- Fysiske og kjemiske egenskaper
- applikasjoner
- Alkaliske jordforbindelser
- Reduksjonsmiddel
- Belousov-Zhabotinski-reaksjon
- referanser
Den bromous syre er en uorganisk forbindelse av formel HBrO2. Nevnte syre er en av oksygenbromsyrene der den finnes i en oksydasjonstilstand på 3+. Saltene av denne forbindelsen er kjent som bromitter. Det er en ustabil forbindelse som ikke kunne isoleres i laboratoriet.
Denne ustabilitet, analog med jodsyre, skyldes en nedbrytningsreaksjon (eller disproportionering) for å danne hypobromøs syre og bromsyre på følgende måte: 2HBrO 2 → HBrO + HBrO 3.
Figur 1: Struktur av bromsyre.
Bromsyre kan fungere som et mellomprodukt i forskjellige reaksjoner i oksidasjonen av hypobromites (Ropp, 2013). Det kan oppnås ved kjemiske eller elektrokjemiske midler der hypobromitten oksideres til bromittion, så som:
HBrO + HClO → HBrO 2 + HCl
HBrO + H 2 O + 2e - → HBrO 2 + H 2
Fysiske og kjemiske egenskaper
Som nevnt over, er bromsyre en ustabil forbindelse som ikke har blitt isolert, så dens fysiske og kjemiske egenskaper oppnås, med noen unntak, teoretisk gjennom beregningsberegninger (National Center for Biotechnology Information, 2017).
Forbindelsen har en molekylvekt på 112,91 g / mol, et smeltepunkt på 207,30 grader og et kokepunkt på 522,29 grader. Løseligheten i vann er estimert til å være 1 x 106 mg / L (Royal Society of Chemistry, 2015).
Det er ingen registrert risiko i håndteringen av denne forbindelsen, men det har vist seg at det er en svak syre.
Kinetikken til brom (III) disproportjonsreaksjonen, 2Br (III) → Br (1) + Br (V), ble studert i fosfatbuffer, i pH-området 5,9-8,0, og overvåket den optiske absorbansen ved 294 nm ved hjelp av stoppet flyt.
Avhengighetene til og var av henholdsvis 1 og 2, der ingen avhengighet av. Reaksjonen ble også studert i acetatbuffer, i pH-området 3,9-5,6.
Innenfor den eksperimentelle feilen ble det ikke funnet bevis for en direkte reaksjon mellom to BrO2-ioner. Denne studien gir hastighetskonstanter 39,1 ± 2,6 M -1 for reaksjonen:
HBrO 2 + BrO 2 → HOBr + Br0 3 -
Ranger konstanter på 800 ± 100 M -1 for reaksjonen:
2HBr0 2 → HOBr + Br0 3 - + H +
Og en likevektskvotient på 3,7 ± 0,9 X 10 -4 for reaksjonen:
HBr02 ⇌ H + + BrO 2 -
Oppnå en eksperimentell pKa på 3,43 med en ionestyrke på 0,06 M og 25,0 ° C (RB Faria, 1994).
applikasjoner
Alkaliske jordforbindelser
Bromsyre eller natriumbromitt brukes til å produsere berylliumbromitt basert på reaksjonen:
Be (OH) 2 + HBrO 2 → Be (OH) Bro 2 + H 2 O
Bromitter er gule i farge i fast tilstand eller i vandige oppløsninger. Denne forbindelsen brukes industrielt som et oksidativt stivelsesavkalkingsmiddel i foredling av tekstiler (Egon Wiberg, 2001).
Reduksjonsmiddel
Bromsyre eller bromitter kan brukes til å redusere permanganationet til manganat på følgende måte:
2MnO 4 - + BrO 2 - + 2OH - → BrO 3 - + 2MnO 4 2- + H 2 O
Hva som er praktisk for fremstilling av manganløsninger.
Belousov-Zhabotinski-reaksjon
Bromsyre fungerer som et viktig mellomprodukt i Belousov-Zhabotinski-reaksjonen (Stanley, 2000), som er en ekstremt visuelt slående demonstrasjon.
I denne reaksjonen blandes tre løsninger for å danne en grønn farge, som blir blå, lilla og rød, og deretter blir grønn og gjentas.
De tre løsninger som er blandet er: en 0,23 M KBrO 3 -løsning, en 0,31 M malonsyre oppløsning med 0.059 M KBr og en 0,019 M cerium (IV) ammonium- nitratoppløsning og H 2 SO 4 2,7M.
Under presentasjonen blir en liten mengde indikatorferroin introdusert i løsningen. Manganioner kan brukes i stedet for cerium. Den totale reaksjonen BZ er den cerium-katalyserte oksidasjon av malonsyre, av bromat-ioner i fortynnet svovelsyre som presentert i følgende ligning:
3CH 2 (CO 2 H) 2 + 4 BrO 3 - → 4 Br - + 9 CO 2 + 6 H 2 O (1)
Mekanismen for denne reaksjonen involverer to prosesser. Prosess A involverer ioner og to-elektronoverføringer, mens prosess B involverer radikaler og enelektronoverføringer.
Bromidionkonsentrasjonen avgjør hvilken prosess som er dominerende. Prosess A er dominerende når bromidionkonsentrasjonen er høy, mens prosess B er dominerende når bromidionkonsentrasjonen er lav.
Prosess A er reduksjon av bromationer med bromidioner i to elektronoverføringer. Det kan representeres av denne nettoreaksjonen:
BrO 3 - + 5Br - + 6H + → 3Br 2 + 3H 2 O (2)
Dette skjer når løsningene A og B. er blandet. Denne prosessen skjer gjennom følgende tre trinn:
BrO 3 - + Br - +2 H + → HBrO 2 + HOBr (3)
HBrO 2 + Br - + H + → 2 HOBr (4)
HOBr + Br - + H + → Br 2 + H 2 O (5)
Brom opprettet fra reaksjon 5 reagerer med malonsyre når den sakte oppløses, representert ved følgende ligning:
Br 2 + CH 2 (CO 2 H) 2 → BrCH (CO 2 H) 2 + Br - + H (6)
Disse reaksjonene arbeider for å redusere konsentrasjonen av bromidioner i løsningen. Dette gjør at prosess B kan bli dominerende. Den totale reaksjonen av prosess B er representert ved følgende ligning:
2BrO3 - + 12H + + 10 Ce 3+ → Br 2 + 10Ce 4+ · 6H 2 O (7)
Og det består av følgende trinn:
BRO 3 - + HBrO 2 + H + → 2BrO 2 • + H 2 O (8)
BrO 2 • + Ce 3+ + H + → HBrO 2 + Ce 4+ (9)
2 HBrO 2 → HOBr + BrO 3 - + H + (10)
2 HOBr → HBrO 2 + Br - + H + (11)
HOBr + Br - + H + → Br 2 + H 2 O (12)
De viktigste elementene i denne sekvensen inkluderer nettoresultatet av ligning 8 pluss to ganger ligning 9, vist nedenfor:
2Ce 3+ + BrO 3 - + HBrO 2 + 3H + → 2Ce 4+ + H 2 O + 2HBrO 2 (13)
Denne sekvensen produserer bromsyre autokatalytisk. Autokatalyse er et vesentlig trekk ved denne reaksjonen, men den fortsetter ikke før reagensene er utmattet, fordi det er en annenordens ødeleggelse av HBrO2, som det sees i reaksjon 10.
Reaksjonene 11 og 12 representerer disproporsjonen av hyperbromsyre til bromsyre og Br2. Cerium (IV) -ioner og brom oksiderer malonsyre for å danne bromidioner. Dette medfører en økning i konsentrasjonen av bromidioner, som reaktiverer prosess A.
Fargene i denne reaksjonen dannes hovedsakelig av oksidasjon og reduksjon av jern-cerium-komplekser.
Ferroin gir to av fargene som er sett i denne reaksjonen: Når den øker, oksiderer den jernet i ferroin fra rødt jern (II) til blått jern (III). Cerium (III) er fargeløs og cerium (IV) er gul. Kombinasjonen av cerium (IV) og jern (III) gjør fargen grønn.
Under de rette forholdene vil denne syklusen gjenta seg flere ganger. Renslighet av glassvarer er en bekymring fordi svingningene blir avbrutt av forurensning med kloridioner (Horst Dieter Foersterling, 1993).
referanser
- bromsyre. (2007, 28. oktober). Hentet fra ChEBI: ebi.ac.uk.
- Egon Wiberg, NW (2001). Uorganisk kjemi. london-san diego: akademisk presse.
- Horst Dieter Foersterling, MV (1993). Bromsyre / cerium (4+): reaksjon og HBrO2-proporsjonering målt i svovelsyreoppløsning ved forskjellige surheter. Phys. Chem 97 (30), 7932-7938.
- jodsyre. (2013 til 2016). Hentet fra molbase.com.
- Nasjonalt senter for informasjon om bioteknologi. (2017, 4. mars). PubChem Compound Database; CID = 165616.
- B. Faria, IR (1994). Kinetikk av disproporsjonering og pKa av bromsyre. J. Phys. Chem. 98 (4), 1363-1367.
- Ropp, RC (2013). Encyclopedia of the Alkaline Earth Compounds. Oxford: Elvesier.
- Royal Society of Chemistry. (2015). Bromsyre. Hentet fra chemspider.com.
- Stanley, AA (2000, 4. desember). Avansert demonstrasjon av uorganisk kjemi Sammendrag oscillerende reaksjon.