消毒剂溴

溴是什么时候被发现的?
1825年，德国化学专业的学生C. Löwig对沼泽中的(富含溴化镁的)水进行了研究。后删除氯他把氯气注入溶液中。在这个过程中，一种新的物质出现了;溴。Löwig通过乙醚萃取和蒸馏分离出溴。法国化学家巴拉德(A. Ballard)在海藻的提取物中发现了溴，他从海藻中除去了氯。巴拉德开发了从海水中分离各种盐的工业方法。“溴”这个词来自希腊单词bromos(=气味)。它指的是溴的刺鼻气味。

溴的特征是什么?
溴的原子序数是35。像氯一样，它是一种卤素，很容易与其他元素发生反应。在自然界中，溴只能存在于化合物中。这些组合称为溴基。溴化物用于获得纯溴和生产溴制品。后氟在美国，溴是反应性最强的元素。它与许多不同的物质发生反应，对有机物质具有很强的腐蚀性和破坏性。
溴是唯一在室温和标准压力下呈液体状态的非金属元素。它是一种红色液体，容易蒸发和气味。溴大约是水的3到12倍重。在58,8°C时它变成气态，而在- 7,3°C或更低的温度时它是固体。

溴是一种漂白剂。它的液体形式是有毒的，溴蒸汽对人的皮肤、眼睛和呼吸道具有破坏性。它会导致严重烧伤。1 ppm的浓度会使人流泪，如果吸入10 ppm以下的浓度，就会开始咳嗽，呼吸道也会受到刺激。

溴易溶于水(每升水含35克)，碳二硫化物和其他有机溶液。当溴加入水中时，会形成次溴酸。亚溴酸是一种弱酸。它部分分离形成氢离子和次溴酸盐离子。次溴酸和次溴酸离子的速率由水的pH值决定。当pH值在6.5 - 9之间时，水溶液中同时存在次溴酸和次溴酸离子。

如果水中含有氨氮，溴胺将形成(NH₂Br, NHBr₂和NHBr_3.)．在消毒方面，溴胺和次溴酸一样有效。改变pH值会影响形成的单溴胺、二溴胺和三溴胺的数量。

在哪里可以找到溴?
在自然界中，溴可以作为溴盐或有机溴物质存在。这些物质是由几种海洋生物产生的。溴主要存在于海水、盐湖和卤水中的可溶性盐中。
海水中溴的含量约为65 ppm。在卤水中发现的溴浓度要高得多，在2500到10000 ppm之间。
溴可从美国和中国的卤水来源、以色列和约旦的死海以及威尔士和日本的海水中获得。其他富含溴的地区有法国、意大利、土库曼斯坦、乌克兰、阿塞拜疆和德国。在岩石和地壳中也可以找到溴。

图1:溴主要以溴化物盐的形式存在于海中

溴是如何产生的?
溴在1825年首次被发现，但直到1860年才大规模生产。在过去，溴是通过溴化物、软锰矿和硫酸之间的反应产生的。

MnO₂+ 4 H⁺+ 2溴^-→Mn^{2 +}+ 2 H₂O + Br₂

少量溴也可以通过固体溴化钠(NaBr)和浓硫酸(H₂所以₄)．首先，生成溴化氢气体(HBr)。这种气体被硫酸氧化成溴和二氧化硫。

NaBr (s) + H₂所以₄(l)→HBr (g) + NaHSO₄(年代)
2HBr (g) + H₂所以₄(左)→Br₂(g) +₂(g) + 2 h₂O(左)

另一种方法是溴溶液电解。在正电极上形成溴:

2溴^-→Br²+ 2 e -

现在，溴通常是通过向富含溴的水溶液中注入氯而产生的pH值3.5。
海水用氯气和空气处理。氯气比溴氧化成溴。当在含有溴的水溶液中加入氯化水时，由于溴的形成，溶液会变成棕色。

2溴^-+氯₂→2氯^-+ Br₂

溴的用途是什么?2021欧洲杯单场彩票007胜胜
已知的含溴产品的第一个应用是紫色。这种物质是由紫色的蜗牛产生的，罗马人用它把衣服涂成紫色。这是一项要求很高的活动，只有最富有的罗马人才能买到这些衣服。
现在溴有许多用途。2021欧洲杯单场彩票007胜胜在工业和农业中，它被大规模用于生产含溴物质。溴主要用于生产二溴乙烯;含铅燃料的一种成分由于其对环境的破坏作用，该产品已不再使用。溴被应用于溴化阻燃剂、医药、摄影、石油生产、涂料和农药中。在水处理中，溴被用作游泳池消毒和冷却塔消毒的替代品氯．

消毒与溴
在美国，溴自20世纪30年代以来一直被用于水的消毒。

溴可以用来消毒游泳池吗?
溴类物质是消毒剂，可用作氯的替代品。在游泳池中，溴被用来抑制游泳水中藻类、细菌和异味的形成和生长。在美国，溴自1936年以来一直被用于处理游泳水。第二次世界大战期间，氯变得稀缺，许多游泳池开始使用溴来消毒。
溴可以以液体形式或混合物形式施用。当溴以流体形式施加时，建立以下平衡:

Br₂+ 2 h₂O ' s + H_3.O⁺+ Br^-
HOBr h + 2₂O«办公室^-+ H_3.O^-

这种平衡很大程度上取决于pH值。在通常在游泳池中发现的pH值下，溴主要以次溴酸(HOBr)的形式存在。溴必须与氧化剂结合使用(例如氯或臭氧)．

Br₂+ 2 h₂O ' s + H_3.O⁺+ Br^-
HOBr h + 2₂O«办公室^-+ H_3.O^-

表1:pH值对次溴酸形成的影响。

由于使用液体溴有风险，1958年研制出含溴棒。这个棒状物质是溴-氯-二甲基海因(Dihalo DMH)。氯和溴都连着a氮Atom，它充当有机支持。应用于水中，DHM被水解形成次氯酸。也会形成一些HOCl。次氯酸盐离子与溴化物反应生成次溴酸。Bromine-chlorine-dimethylhydantoine(BCDMH)是有机物质;消毒氧化后残留无溴。当BCDMH溶于水中时，释放出次溴酸和次氯酸。这些物质与溴(溴)发生反应^{- - - - - -})，导致产生额外的次溴酸。这就是为什么溴既可以作为消毒剂又可以作为氧化剂。水中BCDMH的浓度不应达到200mg /L或更高，否则会破坏残留消毒剂与有机物的平衡。BCDMH的一个优点是它在储存时是无害的。它很容易使用。有时，pH值需要调整。

BCDMH以片剂或粉盒的形式提供。它的保质期很长，溶解速度很慢。另一种可用的系统是将溴盐(溴化钠)溶解在水中，并通过添加氧化剂(次氯酸盐或溴化钠)使其活化臭氧)．首先，往水里加盐。其次，加入氧化剂活化溴，形成次溴酸。

在消毒过程中，次溴酸解离成溴离子。这些离子可以被重新激活。
溴与水中的其他物质发生反应，形成含溴物质。这些物质是消毒剂，不散发气味。溴不会氧化氨或其他氮物质。次溴酸与阳光发生反应。

当pH值在7到8之间时，5二溴胺是溴的最常见形式。在杀死微生物方面，二溴胺几乎和游离氯一样有效。二溴胺非常活跃，通常很快分解成溴离子。正因为如此，水中没有溴残留。

图2:不同pH值和不同氨浓度下溴的不同形态。

用作杀菌剂的最重要的溴化物质是溴化钠和溴化二甲基二溴化氢。

溴可以用于饮用水的消毒吗?
自由溴(Br₂)不用于饮用水处理。它与有机物质的反应非常迅速，不会残留。溴使饮用水有一种可怕的药一样的味道。溴只能在紧急情况下使用。

溴是否用于冷却塔水的消毒?

溴可用于冷却塔水的消毒。在杀灭微生物方面，次溴酸的效果略低于次氯酸。冷却水的pH值决定了溴的存在形式。当pH值低于8,7时，形成更多的次溴酸(HOBr)。这比次溴酸盐离子更有效，次溴酸盐离子在pH值8,7以上更丰富。这就是为什么溴对碱性冷却塔水的消毒效果比氯好。pH值为7,6或更高时，主要形成次氯酸盐离子。这些都不如次氯酸有效。溴与氨反应生成溴胺。与氯胺相比，溴胺不稳定，会分解成次溴酸。 Most microorganisms in cooling towers can be treated with bromine, as long as there is enough bromine present.

图3:不同pH值下次溴酸和次氯酸的解离

溴的使用有什么好处和坏处?

优势
溴在水中的溶解性是氯的三倍。生产溴不需要危险气体。溴在水中的活性很短，因为它不能很强地结合。其优点是残留浓度低，不需要单独的物质来去除溴。

缺点

溴的反应性很强。为了保持充分的消毒，溴的添加量必须很高。溴与金属发生强烈反应，是一种腐蚀性物质。
在运输、储存或使用溴时，应采取安全措施。

溴的效率是多少?
当溴加入到富含氨的水中时所形成的溴胺在杀死致病微生物方面与游离氯一样有效。

溴的使用对健康有什么影响?

泳池内的溴浓度约为0.5毫克/升，会刺激眼睛和粘膜，并可导致气味滋扰。
在自然界中，溴存在于无机物中。在20世纪，人类已经生产出多种用途的有机溴。2021欧洲杯单场彩票007胜胜有机溴不是天然物质，对环境造成严重破坏。人类可以通过皮肤、食物吸收和吸入获得有机溴。它被广泛用作喷雾杀死昆虫和其他讨厌的害虫。有机溴对人和动物都是危险的。它会影响甲状腺、遗传物质和神经系统。

溴的使用对环境有什么影响?
溴被用作消毒剂，因为它对微生物有害。有机溴进入地表水后，会对水蚤、鱼类、龙虾和藻类的健康产生负面影响。

当溴用于水消毒时，溴胺和次溴酸与水中的有机物发生反应，形成溴化消毒副产物。这些可能对人体健康有害。

使用溴的法例是什么?

欧盟
在法国，溴被用来给游泳池消毒。法国游泳池中溴的标准是0.7毫克/升。浓度为0,5 mg/L会刺激粘膜、眼睛和气味。