, совместимую упаковку, регулярный контроль качества (анализ, содержание воды) и правильные инженерные средства защиты и СИЗ при обращении и формулировании.

Бромид железа(III) — неорганический галогенид железа(III), относящийся к классу металлических бромидов; его стехиометрическая формула представлена молекулярной формулой \(\ce{Br3Fe}\). Структурно лучше всего описывается как сочетание центра железа(III) с высокой плотностью заряда и трёх бромидных анионов. Центр \(\ce{Fe^{3+}}\) — жёсткий кислотный Льюис, имеющий сильную склонность к координации и гидролизу; бромид — относительно мягкий, однозарядный галогенидный анион, обеспечивающий слабо координирующий характер по сравнению с более сильно донорными лигандами. Вычисленные дескрипторы показывают отсутствие доноров водородных связей и небольшое количество акцепторов, что соответствует неорганической соли, а не органической ковалентной молекуле.

В конденсированных фазах соединение ведёт себя как полярный ионный материал, химически активный по отношению к нуклеофилам и протонным средам. Контакт с водой приводит к гидролизу центра железа(III) и образованию кислотных гидроксо/бромсоединений железа и бромистоводородной кислоты; этот гидролиз доминирует в наблюдаемой химии раствора и сильно влияет на стабильность, коррозионность и совместимость. В качестве кислотного Льюиса бромид железа используется в гетерогенном и гомогенном катализе, где необходима электрофильная активация или бромирование; его окислительно-восстановительная и галогеновая химия также делают его важным в синтетических и реагентных приложениях.

Распространённые коммерческие сорта данного вещества включают: EP.

Основные физические свойства

Плотность

Экспериментально установленное значение этого свойства отсутствует в текущих данных.

Температура плавления или разложения

Экспериментально установленное значение этого свойства отсутствует в текущих данных.

Растворимость в воде

Бромид железа является ионным бромидом и растворяется в полярных растворителях; однако растворимость в воде осложняется быстрым гидролизом центра \(\ce{Fe^{3+}}\). В водном растворе соль не ведёт себя как простой инертный электролит: гидролиз приводит к образованию бромистоводородной кислоты и содержащих железо гидроксо/бромсоединений, поэтому видимая растворимость и специация зависят от pH и концентрации. В полярных органических растворителях (например, галогенсодержащих, ацетонитриле) солватация ионов или координация молекул растворителя с железом могут увеличивать видимую растворимость по сравнению с водой.

pH раствора (качественное поведение)

Водные растворы бромида железа кислые из-за гидролиза \(\ce{Fe^{3+}}\), который образует протонированные виды и выделяет бромистоводородную кислоту. pH будет сильно кислым при умеренной концентрации; точное значение pH зависит от концентрации, температуры и степени гидролиза и комплексообразования. Однозначное численное значение pH раствора в текущих данных отсутствует.

Химические свойства

Кислотно-основное поведение

Доминирующая кислотно-основная характеристика — кислотность Льюиса, связанная с \(\ce{Fe^{3+}}\). В протонных растворителях \(\ce{Fe^{3+}}\) претерпевает поэтапный гидролиз с образованием видов \(\ce{Fe(OH)^{2+}}\), \(\ce{Fe(OH)2^{+}}\) и полимерных гидроксоформ железа с одновременным выделением протонов (повышая кислотность). Бромид выступает как слабо координирующий контр-ионом и не является значимой основанием по Брёнстеду в данном контексте. В неабсорбентных средах центр железа может принимать электронную плотность от донорных растворителей или лигандов, модифицируя кислотность Льюиса и реакционную способность.

Реакционная способность и стабильность

Бромид железа(III) чувствителен к влаге и химически активен по отношению к нуклеофилам и восстановителям. Контакт с водой приводит к гидролизу и образованию кислот; контакт с сильными восстановителями может восстанавливать железо(III) до более низких степеней окисления и вызывать выделение брома или бромидных видов. Материал коррозионно активен и может вызывать сильные ожоги при контакте. Термическая стабильность ограничена по сравнению с инертными неорганическими солями; при нагревании или в сильно восстановительной/окислительной среде возможен разложение с выделением паров, содержащих бром. Хранение материала следует обеспечивать в сухом виде и отдельно от несовместимых веществ (сильных восстановителей, оснований и веществ, реагирующих с кислотами или окислителями с большой энергией).

Молекулярные и ионные параметры

Формула и молекулярная масса

Молекулярная формула: \(\ce{Br3Fe}\)
Молекулярная масса: 295.56 \(\mathrm{г}\,\mathrm{моль}^{-1}\)
Точная масса: 294.68790
Моноизотопная масса: 292.68995

Дополнительные вычисленные признаки: - Количество доноров водородных связей: 0
- Количество акцепторов водородных связей: 3
- Количество вращающихся связей: 0
- Топологическая полярная поверхность (TPSA): 0
- Количество тяжёлых атомов: 4
- Формальный заряд (в целом): 0

Составляющие ионы

Соединение состоит из катиона железа(III) и анионов бромида: \(\ce{Fe^{3+}}\) и \(\ce{Br^-}\). Ионная природа определяет большую часть растворимости, реакционной способности и коррозионных свойств соединения.

Идентификаторы и синонимы

Регистрационные номера и коды

Номер CAS: 10031-26-2
Устаревший CAS: 12258-65-0
Номер EC: 233-089-1
UNII: 9RDO128EH7
DSSTox Substance ID: DTXSID40894107

Дополнительные идентификаторы присутствуют в списках поставщиков и реестров, включая различные внутренние и регистрационные коды; основным уникальным регистрационным идентификатором, обычно используемым при закупке и спецификациях, является указанный выше номер CAS.

Синонимы и общие наименования

Распространённые и зарегистрированные имена/синонимы включают: - Бромид железа(III)
- Бромид железа (\(\ce{FeBr3}\)) — представлен в исходных строках синонимов (отформатировано здесь согласно номенклатуре химических формул)
- IRON (III) BROMIDE
- Трибромид железа
- железо(3+);трибромид
- \(\ce{Br3Fe}\)
- железо(3+) трибромид
- Ferric Bromide; Iron Tribromide; Iron(III) Bromide

Структурные идентификаторы: - SMILES: [Fe+3].[Br-].[Br-].[Br-]
- InChI: InChI=1S/3BrH.Fe/h3*1H;/q;;;+3/p-3
- InChIKey: FEONEKOZSGPOFN-UHFFFAOYSA-K

Промышленные и коммерческие применения

Функциональные роли и отрасли использования

Бромид железа(III) главным образом функционирует как кислотный катализатор Льюиса и реагент для бромирования. Он применяется в производстве тонких и специальных органических соединений, где требуется электрофильное бромирование или активация субстратов кислотой Льюиса. Его способность активировать ароматические субстраты к электрофильному замещению делает его полезным в синтетических методологиях как в лабораторных, так и в промышленных условиях.

Типичные примеры применения

Катализатор-кислота Льюиса для бромирования и галогенирования ароматических соединений.
Реагент в органическом синтезе для получения бромированных промежуточных продуктов или активации субстратов для дальнейшей функционализации.
Применение обычно осуществляется в контролируемых, мелкомасштабных операциях в синтетических лабораториях или процессах, где коррозионно-активные, кислотные реагенты обрабатываются с использованием соответствующих инженерных средств защиты.

Обзор безопасности и обращения

Опасности для здоровья и окружающей среды

Классификации опасности и предупреждения, указанные в производственных и поставщических документах, свидетельствуют о значительных острых и коррозионных рисках: - H302 (10,9%): Вредно при проглатывании.
- H314 (13%): Вызывает тяжелые ожоги кожи и повреждение глаз.
- H315 (87%): Вызывает раздражение кожи.
- H319 (87%): Вызывает сильное раздражение глаз.
- H335 (87%): Может вызывать раздражение дыхательных путей.

Токсикологические аспекты связаны как с химией брома / бромидов, так и с токсичностью иона железа(III): соединения, связанные с бромом, являются сильными окислителями и могут вызывать повреждения слизистых оболочек; продукты гидролиза (бромоводородная и бромная кислоты) способствуют коррозионным эффектам. Хроническое или большое системное воздействие бромида может вызвать неврологические эффекты (бромизм), характеризующиеся угнетением центральной нервной системы и нейропсихиатрическими симптомами. Основные пути воздействия включают ингаляцию пыли или паров, кожный контакт и проглатывание.

Основные меры первой помощи: - ГЛАЗА: Промыть проточной водой в течение нескольких минут; обратиться за медицинской помощью.
- КОЖА: Промыть пораженный участок обильным количеством воды не менее 15 минут; снять загрязненную одежду и обратиться за медицинской помощью.
- ПРОГЛАТЫВАНИЕ: Не вызывать рвоту; прополоскать рот и немедленно обратиться к врачу.
- ИНГАЛЯЦИЯ: Вынести пострадавшего на свежий воздух; при необходимости провести искусственное дыхание и обратиться за медицинской помощью.

Для получения подробной информации об опасностях, транспортировке и нормативных требованиях рекомендуется обращаться к паспорту безопасности (SDS) конкретного продукта и местному законодательству.