Le brome (Z = 35)

Le brome fait partie du 17ème groupe (17ème colonne) de la classification périodique, appelé groupe des halogènes (du grec "hals" signifiant "sels"), auquel appartiennent également le fluor, le chlore, l'iode et l'astate. Il possède 32 isotopesOn appelle isotopes des atomes ayant le même nombre de protons, mais qui différent par leur nombre de neutrons. connus, mais seuls deux d'entre eux sont stables: le brome 79 (⁷⁹Br), pour 50,7 %, et le brome 81 (⁸¹Br), pour 49,3%. Peu abondant dans la croûte terrestre (il n'arrive qu'en 62^ème position), il l'est un peu plus (tout est relatif) dans les océans, à raison de 67 mg/L (soit presque 300 fois moins que le chlore !).

Origine du brome

Le brome est produit, à l'instar du sélénium et du krypton, par capture de neutrons lors d'explosions de supernovae à effondrement de cœur (supernovae de type II) ou de fusions d'étoiles à neutrons (kilonovae). Le mécanisme qui intervient ici est appelé processus r, la lettre r signifiant qu'il s'agit d'un processus de capture rapide, nécessitant un flux de neutrons très élevé.

Un peu d'histoire

Le brome a été "découvert" en 1826 par le chimiste français Antoine-Jérôme Balard, qui réussit à l'isoler en faisant réagir du dichlore sur des cendres de varech. Appelé dans un premier temps "muride" (du latin muria signifiant saumure), il est par la suite renommé "brome" (du grec "brômos" qui signifie "puanteur") en raison de son odeur désagréable.

Bon, soyons honnête, le chimiste allemand Carl Jacob Löwig l'avait déjà découvert en 1825, dans un échantillon d’eau minérale de Bad Kreuznach (ville allemande), mais Balard ayant publié sa découverte le premier, l'histoire a retenu son nom.

Petite parenthèse : la pourpre de Tyr, également appelée pourpre impériale est, comme son nom l'indique, un pigment de couleur rouge violacée, utilisé depuis l'Antiquité (il en est d'ailleurs fait mention dans la Bible). Inventé par les phéniciens, il était notamment produit dans la ville de Tyr, à partir du murex épineux, petit coquillage appartenant à la famille des gastéropodes. En raison de son coût très élevé, il était bien entendu réservé à une élite, et fut notamment associé au pouvoir impérial chez les Romains. Mais pourquoi en parler ici ? Tout simplement parce que la molécule responsable de sa couleur - le 6,6'-dibromoindigo - est, comme son nom l'indique, un composé du brome.

Propriétés du brome

Dans les conditions normales, le brome (il s'agit en réalité de dibrome, de formule Br₂) se présente sous forme d'un liquide relativement dense (environ 3 g/cm³), toxique et très volatil (il dégage une vapeur rousse, que l'on peut voir sur l'image ci-dessous).
Il gèle à -7,2°C, et bout à 58,8°C, ce qui fait de lui le seul corps simpleUn corps simple est une substance constituée d'un seul type d'élément chimique, par opposition aux corps composés, constitués d'au moins deux éléments différents. (avec le mercure) à être liquide à température ambiante.

Il réagit vivement avec les métaux, en donnant des sels métalliques (bromure de fer, bromure d'argent...), ainsi qu'avec de nombreux composés organiques. Relativement soluble dans l'eau, il forme avec cette dernière de l'eau de brome, légèrement acide.

Le brome peut provoquer des lésions cutanées, ainsi qu'une forte irritation des voies respiratoires. Sous forme d'ion bromure il s'avère peu toxique, mais une exposition à des quantités élevées peut être à l'origine d'une intoxication appelée bromisme, qui se traduit par des perturbations plus ou moins importantes des fonctions neurologiques.

Production industrielle du brome

Le dibrome est essentiellement extrait des eaux de la Mer Morte, ainsi que de saumures souterraines dans l'état de l'Arkansas, aux États-Unis. Les ions bromures contenus dans ces saumures sont transformés en dibrome grâce au dichlore, selon la réaction suivante :

2 Br^– + Cl₂ ---> 2 Cl^– + Br₂

Israël, principal producteur mondial, en a fourni 180 000 tonnes en 2022, suivi de l'Arkansas (130 000 tonnes) et de la Jordanie (110 000 tonnes).

Quelques exemples d'utilisation du brome

- Les retardateurs de flammes bromés (ou RFB) sont ajoutés à divers produits afin de les rendre moins inflammables. On les trouve notamment dans les plastiques, les textiles (par exemple dans certains pyjamas pour enfants), les mousses (polyuréthane), les équipements électroniques... Ce secteur consomme à lui seul environ 38% de la production annuelle de brome, ce qui n'est pas sans poser problème car il existe des doutes quant à l'innocuité des RFB, qui peuvent se retrouver dans l'environnement et contaminer la chaîne alimentaire.

- Depuis 1936, le brome est utilisé pour désinfecter l'eau, en particulier pour traiter l'eau des piscines et des spas, à la place du chlore. Il est à la fois bactéricide, algicide et fongicide, et présente sur le chlore l'avantage d'être inodore, de ne pas irriter la peau et les yeux, et de ne pas réagir aux UV (contrairement au chlore).

- Le bromure d'argent, en raison de sa grande sensibilité à la lumière, a longtemps été utilisé dans la photographie argentique noir et blanc, et ce depuis les années 1840.

- En raison de ses propriétes sédatives et antispasmodiques, le bromure de potassium (KBr) est utilisé comme antiépileptique dans certains pays (notamment en Allemagne).

Mythe ou réalité, le bromure de potassium aurait été employé autrefois dans l'armée (notamment au Vietnam), afin d'inhiber le désir sexuel des soldats.

- En laboratoire, le bleu de bromothymol est souvent utilisé comme indicateur de pH : il prend la couleur bleue si le pH de la solution est supérieur à 7,6 (solution basique), jaune s'il est inférieur à 6 (solution acide), et fushia si le pH est proche de 0 (solution très acide).

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