Brome

D’un beau rouge brun, entre le jaune du dichlore et le violet du diiode, le brome, comme ses trois congénères naturels du groupe 17, n’existe que sous forme de dimère, le dibrome, et c’est, avec le mercure, le seul élément existant à l’état liquide à la température ambiante.

C’est le chimiste allemand le chimiste Carl Löwig qui isola en 1825 un peu de brome en l’extrayant d’un échantillon d’eau minérale de Bad Kreuznach après avoir saturé l’eau avec du dichlore et employé le diéthyl éther pour l’extraire. Toutefois, la publication de cette découverte fut tardive et c’est Antoine Jérôme Balard qui publia en 1826 dans les Annales de Chimie et Physique l’obtention du dibrome par réaction du dichlore sur des cendres de varech, suivie d’une distillation. Dans cette publication, le nom initial de muride fut modifié en brome, du grec bromos signifiant puant, semble-t-il à la demande du rapporteur.

Elément 35 du tableau périodique, fondant à -7,2°C, le brome est un liquide dense, toxique, extrêmement volatil (Eb = 58,8 °C), dégageant des vapeurs rousses qui rappellent celles du dioxyde d’azote (cf. Oxydes d’azote). Il est légèrement soluble dans l’eau (35 g/L), mais très soluble dans les alcools aliphatiques, le sulfure de carbone et le tétrachlorure de carbone. En solution aqueuse, le brome réagit lentement avec l’eau pour former initialement l’acide hypobromeux qui se décompose en dioxygène et acide bromhydrique.

Le brome est plus réactif que l’iode mais moins réactif que le chlore. Il réagit fortement avec les métaux, surtout en présence d’eau, pour conduire aux bromures métalliques. Il réagit également avec de nombreux composés organiques, en particulier sous irradiation qui favorise la scission de la liaison Br–Br pour conduire à des radicaux Br.

Le brome est largement présent dans la nature, mais à l’état très dilué : c’est en fait le 62e élément par ordre d’abondance. Il est principalement présent dans l’eau de mer à hauteur de 65 ppm (bromure de potassium, de sodium et de magnésium). Dans les minerais il est souvent associé à l’argent : bromargyrite, AgBr, et embolite, Ag(Br, Cl), mais aussi en mélange avec le sel gemme. Les eaux de la Mer Morte contiennent 50 000 ppm de bromures, ce qui constitue avec des gisements en Chine et aux États-Unis les principales réserves mondiales.

Le brome est largement présent dans la nature, mais à l’état très dilué : c’est en fait le 62e élément par ordre d’abondance. Il est principalement présent dans l’eau de mer à hauteur de 65 ppm (bromure de potassium, de sodium et de magnésium). Dans les minerais il est souvent associé à l’argent : bromargyrite, AgBr, et embolite, Ag(Br, Cl), mais aussi en mélange avec le sel gemme. Les eaux de la Mer Morte contiennent 50 000 ppm de bromures, ce qui constitue avec des gisements en Chine et aux Etats-Unis les principales réserves mondiales. La production annuelle est de l’ordre de 600 mt, en forte croissance. Les saumures riches en bromure sont traitées par le dichlore et le dibrome formé entrainé par de l’air :
2 Br + Cl2 ------> 2 Cl + Br2

Au laboratoire, le dibrome est obtenu par réaction de l’acide sulfurique sur le bromure de sodium.

Les deux emplois les plus connus du public de sels sont le bromure d’argent entrant dans la composition des papiers et films photographiques et « bromure » longtemps employé pour calmer certaines ardeurs soldatesques. Actuellement le marché des composés inorganiques du brome est représenté par l’emploi des bromures de sodium, calcium et zinc pour la préparation de solutions denses incorporées aux boues de forage.

Une grande variété de composés organobromés est utilisée dans l’industrie. Le plus important était le dibromoéthane, CH2BrCH2Br, produit de la réaction du dibrome sur l’éthylène (cf. Éthylène) :
C2H4 + Br2 ------> CH2BrCH2Br
employé dans les essences au plomb tétraéthyle (cf. Plomb tétraéthyle) pour piéger le plomb sous une forme volatile, dégagée par l’échappement. A la suite de l’introduction des essences sans plomb, le marché s’est déplacé vers les retardateurs de flamme (cf. PBDE et retardateurs de flamme), principalement incorporés dans des polymères, soit sous forme d’additifs (PBDE, décabromodiphényle, hexabromocyclododécane) pour la plupart d’entre eux, soit sous forme de monomère bromé (tétrabromobisphénol A) incorporé lors de la préparation de polyesters et de résines époxy.

Le bromure de méthyle était également employé comme pesticide pour la fumigation des sols et des habitations, mais il est maintenant interdit par le Protocole de Montréal pour son intervention dans la réduction de la couche d’ozone. Plusieurs colorants et produits pour l’agrochimie et la pharmacie comportent également des substituants bromés tels que la tralométhrine.

Un très grand nombre de produits naturels comporte également des substituants bromés, en particulier dans le milieu marin grâce à l’intervention ubiquiste d’une métalloenzyme, la vanadium bromoperoxydase, responsable de la production de plus de 56 000 t/an de bromure de méthyle par Asparagopsis taxiformis, algue d’Hawaï. Enfin, petit clin d’œil au plus célèbre colorant naturel de l’antiquité, le pourpre de Tyr, produit par Murex brandaris, est principalement constitué de 6,6′-dibromoindigo (cf. Couleurs naturelles, chimie des plantes tinctoriales).

Pensée du jour
« Broom, brome : les dérivés bromés faisaient du bien aux moteurs à essence plombée, mais pas à l’environnement… »

Sources

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