Bromure d'hydrogène

Cet article concerne le gaz bromure d'hydrogène. Pour des informations concernant le bromure d'hydrogène en solution, voir l'article acide bromhydrique.

Bromure d'hydrogène
Général
Nom IUPAC
N CAS	10035-10-6
N EINECS	233-113-0
Apparence	gaz comprime liquefie, incolore, d'odeur acre.
Propriétés chimiques
Formule brute	HBr
Masse molaire	80,912 ± 0,001 g·mol
pKa	-9
Moment dipolaire	0,8272 ± 0,0003 D
Propriétés physiques
T° fusion	-87 °C
T° ébullition	-67 °C
Solubilité	dans l'eau à 20 °C : 1 930 g·l
Masse volumique	1,8 g·cm
Pression de vapeur saturante	à 20 °C : 2 445 kPa
Point critique	85,5 bar, 90,05 °C
Thermochimie
S	198,7 J/mol·K
ΔH	–36,3 kJ/mol
ΔH°	12,69 kJ·mol (1 atm, 25 °C)
Cp	29,1 J/mol·K (25 °C)
Précautions
Directive 67/548/EEC

C

NFPA 704
0 3 0
SIMDUT
A, D1A, E,
SGH
Danger H314, H335,
Inhalation	toxique
Peau	Très corrosif
Yeux	Très corrosif
Écotoxicologie
Seuil de l’odorat	bas : 2 ppm
Unités du SI & CNTP, sauf indication contraire.

Le bromure d’hydrogène, de symbole chimique HBr, est un gaz incolore toxique et hautement corrosif, qui forme des fumées blanches au contact de l’humidité. Ces fumées sont constituées d’acide bromhydrique, qui se forme lorsque le bromure d’hydrogène est dissous dans l’eau. Le bromure d’hydrogène est un produit chimique assez utilisé en chimie, dans l’industrie ou dans les laboratoires. Le nom HBr se réfère parfois de manière impropre à l’acide bromhydrique au lieu du bromure d’hydrogène gazeux. Les chimistes parlent également d'acide bromhydrique gazeux ou anhydre pour se référer au bromure d'hydrogène.

Le bromure d'hydrogène a été étudié et préparé par le chimiste Antoine-Jérôme Balard lors de sa découverte du brome dans les marais salants près de Montpellier.

La molécule de bromure d’hydrogène HBr est une molécule diatomique constituée d’un atome d’hydrogène H et d'un atome de brome Br, liés par une liaison covalente simple. Le brome étant plus électronégatif que l’hydrogène, la liaison est polarisée. En conséquence, la molécule porte un moment dipolaire, avec une charge partielle négative δ- portée par l’atome de brome et une charge partielle positive δ+ portée par l’atome d’hydrogène. Le bromure d’hydrogène est donc une molécule polaire et est très soluble dans l’eau et dans les solvants polaires. Les solutions d'acide bromhydrique sont saturées avec 68,85% de HBr en poids. À température ambiante, le bromure d'hydrogène est un gaz à odeur âcre, fumant dans l'air humide à cause de la formation d'acide bromhydrique.

Le bromure d'hydrogène est industriellement produit en petite quantité par rapport au chlorure d'hydrogène et à l'acide chlorhydrique qui sont des produits majeurs de l'industrie chimique. La préparation la plus courante de HBr se fait en mélangeant du dihydrogène et du dibrome à haute température (200 à 400 °C). La réaction est généralement catalysée par du platine.

Synthèse du bromure d'hydrogène

La préparation de HBr se fait à l'aide de nombreuses méthodes.

Une synthèse très simple utilise la réaction entre l'acide sulfurique et le bromure de sodium :

NaBr(s) + H₂SO₄(aq) → NaHSO₄(s) + HBr(g)

Cependant cette synthèse n'a pas un bon rendement car le bromure d'hydrogène formé est oxydé en dibrome par l'acide sulfurique :

2HBr(g) + H₂SO₄(aq) → Br₂(g) + SO₂(g) + 2H₂O(l)

Pour cette méthode, des acides non oxydants comme l'acide acétique ou l'acide phosphorique peuvent être utilisés.

La réduction du dibrome par l'acide phosphoreux ou par le dioxyde de soufre permet aussi d'obtenir HBr :

Br₂ + H₃PO₃ + HO → H₂PO₄(s) + 2HBr(g)

Br₂ + SO₂ + 2H₂O → H₂SO₄ + 2HBr(g)

Enfin, l'hydrolyse des bromures métalliques permet de former du bromure d'hydrogène, simplement humide et souillé par des traces de corps ayant pris part à la réaction avec un bon rendement. C'est un procédé couramment employé.

Le bromure d'hydrogène entraîne toujours des vapeurs d'eau de dibrome. Ces dernières sont éliminées par une pâte de phosphore rouge et d'eau ou d'acide bromhydrique, rendu perméable par de petits fragments de tube de verre. Sec et sans dibrome, le gaz n'attaque plus le caoutchouc.

Le bromure d'hydrogène a de nombreuses utilisations dans la synthèse de produits organiques.

Par exemple, il est utilisé pour produire des bromures d'alkyle à partir d'alcools :

ROH + HBr → ROH₂ + Br → RBr + H₂O

Il est ajouté aux alcènes pour donner des bromoalcanes :

RCH=CH₂ + HBr → RCH(Br)–CH₃

Il est additionné aux alcynes pour former des bromoalcènes. La stéréochimie de ce type d'addition est anti :

RC≡CH + HBr → RCH(Br)=CH₂

Il est ajouté aux halogénoalcènes pour former un dihalogénoalcane géminal. Ce type d'addition suit la règle de Markovnikov :

RC(Br)=CH₂ + HBr → RC(Br₂)–CH₃

Aussi le bromure d'hydrogène est utilisé pour ouvrir des époxydes et des lactones ainsi que dans la synthèse de bromoacétals. Et pour finir le bromure d'hydrogène est un catalyseur pour de nombreuses réactions organiques.

Le bromure d'hydrogène réagit avec la plupart des métaux en présence d'humidité et forme du dihydrogène, un gaz très inflammable. La réaction avec les bases peut être très violente. Il réagit aussi avec l'eau pour former de l'acide bromhydrique, un acide fort. Ce produit ne doit pas être rejeté dans l'environnement car il provoque un changement de pH des eaux. En mélange avec de l'eau, il provoque une corrosion rapide. Le bromure d'hydrogène est un gaz plus lourd que l'air et il peut s'accumuler sous le sol ou dans des endroits confinés. Dans une atmosphère humide il se dégage des vapeurs blanches.