Возрастающие с каждым днём потребности народного хозяйства Туркменистана в различных видах химической продукции определяют практическую необходимость планомерного и всестороннего использования промышленных подземных вод. Они в Туркменистане и являются основным источником получения брома.
В данной статье научный обозреватель информационного и аналитического портала CentralAsia.news известный туркменский учёный, доктор технических наук и эксперт Аллаберды Ильясов рассказал об этом ценном химическом элементе Периодической таблицы, его значении и использовании во многих сферах жизнедеятельности человека.
К промышленным подземным водам, или гидроминеральному сырью, относят подземные воды и рассолы, количество и качество которых позволяют в конкретных гидрогеологических условиях вести рентабельную добычу этих вод и извлечение из них полезной продукции существующими техническими средствами с применением современных технологических процессов.
БРОМ (лат.Bromum), Br — химический элемент VII группы периодической системы Менделеева, относится к галогенам, атомный номер 35, атомная масса 79,904; красно-бурая жидкость с сильным неприятным запахом. Бром открыт в 1826 французским химиком Антуаном Баларом при изучении рассолов средиземноморских соляных промыслов. Первым известным применением соединений брома было производство пурпурного красителя. Его добывали ещё во втором тысячелетии до нашей эры из моллюсков вида мурекс, накапливающих бром из морской воды.
Для изготовления фотоплёнки на основе бромида серебра, эта соль синтезируется в водном растворе желатина, при этом выпавшие кристаллики бромида серебра равномерно распределяются по всему объёму раствора.
Соли брома оказались очень эффективными лекарственными средствами для лечения многих нервных болезней. Использование бромида калия в медицине в качестве успокоительного и противосудорожного средства при лечении эпилепсии началось в 1857 году. В то время водные растворы бромида калия и натрия были известны под общим названием бром.
Для улучшения качества топлива — уменьшения его способности к детонации в двигателе — в 1921 году американский инженер Томас Мидгли предложил вводить в бензин дополнительный компонент — тетраэтилсвинец. Эта добавка оказалась очень эффективной, но при её использовании возникла новая проблема — отложения свинца в двигателях. Чтобы избежать их образования, этот компонент растворяли в бромуглеводородах — 1,2 -дибромэтана и этилбромида, полученная смесь получила название этиловая жидкость.
В середине прошлого века на производство этиловой жидкости расходовалась большая часть производимого брома — 75%. Сейчас использование этиловой жидкости не соответствует современным требованиям экологической безопасности и её мировое производство сокращается. Теперь основной областью использования брома является производство антипиренов от 40% мирового потребления брома.
Антипирены — вещества, защищающие материалы органического происхождения от воспламенения. Их применяют для пропитки тканей, изделий из древесины и пластмасс, производства негорючих красок.
Содержание брома в организме человека массой 70 кг составляет 260 мг. Среди неорганических анионов, входящих в состав крови бромид-ион занимает пятое место по количеству после хлорида, гидрокарбоната, фосфата и сульфата; его концентрация в плазме крови находится в пределах 20150 мкмоль/л. Бром находится в крови, мозге, печени, почках. Больше всего его в мозге. Физиолог Иван Павлов сказал: Человечество должно быть счастливо тем, что располагает таким драгоценным для нервной системы препаратом, как бром.
При нервных заболеваниях количество брома в крови и мозге снижается. Бромиды, широко используемые как лекарственные средства, при поступлении в организм распадаются с выделением ионов брома, которые не подавляют процессы возбуждения, а усиливают процессы торможения, то есть способствуют восстановлению правильного соотношения этих процессов в головном мозге. В этом и заключается целительное действие препаратов брома на нервную систему.
Физиологическая роль брома и его соединений в нашем организме проявляется также и в его действии на щитовидную железу. Для образования гормонов щитовидной железы необходим йод. Ионы же брома, поступая в организм в течение длительного времени, препятствуют накоплению в щитовидной железе ионов йода и тем самым угнетают её деятельность.
Бром поступает в организм главным образом с пищевыми продуктами растительного происхождения, а также при употреблении бромосодержащих минеральных вод. Чем меньше хлоридов и других солей содержит такая вода, тем отчетливее проявляется действие брома на организм человека. С пищей ежедневно поступает 0,824 мг, и 1/5 часть его накапливается в организме человека.
При работе с бромом следует пользоваться защитной спецодеждой, противогазом, перчатками. Уже при содержании брома в воздухе в концентрации около 0,001%, наблюдается раздражение слизистых оболочек, головокружение, а при более высоких концентрациях — спазмы дыхательных путей, удушье. При отравлении парами брома, пострадавшего нужно немедленно вывести на свежий воздух.
Жидкий бром при попадании на кожу вызывает болезненные ожоги. Из-за высокой химической активности и ядовитости, как паров брома, так и жидкого брома его следует хранить в стеклянной, плотно укупоренной толстостенной посуде.
Склянки с бромом располагают в ёмкостях с песком, который предохраняет склянки от разрушения при встряхивании. Из-за высокой плотности брома склянки с ним ни в коем случае нельзя брать за горло. Горло может оторваться, и тогда ядовитая жидкость окажется на полу. Для нейтрализации пролитого брома на поверхность, его надо немедленно покрыть кашицей из влажной соды.
Бром применяют довольно широко. Он — исходный продукт для получения ряда бромистых солей и органических производных. Большие количества брома, как было отмечено выше, расходуют для получения бромистого этила и дибромэтана — составных частей этиловой жидкости, добавляемой к бензинам для повышения их детонационной стойкости.
Жидкий бром представляет собой идеальный реагент для активации метана, обеспечивавший максимальную эффективность конверсии по углероду при синтезе более тяжелых молекул.
Специалистами Института химии Академии наук Туркменистана, проводились и многолетние исследовательские работы, в результате которых подтверждено наличие в Туркменистане огромного запаса такого химического элемента, как бром.
Значительная часть брома, например, в США — 24%, в форме бромидов кальция, натрия и цинка расходуется для изготовления буровых растворов, которые закачивают в скважины для увеличения объёма добытой нефти.
До 12% брома идёт на синтез пестицидов и инсектицидов, используемых в сельском хозяйстве и для защиты деревянных изделий.
Элементный бром и его соединения применяются в процессах водоочистки и водоподготовки.
Исходным сырьём для получения брома служат морская вода, озёрные и подземные рассолы и щелока калийного производства, содержащие бром в виде бромид-иона. Бром выделяют при помощи хлора и отгоняют из раствора водяным паром или воздухом. Отгонку паром ведут в колоннах, изготовленных из гранита, керамики или иного стойкого к брому материала.
Одним из наиболее перспективных путей совершенствования технологии получения брома и его солей является применение электрохимических методов получения хлора. Предложены различные варианты таких процессов, в частности, рассмотрено прямое анодное окисление брома рассола, как одна из разновидностей этого метода.
Бром, таким образом, является незаменимым компонентом в продукции разных отраслей экономик мира, и довольно-таки, рентабельным экспортным продуктом.