Бромид - ион — это отрицательно заряженная форма ( Br− ) элемента брома , члена группы галогенов в периодической таблице . Большинство бромидов бесцветны. Бромиды имеют множество практических функций, их можно найти в противосудорожных средствах, огнестойких материалах и клеточных красителях. [3] Хотя это случается редко, хроническая токсичность бромида может привести к бромизму , синдрому с множественными неврологическими симптомами. Токсичность бромида также может вызвать тип кожной сыпи, см. бромид калия . Ионный радиус бромид-иона составляет 196 пм. [4]
Бромид присутствует в типичной морской воде (35 PSU ) с концентрацией около 65 мг/л, что составляет около 0,2% всех растворенных солей . Морепродукты и глубоководные растения обычно имеют более высокие уровни, чем продукты, полученные с суши. Бромаргирит — природный, кристаллический бромид серебра — является наиболее распространенным известным минералом бромида, но все еще очень редок. Помимо серебра, бром также содержится в минералах в сочетании с ртутью и медью. [5]
Бромидные соли щелочных металлов , щелочноземельных металлов и многих других металлов растворяются в воде (и даже в некоторых спиртах и нескольких эфирах), давая бромид-ионы. Классический случай — бромид натрия, который полностью диссоциирует в воде:
Бромистый водород, который является двухатомной молекулой , приобретает солеподобные свойства при контакте с водой, давая ионный раствор, называемый бромистоводородной кислотой . Процесс часто описывается упрощенно как включающий образование гидроксониевой соли бромида:
Бром легко реагирует с водой, т.е. подвергается гидролизу:
Это образует бромноватистую кислоту (HOBr) и бромистоводородную кислоту (HBr в воде). Раствор называется « бромная вода ». Гидролиз брома более благоприятен в присутствии основания, например, гидроксида натрия :
Эта реакция аналогична производству отбеливателя , где хлор растворяется в присутствии гидроксида натрия. [6]
Можно проверить наличие бромид-иона, добавив окислитель. Один из методов использует разбавленную HNO 3 .
Метод Баларда и Лёвига может быть использован для извлечения брома из морской воды и некоторых рассолов. Для образцов, тестируемых на достаточную концентрацию бромида, добавление хлора производит бром (Br 2 ): [7]
Основная коммерческая ценность бромида заключается в его использовании в производстве броморганических соединений , которые сами по себе являются довольно специализированными. Броморганические соединения обычно используются в качестве бромированных антипиренов . [8] Некоторые бромированные антипирены были идентифицированы как стойкие, биоаккумулятивные и токсичные как для людей, так и для окружающей среды, и подозревались в том, что они вызывают нейроповеденческие эффекты и эндокринные нарушения . [9] [10]
Многие бромиды металлов производятся в промышленных масштабах, включая LiBr , NaBr, NH4Br , CuBr , ZnBr2 и AlBr3 . AgBr используется для в значительной степени устаревшего фотографического процесса желатинового серебра . [11]
Бромид лития использовался в качестве седативного средства с начала 1900-х годов. Однако в 1940-х годах он впал в немилость из-за растущей популярности более безопасных и эффективных седативных средств (в частности, барбитуратов ), а также из-за того, что некоторые пациенты с сердечными заболеваниями умирали после использования заменителя соли (см. хлорид лития ). [12] Подобно карбонату лития и хлориду лития , он использовался для лечения биполярного расстройства .
С 1954 по 1977 год австралийский биохимик Ширли Эндрюс исследовала безопасные способы использования лития для лечения маниакально-депрессивных заболеваний , работая в психиатрической больнице Royal Park в Виктории . Проводя это исследование, она обнаружила, что бромид вызывает симптомы психического заболевания, что привело к значительному сокращению его использования. [13]
Соединения брома, особенно бромистый калий , часто использовались в качестве седативных средств в 19-м и начале 20-го веков. Их использование в безрецептурных седативных средствах и средствах от головной боли (таких как Bromo-Seltzer ) в Соединенных Штатах продолжалось до 1975 года, когда бромиды были изъяты из состава из-за хронической токсичности . [14] Такое использование дало слову «бромид» разговорный оттенок утешительного клише . [15]
Говорят, что во время Первой мировой войны британским солдатам давали бромид, чтобы обуздать их сексуальное влечение. [16]
Соли брома используются в гидромассажных ваннах в качестве мягких бактерицидных средств для образования гипобромита на месте .
Бромид-ион является противоэпилептическим средством и в виде бромидной соли используется в ветеринарии в США. Почки выделяют бромид-ионы. Период полураспада бромида в организме человека (12 дней) велик по сравнению со многими фармацевтическими препаратами, что затрудняет корректировку дозировки. (Новая доза может потребовать несколько месяцев для достижения равновесия.) Концентрация бромид-ионов в спинномозговой жидкости составляет около 30% от концентрации в крови и сильно зависит от потребления хлорида организмом и метаболизма. [17]
Поскольку бромид все еще используется в ветеринарии в Соединенных Штатах, ветеринарные диагностические лаборатории могут регулярно измерять уровень бромида в крови. Однако это не является общепринятым тестом в медицине человека в США, поскольку нет одобренных FDA применений бромида. Терапевтические уровни бромида измеряются в европейских странах, таких как Германия , где бромид все еще используется в терапевтических целях при эпилепсии у людей.
Бромид редко упоминается в биохимическом контексте. Некоторые ферменты используют бромид в качестве субстрата или кофактора .
Ферменты бромопероксидазы используют бромид (обычно в морской воде) для получения электрофильных бромирующих агентов. Сотни органобромных соединений производятся этим процессом. Известными примерами являются бромоформ, тысячи тонн которого производятся ежегодно таким образом. Исторический краситель тирский пурпур производится с помощью похожих ферментативных реакций. [18]
В одном специализированном отчете бромид является существенным кофактором в пероксидационном катализе сульфониминовых сшивок в коллагене IV. Эта посттрансляционная модификация происходит у всех животных, а бром является существенным микроэлементом для людей. [19]
Эозинофилам нужен бромид для борьбы с многоклеточными паразитами. Гипобромит вырабатывается эозинофильной пероксидазой , ферментом, который может использовать хлорид, но преимущественно использует бромид. [20]
Средняя концентрация бромида в крови человека в Квинсленде, Австралия, составляет5,3 ± 1,4 мг/л и варьируется в зависимости от возраста и пола. [21] Гораздо более высокие уровни могут указывать на воздействие бромированных химикатов. Он также обнаружен в морепродуктах.