Bromsyre (HBrO2) Egenskaber og anvendelser



den bromsyre er en uorganisk forbindelse af HBr02 formel. Nævnte syre er en af ​​bromoxidsyrerne, hvor den findes med oxidationstilstand 3+. Saltene af denne forbindelse er kendt som bromitos. Det er en ustabil forbindelse, som ikke kunne isoleres i laboratoriet.

Denne ustabilitet, analog med iodous syre, skyldes en disproportioneringsreaktion (eller disproportionering) til dannelse af hypobromsyrling og hydrogenbromidsyre som følger: 2HBrO2 → HBrO + HBrO3.

Bromsyre kan virke som et mellemprodukt i forskellige reaktioner ved oxidation af hypobromitter (Ropp, 2013). Det kan opnås ved kemiske eller elektrokemiske midler, hvor hypobromitten oxideres til bromitionen, for eksempel:

HBrO + HClO → HBrO2 + HCI

HBrO + H2O + 2e- → HBrO2 + H2

indeks

  • 1 Fysiske og kemiske egenskaber
  • 2 anvendelser
    • 2.1 Alkaliske jordforbindelser
    • 2.2 Reduktionsmiddel
    • 2.3 Reaktion af Belousov-Zhabotinski
  • 3 referencer

Fysiske og kemiske egenskaber

Som nævnt ovenfor, bromous syre er en ustabil forbindelse, der ikke isoleres, således at der opnås fysiske og kemiske egenskaber, med nogle undtagelser, teoretisk ved beregningsmæssige beregninger (National Center for Biotechnology Information, 2017).

Forbindelsen har en molekylvægt på 112,91 g / mol, et smeltepunkt på 207.30 grader og et kogepunkt på 522,29 grader Celsius. Dens opløselighed i vand anslås at være 1 x 106 mg / l (Royal Society of Chemistry, 2015).

Der er ikke registreret nogen type risiko i håndteringen af ​​denne forbindelse, men det har vist sig at være en svag syre.

Kinetikken for omsætningen af ​​disproportionering af brom (III) 2Br, ved at overvåge den optiske absorbans ved (III) → Br (1) Br (V) blev undersøgt i phosphatbuffer i pH-området 5,9 til 8,0 294 nm ved brug af stoppet strømning.

Afhængigheden af ​​[H+] og [Br (III)] var af rækkefølge 1 og 2, hvor der ikke blev fundet nogen afhængighed af [Br-]. Reaktionen blev også undersøgt i acetatpuffer i pH-området på 3,9-5,6.

Inden for den eksperimentelle fejl, fandt ingen beviser for en direkte reaktion mellem to BrO2- ioner. Denne undersøgelse giver hastighedskonstanter 39,1 ± 2,6 M-1  til reaktionen:

HBrO2 + BrO2→ HOBr + Br03-

Hastighedskonstanter på 800 ± 100 M-1 til reaktionen:

2HBr02 → HOBr + Br03- + H+

Og et ligevægtskvotient på 3,7 ± 0,9 X 10-4  til reaktionen:

HBr02 + H + + BrO2-

Opnåelse af en eksperimentel pKa på 3,43 ved en ionstyrke på 0,06 M og 25,0 ° C (R. B. Faria, 1994).

applikationer

Alkaliske jordforbindelser

Den bromsyre eller natriumbromit anvendes til fremstilling af beryllium bromittet ifølge reaktionen:

Vær (OH)2 + HBrO2 → Be (OH) BrO2 + H2O

Bromitos er gule i fast tilstand eller i vandige opløsninger. Denne forbindelse anvendes industrielt som et middel til afkalkning af oxidative stivelser ved forfining af tekstiler (Egon Wiberg, 2001).

Reduktionsmiddel

Bromsyre eller bromitos kan anvendes til at reducere permanganationen til manganat på følgende måde:

2MnO4- + BrO2- + 2OH-→ BrO3- + 2MnO42- + H2O

Hvad er praktisk til fremstilling af mangan (IV) opløsninger.

Belousov-Zhabotinski-reaktion

Bromsyren virker som et vigtigt mellemprodukt i reaktionen af ​​Belousov-Zhabotinski (Stanley, 2000), som er en ekstremt visuelt slående demonstration.

I denne reaktion blandes tre opløsninger til en grøn farve, der bliver blå, lilla og rød og derefter vender tilbage til grønt og gentagelser.

De tre løsninger, der blandes, følger: En løsning af KBrO3 0,23 M, 0,31 M malonsyreopløsning med 0,059 M KBr og 0,019 M cerium (IV) ammoniumnitratopløsning og H2SW4 2,7 mio.

Under præsentationen introduceres en lille mængde indikator ferroin i opløsningen. Manganioner kan anvendes i stedet for cerium. Den overordnede reaktion B-Z er den ceriumkatalyserede oxidation af malonsyre ved hjælp af bromationer i fortyndet svovlsyre som præsenteret i den følgende ligning:

3CH2 (CO2H)2 + 4 BrO3- → 4 Br- + 9 CO2 + 6 H2O (1)

Mekanismen for denne reaktion involverer to processer. Proces A involverer ioner og overførsler af to elektroner, mens proces B involverer radikaler og overførsler af en elektron.

Koncentrationen af ​​bromidioner bestemmer hvilken proces der er dominerende. Proces A er dominerende, når koncentrationen af ​​bromidioner er høj, mens proces B er dominerende, når koncentrationen af ​​bromidioner er lav.

Proces A er reduktionen af ​​bromioner med bromidioner i to elektronoverførsler. Det kan repræsenteres ved denne netreaktion:

BrO3- + 5br- + 6H+ → 3Br2 + 3H2O (2)

Dette sker, når opløsninger A og B blandes. Denne proces sker gennem følgende tre trin:

BrO3- + br- +2 H+ → HBrO2 + HOBr (3)

HBrO2 + br- + H+ → 2 HOBr (4)

HOBr + Br- +H+ → Br2 + H2O (5)

Brominen, der er dannet fra reaktion 5 reagerer med malonsyre, idet den langsomt enolysiserer, som repræsenteret af den følgende ligning:

br2 + CH2 (CO2H)2 → BrCH (CO2H)2 + br- + H (6)

Disse reaktioner arbejder for at reducere koncentrationen af ​​bromidioner i opløsningen. Dette gør det muligt for proces B at blive dominerende. Den overordnede reaktion af proces B er repræsenteret ved den følgende ligning:

2BrO3- + 12H+ + 10 Ce3+ → Br2 + 10CE4+· 6H2O (7)

Og det består af følgende trin:

BrO3- + HBrO2 + H+ → 2BrO2 • + H2O (8)

BrO2 • + Ce3+ + H+ → HBrO2 + EF4+ (9)

2 HBrO2 → HOBr + BrO3- + H+ (10)

2 HOBr → HBrO2 + br- + H+ (11)

HOBr + Br- + H+ → Br2 + H2O (12)

Nøgleelementerne i denne sekvens indbefatter nettoresultatet af ligning 8 plus to gange ligningen 9, som er vist nedenfor:

2Ce3+ + BrO3 - + HBrO2 + 3H+ → 2Ce4+ + H2O + 2HBrO2 (13)

Denne sekvens producerer bromeret syre autokatalytisk. Autokatalyse er et væsentligt træk ved denne reaktion, men fortsætter indtil reagenserne er opbrugt, fordi der er en ødelæggelse af den anden ordens HBrO2, som vist i reaktion 10.

Reaktioner 11 og 12 repræsenterer disproportionen af ​​hyperbromsyre til bromsyre og Br2. Cerium (IV) ioner og brom oxiderer malonsyre til dannelse af bromidioner. Dette medfører en stigning i koncentrationen af ​​bromidioner, som reaktiverer proces A.

Farverne i denne reaktion dannes hovedsageligt ved oxidation og reduktion af jern- og ceriumkomplekser.

Ferroin giver to af farverne ved denne reaktion: som [Ce (IV)] øges, oxiderer jern ferroin Red Iron (II) til blåt (III) jern. Ceriumet (III) er farveløst, og ceriumet (IV) er gult. Kombinationen af ​​cerium (IV) og jern (III) gør farven grøn.

Under de rigtige betingelser gentages denne cyklus flere gange. Rengøringen af ​​glasvarer er en bekymring, fordi oscillationerne afbrydes af forurening med chloridioner (Horst Dieter Foersterling, 1993).

referencer

  1. bromsyre (2007, 28. oktober). Hentet fra ChEBI: ebi.ac.uk.
  2. Egon Wiberg, N. W. (2001). Uorganisk kemi london-san diego: akademisk presse.
  3. Horst Dieter Foersterling, M. V. (1993). Bromsyre / cerium (4+): reaktion og HBrO2 disproportionering målt i svovlsyreopløsning ved forskellige surheder. Phys. Chem 97 (30), 7932-7938.
  4. jodsyre. (2013-2016). Hentet fra molbase.com.
  5. National Center for Bioteknologi Information. (2017, 4. marts). PubChem Compound Database; CID = 165616.
  6. B. Faria, I. R. (1994). Kinetik af disproportionering og pKa af bromsyre. J. Phys. Chem., 98 (4), 1363-1367. 
  7. Ropp, R.C. (2013). Encyclopedia of the Alkaline Earth Compounds. Oxford: Elvesier.
  8. Royal Society of Chemistry. (2015). Bromsyre. Hentet fra chemspider.com.
  9. Stanley, A. A. (2000, 4 december). Avanceret uorganisk kemi demonstration Sammendrag oscillerende reaktion.