Sciences · Éléments chimiques
Brome
Le brome (Br, numéro atomique 35) est un halogène qui forme à 20 °C un liquide rouge-brun dégageant des vapeurs suffocantes. Avec le mercure, c’est le seul élément liquide à température ambiante.
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Le brome est un liquide dense, couleur rouille, qui s’évapore en vapeurs orangées irritantes à l’odeur forte. Découvert par un jeune chimiste de Montpellier dans les eaux des marais salants, il sert aujourd’hui surtout à fabriquer des retardateurs de flamme et des produits pour l’industrie pétrolière.
Fiche d’identité
| Caractéristique | Valeur |
|---|---|
| Symbole | Br |
| Numéro atomique | 35 |
| Masse atomique | 79,904 u |
| Famille | Halogène (groupe 17, période 4) |
| État à 20 °C | Liquide (dibrome Br₂) |
| Fusion | −7,2 °C |
| Ébullition | 58,8 °C |
| Découverte | 1826, Antoine-Jérôme Balard ; indépendamment Carl Löwig (1825) |
| Abondance | environ 65 mg par litre dans l’eau de mer ; environ 2 ppm dans la croûte terrestre |
Propriétés
Le dibrome Br₂ est un liquide rouge-brun foncé, trois fois plus dense que l’eau (3,1 g/cm³), très volatil : un flacon ouvert se remplit de vapeurs orangées. Le brome et le mercure sont les deux seuls éléments liquides dans les conditions ordinaires (voir états de la matière) ; le césium et le gallium fondent un peu au-dessus de la température ambiante.
Halogène, le brome capte un électron pour former l’ion bromure Br⁻. Il est moins réactif que le chlore mais plus que l'iode, conformément à sa position dans la colonne 17. Il se dissout un peu dans l’eau, qu’il colore en orange (eau de brome), et décolore les composés organiques insaturés, ce qui sert de test classique en chimie organique.
Isotopes
| Isotope | Part naturelle |
|---|---|
| Brome 79 | environ 50,7 % |
| Brome 81 | environ 49,3 % |
Cette répartition presque égale donne aux molécules bromées une signature caractéristique en spectrométrie de masse : deux pics de hauteur similaire séparés de deux unités.
Où le trouve-t-on ?
Le brome est présent sous forme de bromures dissous dans l’eau de mer, les lacs salés et les saumures souterraines. La mer Morte est exceptionnellement riche, avec plusieurs grammes de bromure par litre. Il ne forme pas de minéraux abondants.
Production
Le brome est extrait de saumures : on y fait barboter du chlore, qui oxyde les bromures en dibrome, puis on entraîne le brome par de l’air ou de la vapeur et on le condense. Les principaux producteurs sont Israël et la Jordanie (mer Morte), la Chine et les États-Unis (saumures de l’Arkansas).
Usages
| Domaine | Exemples |
|---|---|
| Retardateurs de flamme | composés bromés dans les plastiques d’appareils électroniques, textiles, mousses isolantes |
| Pétrole et gaz | bromure de calcium et de zinc dans les fluides de complétion des forages |
| Traitement de l’eau | désinfection des piscines et spas (produits bromés) |
| Chimie et pharmacie | intermédiaires de synthèse, médicaments |
| Stockage d’énergie | batteries à circulation zinc-brome |
| Photographie argentique | le bromure d’argent, sensible à la lumière, formait l’image (voir histoire de la photographie) |
| Usages abandonnés | additif de l’essence plombée, bromure de méthyle (fumigant des sols), halons des extincteurs |
Rôle biologique et toxicité
Le bromure est présent en petite quantité dans l’organisme ; un rôle dans la formation du collagène a été suggéré par des travaux récents, sans consensus établi.
Le dibrome liquide est très dangereux : il provoque des brûlures graves et douloureuses sur la peau, et ses vapeurs attaquent les yeux et les poumons. Sa manipulation se fait sous hotte, avec gants et lunettes.
Au XIXᵉ siècle, les sels de bromure furent les premiers sédatifs et antiépileptiques ; leur usage prolongé provoquait une intoxication chronique, le bromisme. Le bromure de méthyle et les halons, qui détruisent la couche d’ozone encore plus efficacement que le chlore, ont été interdits par le protocole de Montréal. Certains retardateurs de flamme bromés (polybromodiphényléthers) sont persistants et s’accumulent dans les organismes ; plusieurs sont désormais interdits.
Histoire du nom
En 1826, Antoine-Jérôme Balard, préparateur de 23 ans à l’école de pharmacie de Montpellier, étudie les eaux-mères des marais salants. En y ajoutant du chlore, il obtient un liquide rouge foncé qu’il identifie comme un élément nouveau. Il propose de l’appeler muride, mais l’Académie des sciences retient brome, du grec brômos, « puanteur », en raison de son odeur. L’Allemand Carl Löwig avait isolé la substance un an plus tôt à partir d’une source minérale, mais publia après Balard.
L’anecdote veut que le chimiste Justus von Liebig ait reçu auparavant un flacon de ce liquide, qu’il prit pour du chlorure d’iode, une erreur qu’il regretta toute sa vie.
L’Antiquité utilisait sans le savoir un composé bromé : la pourpre de Tyr, teinture extraite de coquillages, est un dérivé dibromé de l’indigo.
Questions fréquentes
Quels éléments sont liquides à température ambiante ?
Le brome et le mercure. Le gallium et le césium fondent un peu au-dessus de 28 à 30 °C ; le francium, très radioactif, serait probablement liquide lui aussi.
Le brome des piscines est-il dangereux ?
Les produits bromés pour piscines, bien dosés, sont sans danger pour les baigneurs. Les galets et pastilles concentrés doivent être manipulés avec gants et ne jamais être mélangés à d’autres produits.
Pourquoi le brome sent-il si fort ?
Ses vapeurs irritent fortement les muqueuses du nez. Cette odeur suffocante, perceptible à de très faibles concentrations, lui a valu son nom.