البروميد

أيون البروميد هو الشكل سالب الشحنة ( Br− ) لعنصر البروم ، وهو أحد عناصر مجموعة الهالوجينات في الجدول الدوري . معظم البروميدات عديمة اللون. للبروميدات استخدامات عملية عديدة، فهي تدخل في تركيب مضادات الاختلاج، والمواد المقاومة للهب، وأصباغ الخلايا. [ 3 ] على الرغم من ندرة حدوثها، إلا أن التسمم المزمن بالبروميد قد يؤدي إلى التسمم بالبروميد ، وهو متلازمة ذات أعراض عصبية متعددة. كما يمكن أن يسبب التسمم بالبروميد نوعًا من الطفح الجلدي، انظر بروميد البوتاسيوم . يبلغ نصف قطر أيون البروميد 196  بيكومتر. [ 4 ]

ظاهرة طبيعية

يوجد البروميد في مياه البحر النموذجية (35 وحدة ملوحة عملية ) بتركيز حوالي 65 ملغم/لتر، أي ما يعادل 0.2% من إجمالي الأملاح الذائبة . وتحتوي المأكولات البحرية ونباتات أعماق البحار عمومًا على مستويات أعلى منه مقارنةً بالأطعمة البرية. ويُعدّ برومارجيريت - وهو بروميد الفضة البلوري الطبيعي - أكثر معادن البروميد شيوعًا، ولكنه لا يزال نادرًا جدًا. وإلى جانب الفضة، يوجد البروم أيضًا في معادن أخرى متحدة مع الزئبق والنحاس. [ 5 ]  

تكوين وتفاعلات البروميد

تفكك أملاح البروميد

تذوب أملاح البروميد للفلزات القلوية ، والفلزات القلوية الترابية ، والعديد من الفلزات الأخرى في الماء (وحتى في بعض الكحولات وعدد قليل من الإيثرات) لتُعطي أيونات البروميد. والمثال الكلاسيكي هو بروميد الصوديوم، الذي يتفكك كليًا في الماء.

NaBr → Na + + Br

يكتسب بروميد الهيدروجين، وهو جزيء ثنائي الذرة ، خصائص شبيهة بالملح عند ملامسته للماء، مُكَوِّنًا محلولًا أيونيًا يُسمى حمض الهيدروبروميك . ويمكن وصف هذه العملية ببساطة بأنها تتضمن تكوين ملح الهيدرونيوم للبروميد.

HBr + H₂OH₃O⁺ + Br⁻​

تحلل البروم بالماء

يتفاعل البروم بسهولة مع الماء، أي أنه يخضع للتحلل المائي:

Br₂ + H₂O → HOBr + HBr

ينتج عن ذلك حمض الهيبوبروموس (HOBr) وحمض الهيدروبروميك (HBr في الماء). يُسمى المحلول الناتج " ماء البروم ". يكون تحلل البروم أكثر سهولة في وجود قاعدة، مثل هيدروكسيد الصوديوم .

Br₂ + NaOH → NaOBr + NaBr

يشبه هذا التفاعل إنتاج المُبيّض ، حيث يتم إذابة الكلور في وجود هيدروكسيد الصوديوم. [ 6 ]

أكسدة البروميد

يمكن اختبار وجود أيون البروميد بإضافة عامل مؤكسد. إحدى الطرق تستخدم حمض النيتريك المخفف .

يمكن استخدام طريقة بالارد ولويغ لاستخلاص البروم من مياه البحر وبعض المحاليل الملحية. بالنسبة للعينات التي يتم اختبارها للتأكد من كفاية تركيز البروميد، فإن إضافة الكلور ينتج البروم (Br₂ ) : [ 7 ]

Cl 2 + 2  Br → 2  Cl + Br 2

التطبيقات

تكمن القيمة التجارية الرئيسية للبروميد في استخدامه في إنتاج مركبات البروم العضوية ، وهي مركبات متخصصة بحد ذاتها. تُستخدم مركبات البروم العضوية عادةً كمثبطات للهب مبرومة . [ 8 ] وقد تم تحديد بعض مثبطات اللهب البرومية العضوية (وليس أيون البروميد نفسه) على أنها مواد مستديمة، تتراكم بيولوجيًا، وسامة لكل من الإنسان والبيئة، ويُشتبه في تسببها في آثار عصبية سلوكية واضطرابات في الغدد الصماء . [ 9 ] [ 10 ]

تُنتج العديد من بروميدات المعادن تجارياً، بما في ذلك بروميد الليثيوم (LiBr) ، وبروميد الصوديوم (NaBrوبروميد الأمونيوم ( NH₄Brوبروميد النحاس (CuBr) ، وبروميد الزنك (ZnBr₂ ) ، وبروميد الألومنيوم (AlBr₃ ) . ويُستخدم بروميد الفضة (AgBr) في عملية طباعة الصور الفوتوغرافية بالفضة الجيلاتينية التي عفا عليها الزمن إلى حد كبير . [ 11 ]

الاستخدامات الطبية والبيطرية

ردود فعل التهاب الجلد تجاه البروميد، جميعها باستثناء أسفل اليمين

التخدير (تم التخلص منه تدريجياً)

استُخدم بروميد الليثيوم كمهدئ منذ أوائل القرن العشرين. إلا أنه فقد شعبيته في أربعينيات القرن نفسه بسبب ازدياد الإقبال على المهدئات الأكثر أمانًا وفعالية (وخاصة الباربيتورات )، وبعد وفاة بعض مرضى القلب إثر استخدامهم بديلًا للملح (انظر كلوريد الليثيوم ). [ 12 ] ومثل كربونات الليثيوم وكلوريد الليثيوم ، استُخدم أيضًا كعلاج للاضطراب ثنائي القطب .

بين عامي 1954 و1977، أجرت عالمة الكيمياء الحيوية الأسترالية شيرلي أندروز أبحاثًا حول طرق آمنة لاستخدام الليثيوم في علاج اضطراب ثنائي القطب، وذلك أثناء عملها في مستشفى رويال بارك للأمراض النفسية في ولاية فيكتوريا . وخلال هذه الأبحاث، اكتشفت أن البروميد يُسبب أعراضًا نفسية، مما أدى إلى انخفاض كبير في استخدامه. [ 13 ] ونشرت نتائج أبحاثها عام 1965 في مقالٍ نُشر في المجلة الطبية الأسترالية . [ 14 ]

كانت مركبات البروميد، وخاصة بروميد البوتاسيوم ، تُستخدم بكثرة كمهدئات في القرنين التاسع عشر والعشرين. واستمر استخدامها في المهدئات التي تُصرف بدون وصفة طبية وأدوية الصداع (مثل برومو-سيلتزر ) في الولايات المتحدة حتى عام ١٩٧٥، حين تم سحب البروميدات من مكوناتها بسبب سميتها المزمنة . [ ١٥ ] وقد أكسب هذا الاستخدام كلمة "بروميد" دلالتها العامية كعبارة مبتذلة مُريحة . [ ١٦ ]

قيل إنه خلال الحرب العالمية الأولى ، تم إعطاء الجنود البريطانيين مادة البروميد لكبح جماح رغباتهم الجنسية. [ 17 ]

مضاد للصرع

أيون البروميد مضاد للصرع ، ويُستخدم على شكل ملح البروميد في الطب البيطري في الولايات المتحدة. تفرز الكليتان أيونات البروميد. يبلغ نصف عمر البروميد في جسم الإنسان 12 يومًا، وهو طويل مقارنةً بالعديد من الأدوية، مما يجعل تعديل الجرعة أمرًا صعبًا. (قد يستغرق الوصول إلى حالة التوازن عدة أشهر بعد الجرعة الجديدة). تبلغ تركيزات أيون البروميد في السائل النخاعي حوالي 30% من تركيزاته في الدم، وتتأثر بشدة بكمية الكلوريد المتناولة في الجسم وعملية التمثيل الغذائي. [ 18 ]

بما أن البروميد لا يزال يُستخدم في الطب البيطري في الولايات المتحدة، فإن مختبرات التشخيص البيطري قادرة على قياس مستويات البروميد في الدم بشكل روتيني. مع ذلك، لا يُعد هذا اختبارًا شائعًا في الطب البشري في الولايات المتحدة لعدم وجود استخدامات معتمدة من إدارة الغذاء والدواء الأمريكية للبروميد. تُقاس مستويات البروميد العلاجية في دول أوروبية مثل ألمانيا ، حيث لا يزال البروميد يُستخدم علاجيًا في علاج الصرع لدى البشر.

مبيد حيوي

تُستخدم أملاح البروميد في أحواض الاستحمام الساخنة كعوامل مبيدة للجراثيم خفيفة لتوليد هيبوبروميت في الموقع .

الكيمياء الحيوية

نادراً ما يُذكر البروميد في السياق البيوكيميائي. تستخدم بعض الإنزيمات البروميد كمادة أساسية أو كعامل مساعد .

الركيزة

تستخدم إنزيمات بروموبيروكسيداز البروميد (الموجود عادةً في مياه البحر) لتوليد عوامل برومة إلكتروفيلية. وتُنتج مئات المركبات العضوية البرومية بهذه العملية. ومن الأمثلة البارزة على ذلك بروموفورم، الذي يُنتج منه آلاف الأطنان سنويًا بهذه الطريقة. كما يُنتج صبغ الأرجوان الصوري التاريخي بتفاعلات إنزيمية مماثلة. [ 19 ]

العامل المساعد

في أحد التقارير المتخصصة، يُعد البروميد عاملاً مساعداً أساسياً في التحفيز المؤكسد للروابط المتشابكة للسلفونيمين في الكولاجين الرابع. يحدث هذا التعديل ما بعد الترجمة في جميع الحيوانات، والبروم عنصر أساسي ضئيل للإنسان. [ 20 ]

تحتاج الخلايا الحمضية إلى البروميد لمكافحة الطفيليات متعددة الخلايا. يتم إنتاج الهيبوبروميت بواسطة بيروكسيداز الخلايا الحمضية ، وهو إنزيم يمكنه استخدام الكلوريد ولكنه يستخدم البروميد بشكل تفضيلي. [ 21 ]

يبلغ متوسط ​​تركيز البروميد في دم الإنسان في كوينزلاند، أستراليا،يبلغ تركيزه 5.3 ± 1.4 ملغم/لتر  ، ويختلف باختلاف العمر والجنس. [ 22 ] قد تشير المستويات الأعلى بكثير إلى التعرض للمواد الكيميائية المبرومة. كما يوجد أيضاً في المأكولات البحرية.

للمزيد من القراءة

مقالات وكتب موسوعية

  • كريست، ك.، وش. شنايدر (2020)، البروم، الموسوعة البريطانية.
  • إيمرسون، إس.، وج. هيدجز (2011)، علم المحيطات الكيميائي ودورة الكربون البحرية، مطبعة جامعة كامبريدج، كامبريدج.
  • Glasow, R. von, and C. Hughes (2014), Biogeochemical Cycles: Bromine, Encyclopedia of Atmospheric Sciences (الطبعة الثانية).
  • نايت، ج.، ون. شلاغر (2002)، الكيمياء في الحياة الواقعية، مجموعة غيل، ديترويت، ميشيغان.
  • ميليرو، إف جيه (2013)، علم المحيطات الكيميائي، تايلور وفرانسيس، بوكا راتون.
  • نيوتن دي إي (2010)، البروم (مراجعة)، العناصر الكيميائية: من الكربون إلى الكريبتون.
  • رايلي، جي بي، وجي. سكيرو، وآر. تشيستر (1975)، علم المحيطات الكيميائي، دار النشر الأكاديمية، لندن
  • روس، ر. (2017)، حقائق عن البروم، لايف ساينس.
  • ستيل، جيه إتش، إس إيه ثورب، وكيه كيه توريكيان (2001)، موسوعة علوم المحيطات، دار النشر الأكاديمية، سان دييغو.
  • ستيل، جيه إتش، إس إيه ثورب، وكيه كيه توريكيان (2009)، موسوعة علوم المحيطات، دار النشر الأكاديمية، بوسطن.
  • واتكينز، ت. (2011)، البروم، الموسوعة البيئية.

مقالات منشورة في مجلات علمية محكمة حول البروم (Br)

  • Wisniak, J. (2002), تاريخ البروم من الاكتشاف إلى السلعة، NOPR.

مقالات منشورة في مجلات علمية محكمة حول البروميد (Br )

  • أنبار، إيه دي، واي إل يونغ، وإف بي تشافيز (1996)، بروميد الميثيل: مصادر المحيطات، ومصارف المحيطات، وحساسية المناخ، مجلات الاتحاد الجيوفيزيائي الأمريكي.
  • فوتي، إس سي، ومختبر الذخائر البحرية وايت أوك، ماريلاند (1972)، تركيز أيونات البروميد في مياه البحر عن طريق التبادل النظائري مع بروميد الزئبقوز، DTIC.
  • Gribble, GW (2000), The natural production of organobromine compounds, Environmental Science and Pollution Research, 7(1), 37–49, doi : 10.1065/espr199910.002 .
  • ليري أ. (2012)، كيمياء البروم في البيئات الأرضية والبحرية، تسليط الضوء على العلوم.
  • Magazinovic, RS, BC Nicholson, DE Mulcahy, and DE Davey (2004), مستويات البروميد في المياه الطبيعية: علاقتها بمستويات كل من الكلوريد والمواد الصلبة الذائبة الكلية وآثارها على معالجة المياه، Chemosphere، 57(4)، 329-335، doi : 10.1016/j.chemosphere.2004.04.056 .
  • بيلينيس، سي، دي بي كينج، وإي إس سالتزمان (1996)، المحيطات: مصدر أم مستودع لبروميد الميثيل؟، رسائل البحوث الجيوفيزيائية، 23 (8)، 817-820، doi : 10.1029/96gl00424 .
  • Stemmler, I., I. Hense, and B. Quack (2015), Marine sources of bromoform in the global open ocean – global patterns and elections, Biogeosciences, 12(6), 1967–1981, doi : 10.5194/bg-12-1967-2015 .
  • سوزوكي، أ.، ليم، ل.، هيروي، ت.، وتاكيوتشي، ت. (20 مارس 2006). التحديد السريع للبروميد في عينات مياه البحر بواسطة كروماتوغرافيا الأيونات الشعرية باستخدام أعمدة السيليكا المتجانسة المعدلة بأيون سيتيل تريميثيل الأمونيوم.

مراجع

  1. "بروميد - قاعدة بيانات PubChem الكيميائية العامة" . مشروع PubChem . الولايات المتحدة الأمريكية: المركز الوطني لمعلومات التكنولوجيا الحيوية. مؤرشف من الأصل بتاريخ 3 نوفمبر 2012.
  2. 1 2 زومدال، ستيفن س. (2009). المبادئ الكيميائية ( الطبعة السادسة). هوتون ميفلين. ISBN  978-0-618-94690-7.
  3. راتلي، مات (2012). "البروم الغامض" . مجلة نيتشر كيمستري . 4 (6): 512. Bibcode : 2012NatCh...4..512R . doi : 10.1038/nchem.1361 . PMID 22614389 . 
  4. شانون، آر دي (1976). "نصف قطر أيوني فعال منقح ودراسات منهجية للمسافات بين الذرات في الهاليدات والكالكوجينيدات". أكتا كريستالوغرافيكا أ . 32 (5): 751-767 . Bibcode : 1976AcCrA..32..751S . doi : 10.1107/s0567739476001551 .
  5. "Mindat.org - المناجم والمعادن وأكثر" . www.mindat.org . مؤرشف من الأصل في 2 مارس 2001. تم الاطلاع عليه في 29 أبريل 2018 .
  6. كيمياء العناصر، إن إن غرينوود، إيه إيرنشو، إلسيفير، 2012، ص 789
  7. ماغازينوفيتش، رودني س.؛ نيكلسون، برينتون س.؛ مولكاهي، دينيس إي.؛ ديفي، ديفيد إي. (2004). " مستويات البروميد في المياه الطبيعية: علاقتها بمستويات كل من الكلوريد والمواد الصلبة الذائبة الكلية وآثارها على معالجة المياه" . كيموسفير . 57 (4): 329-335 . Bibcode : 2004Chmsp..57..329M . doi : 10.1016/j.chemosphere.2004.04.056 . PMID 15312731. مؤرشف من الأصل في 25 مايو 2021. تم الاسترجاع في 7 مارس 2021 . 
  8. مايكل ج. داغاني، هنري ج. باردا، ثيودور ج. بنيا، ديفيد س. ساندرز: مركبات البروم ، موسوعة أولمان للكيمياء الصناعية 2002، وايلي-في سي إتش، فاينهايم. doi : 10.1002/14356007.a04_405
  9. "ملخص خطة العمل بشأن ثنائي فينيل الإيثر متعدد البروم (PBDEs) | المواد الكيميائية الموجودة | مكتب الوقاية من التلوث | وكالة حماية البيئة الأمريكية" . مؤرشف من الأصل بتاريخ 1 سبتمبر 2015. تم الاطلاع عليه بتاريخ 3 ديسمبر 2012 .
  10. "مثبطات اللهب المبرومة في البيئة" (ملف PDF) . مركز كولومبيا للأبحاث البيئية. مؤرشف (ملف PDF) من الأصل بتاريخ 8 مايو 2016. تم الاطلاع عليه بتاريخ 3 ديسمبر 2012 .
  11. ويفر، غاوين (2008). "دليل حالة وتدهور مطبوعات الجيلاتين الفضية ذات القاعدة الليفية" (ملف PDF) . متحف جورج إيستمان هاوس الدولي للتصوير الفوتوغرافي والسينمائي . تاريخ الاطلاع: 30 أكتوبر 2009 .
  12. اضطراب ثنائي القطب. مؤرشف بتاريخ ٢٤ فبراير ٢٠٢٢ في أرشيف الإنترنت (Wayback Machine ). webmd.com
  13. "أوراق شيرلي أندروز" . تروف . تم الاطلاع عليه بتاريخ 26-10-2022 .
  14. أندروز، شيرلي (مايو 1965). "مستويات بروميد الدم لدى المرضى النفسيين الذين يتناولون البروموريدات" . المجلة الطبية الأسترالية . 1 (18): 646-652 . doi : 10.5694/j.1326-5377.1965.tb72026.x . ISSN 0025-729X . 
  15. آدامز، صموئيل هوبكنز (1905). الاحتيال الأمريكي الكبير . مطبعة الجمعية الطبية الأمريكية..
  16. "تعريف البروميد" . Dictionary.com . مؤرشف من الأصل بتاريخ 24 ديسمبر 2016. تم الاطلاع عليه بتاريخ 21 ديسمبر 2016 .
  17. تاناكا، يوكي (2002) نساء المتعة في اليابان: الاستعباد الجنسي والدعارة خلال الحرب العالمية الثانية والاحتلال الأمريكي ، روتليدج، ص 175. ISBN 0415194008.
  18. غودمان، إل إس؛ غيلمان، أ.، محرران (1970). "10. المنومات والمهدئات". الأسس البيولوجية للعلاجات ( الطبعة الرابعة). لندن: ماكميلان. ص 121.  
  19. غريبل، غوردون و. (1999). "تنوع مركبات البروم العضوية الطبيعية". مراجعات الجمعية الكيميائية . 28 (5): 335-346 . doi : 10.1039/a900201d .
  20. ماكول، أ. سكوت؛ كامينغز، كريستوفر ف.؛ بهافي، غوتام؛ فاناكور، روبرتو؛ بيج-ماكاو، أندريا؛ هدسون، بيلي ج. (2014). " البروم عنصر أساسي لتكوين سقالات الكولاجين الرابع في نمو الأنسجة وبنيتها" . مجلة الخلية . 157 (6): 1380-1392 . doi : 10.1016/j.cell.2014.05.009 . PMC 4144415. PMID 24906154 .  
  21. ماينو، آرثر ن.؛ كوران، أ. جين؛ روبرتس، روبرت ل.؛ فوت، كريستوفر س. (5 أبريل 1989). "تستخدم الخلايا الحمضية البروميد بشكل تفضيلي لتوليد عوامل الهلجنة" . مجلة الكيمياء البيولوجية . 264 (10): 5660-5668 . doi : 10.1016/s0021-9258(18)83599-2 . ISSN 0021-9258 . PMID 2538427 .  
  22. أولزوي، هـ. أ.؛ روسيتر، ج.؛ هيغارتي، ج.؛ جيوغيجان، ب. (1998). "المستويات الأساسية للبروميد في دم الإنسان" . مجلة علم السموم التحليلي . 22 (3): 225-230 . doi : 10.1093/jat/22.3.225 . PMID 9602940 .