Los estados altos del bromo: una sustancia con la que no hay que trabajar (2019)
(blogs.sciencemag.org)- Más allá de las formas familiares como el bromo elemental y el bromuro, las especies bromo-oxígeno en estados de oxidación +3 y +5 aumentan mucho en reactividad y peligrosidad
- El artículo de Konrad Seppelt trata de la síntesis confiable de bromyl fluoride (BrO2F) y de nuevos compuestos de bromo obtenidos a partir de él
- La síntesis de BrO2F requiere sodium bromate, bromine pentafluoride y hydrogen fluoride puro redestilado, y las condiciones de reacción son muy delicadas incluso a baja temperatura
- El producto y sus derivados solo pueden manipularse dentro de un rango bajo de temperaturas, y algunos presentan riesgo de explosión cerca de +10°C o al calentarse después de fundirse
- El material suplementario prohíbe el escalado, y es un experimento difícil de abordar sin una excelente línea de vacío, reactivos especiales, redestilación de HF anhidro y equipo de protección robusto
Los estados de oxidación altos más allá del bromo conocido
- El bromo elemental es una sustancia que los químicos de laboratorio pueden reconocer con relativa facilidad por ser un líquido rojo opaco que emite vapores naranjas corrosivos
- Sus formas comunes son el bromo elemental con estado de oxidación 0 y el bromuro con estado de oxidación -1; las sales de bromuro son muy comunes y, por lo general, baratas
- Cuando el estado de oxidación sube a +3 y +5, aparecen compuestos halógenos mixtos y especies bromo-oxígeno
- También existen especies relativamente conocidas, como el ion bromato (BrO3-)
- El artículo de Konrad Seppelt incluye compuestos bromo-oxígeno aún más extraños y alejados de la intuición
Síntesis de BrO2F y derivados peligrosos
- El material de partida, bromyl fluoride (BrO2F), tampoco había contado hasta entonces con una síntesis confiable, y la nueva síntesis parte de sodium bromate
- En la síntesis se usan sodium bromate, bromine pentafluoride y hydrogen fluoride puro redestilado
- Se presenta al bromine pentafluoride como un fuerte agente oxidante y fluorante, una sustancia tan difícil de manejar que incluso se abandonaron intentos de usarla en mezclas de propelente para cohetes líquidos
- El material suplementario indica que, para obtener HF suficientemente anhidro, puede emplearse una doble destilación al vacío en una línea metálica
- El procedimiento continúa a baja temperatura
- Se condensan bromine pentafluoride y HF sobre bromato sólido a temperatura de nitrógeno líquido
- Al calentar hasta -78°C, comienza una reacción “vigorous”
- Después, a -40°C, se eliminan con bomba el HF restante y el pentafluoride, un proceso que puede tomar varias horas
- Cerca de -10°C, el producto se sublima para separarlo del residuo sólido
- El bromine fluorine dioxide obtenido es un sólido incoloro, pero si supera ampliamente +10°C, casi con seguridad puede explotar
- Tras aislar la sustancia pura, Seppelt la hizo reaccionar con varias sustancias para crear nuevos compuestos con estructuras cristalinas poco comunes
- Por ejemplo, aparecen especies difíciles hasta de nombrar, como el catión de Br3O6+ triflate
- Un compuesto se obtiene condensando trifluoroacetic anhydride sobre bromyl fluoride a -196°C, luego calentando y recristalizando en freon licuado para obtener cristales amarillos
- Estos cristales se funden a -12°C, y el líquido rojo fundido empieza a desprender gas lentamente; si se sigue calentando, explota de manera inevitable
- El material suplementario advierte que esta preparación no debe escalarse bajo ninguna circunstancia
- Incluso en las cantidades descritas se necesita una línea de vacío excelente y bien mantenida
- Se requiere acceso a reactivos poco habituales como bromine pentafluoride
- Hay que asumir la redestilación de HF anhidro
- Durante todo el experimento debe usarse equipo de protección robusto
1 comentarios
Comentarios de Hacker News
Es un artículo de 2019
Viene de la excelente serie antigua de Derek Lowe en su blog, Things I Won't Work With
Está escrito de forma accesible incluso si no sabes mucho de química, y por lo general es bastante humorístico
También recomiendo "FOOF" Dioxygen Difluoride, un artículo de 2010 de la misma serie: https://www.science.org/content/blog-post/things-i-won-t-wor...
Se menciona tan seguido aquí que terminé leyendo toda la serie; así es exactamente como se logra que la gente se interese en temas difíciles
Lo mejor de la química alemana parece ser quemar fondos de investigación
Esta serie de Derek Lowe está entre los textos de ciencia dura más graciosos que he leído
Puede sonar a que la vara está baja, pero de verdad son textos excelentes
Leí las 33 entregas de más de 20 años y ojalá hubiera más. Derek es columnista regular, pero los textos nuevos de esta serie solo salen de vez en cuando
Este artículo es un buen punto de partida: https://www.science.org/content/blog-post/what-here-compound...
Aquí está el índice solo de las entradas de "Things I Won't Work With": https://www.science.org/topic/blog-category/things-i-wont-wo...
Hace tiempo trabajé en un laboratorio de genética y tenía que preparar bandejas de gel para poder ver resultados de pruebas de ADN
Era una prueba de PCR para identificar alelos HLA, básicamente como encontrar un tipo de sangre, pero en versión del sistema inmunológico
La sustancia que se pegaba a las partículas de ADN en el gel y hacía visibles los resultados mediante fluorescencia ultravioleta era Ethidium Bromide, una de las sales de bromo en estado de oxidación bajo que menciona el artículo: https://en.m.wikipedia.org/wiki/Ethidium_bromide
En ese entonces, los geles de electroforesis se hacían metiendo al microondas un matraz con esa sustancia y sacándolo para mezclar cada vez que se calentaba
Normalmente salía un poco de vapor, y ahí también había algo de bromuro. Tal vez en pequeñas cantidades no sea problema, pero si lo repites varias veces al día, 5 días a la semana, 45 semanas al año, todavía me pregunto cuánto nos habrá afectado a mí y a mis colegas
Eso no significa que la exposición crónica jamás pueda ser dañina
Pero eso aplica a la parte del catión orgánico; el anión Br- en comparación es completamente inofensivo. Estás viendo mal cuál es el factor de riesgo
Br- se usa como contraión estándar en medicamentos aprobados para uso humano. Así pasa con fármacos formulados como sales de HBr: https://www.google.com/search?q=hydrobromide+site:drugbank.c...
Le dio cáncer de garganta en sus 50s y murió justo después de la defensa de mi tesis doctoral
El profesor Konrad Seppelt se volvió bastante famoso en ese campo por haber creado varios compuestos exóticos de xenón, y también hizo por primera vez en el mundo un compuesto entre un gas inerte y un “metal noble”
Lleva décadas trabajando con flúor elemental, así que uno pensaría que sabe cómo manejar sustancias peligrosas
Basta con mezclar xenón y flúor y exponerlos a la luz solar o a radiación ultravioleta artificial. Que no se hubiera intentado durante tanto tiempo se debía a prejuicios
Hace años estaba sentado en una clase de física, pero era un espacio compartido con el salón de química.
Mientras estaba ahí sentado, uno de los profesores de química empezó a limpiar algo; no sé exactamente qué pasó, pero de repente se oyó un estallido y salió humo rojo, y todos empezaron a toser, así que tuvieron que evacuar toda esa zona.
Luego resultó que el profesor había vertido bromo en el fregadero y reaccionó con algo que había ahí.
Supongo que estábamos haciendo alguna de las varias reacciones de adición comunes en química orgánica, pero tiene un olor muy particular que casi nunca se encuentra en la vida diaria.
En ese mismo laboratorio de química también había un aviso que decía "no pipetear con la boca", pero ahora en realidad sí pipeteo con la boca cuando muevo tardígrados. Se puede controlar sorprendentemente bien el volumen que transfieres.
Supongo que fue en EE. UU. porque ahí los maestros parecen recibir particularmente menos capacitación.
Todo el mundo sabe que el bromo y el cloro solo se tiran al desagüe después de desactivarlos con tiosulfato o sulfito.
Siempre disfruto leer "Things I Won't Work With" de Derek Lowe, pero siendo sincero, últimamente me empezó a parecer un poco repetitivo.
Claro, este texto es de 2019, así que en ese momento no era así.
Un autor puede crear cierto ritmo emocional con la estructura del texto y la elección de palabras, y Lowe hace eso muy bien.
Pero si el contenido real no es lo bastante sólido, esos recursos estructurales empiezan a notarse mucho y se sienten vacíos.
Es directamente comparable a los títulos clickbait o a las miniaturas de YouTube donde agrandan un poco la cabeza y los ojos y exageran la expresión emocional.
Es usar la estructura para provocar en el consumidor una reacción emocional que el contenido del título o la miniatura por sí solo no podría sostener dentro de un estilo realista, y con el tiempo eso empieza a fastidiar.
Como alguien cuyo conocimiento de química es solo de nivel A Level, o sea de preparatoria, siempre me río cuando leo "Things I Won't Work With".
Da la impresión de que esos químicos peligrosos se sintetizan en situaciones sospechosas dignas de una caricatura.
Hay varias sustancias con un factor de terror que va más allá de los límites de la cordura.
Cada año mueren algunas personas en accidentes mientras manipulan químicos peligrosos, y algunas incluso alcanzan a tener un poco de tiempo para despedirse de sus amigos y colegas mientras lamentan su error.
Todos los payasos que se toman a la ligera las reglas de seguridad deberían leer la historia de Karen Wetterhahn.
Fuera de Louis Slotin, no se me ocurre un accidente más espantoso, y casi parece sacado de una novela de terror.
Algunos científicos, literalmente, mueren por su investigación. Que tengan un buen día.
Wetterhahn siguió con muchísimo cuidado todas las precauciones conocidas en ese momento. Su muerte fue horrible, pero, hasta donde sabemos, no hubo ninguna "payasada" de por medio.
Si alguien ignora las reglas de seguridad, ¿no sería mejor que estudiara casos de gente que sí se lesionó por ignorarlas? De esos hay muchos.
La lección del caso Wetterhahn se parece más a "aunque hagas todo bien, tal como dice el manual, el monstruo igual puede comerte la cara". No es una historia en la que los payasos vayan a poner mucha atención.
Fui a la oficina central del programa y ahí también había personas con traje de protección caminando por todos lados, y a una persona le estaban atendiendo una lesión en la oficina del programa.
Resultó que durante una "limpieza general de primavera", alguien agitó por accidente una vieja botella de éter dentro de la campana de extracción, y al parecer ese éter viejo tenía radicales libres, lo que terminó provocando una explosión.
Todas las ventanas del cuarto salieron volando, y estaban a 20 o 30 pies de distancia. Ese químico sobrevivió porque llevaba equipo de seguridad, pero años después todavía tenía cicatrices permanentes en la cara.
Más tarde, ese cuarto se convirtió en mi oficina. El accidente y la investigación correspondiente están resumidos aquí: https://synapse.ucsf.edu/articles/2019/03/24/date-ucsf-histo...
Lo que pasa es que esas medidas preventivas eran insuficientes.
Hace tiempo vi un entretenido video tipo lista en un popular canal de YouTube de ciencia sobre los químicos más peligrosos.
Unos años después conocí "In the Pipeline" por HN, y me di cuenta de que ese video tipo lista había plagiado "Things I Won't Work With".
No sé si aquí haya alguna moraleja, pero eso fue lo que pasó.
Quizá en algún planeta de una galaxia lejana, con temperaturas mucho más bajas, evolucionó vida inteligente basada en este tipo de reacciones.
Tal vez algún químico de allá esté escribiendo que las largas cadenas de carbono e hidrógeno son sólidas e inertes a sus temperaturas y por eso en su mayoría no sirven para nada.