- Fysiske og kemiske egenskaber
- Applikationer
- Alkaliske jordforbindelser
- Reduktionsmiddel
- Belousov-Zhabotinski-reaktion
- Referencer
Den bromous syre er en uorganisk forbindelse med formlen HBrO2. Nævnte syre er en af oxidsyrebromsyrerne, hvor den findes i en 3+ oxidationstilstand. Saltene af denne forbindelse er kendt som bromitter. Det er en ustabil forbindelse, der ikke kunne isoleres i laboratoriet.
Denne ustabilitet, analog med iodinsyre, skyldes en nedbrydelighedsreaktion (eller disproportionering) til dannelse af hypobromøs syre og bromsyre på følgende måde: 2HBrO 2 → HBrO + HBrO 3.
Figur 1: Struktur af bromsyre.
Bromsyre kan fungere som et mellemprodukt i forskellige reaktioner i oxidationen af hypobromites (Ropp, 2013). Det kan opnås ved kemiske eller elektrokemiske midler, hvor hypobromiten oxideres til bromition, såsom:
HBrO + HCIO → HBrO 2 + HCI
HBrO + H 2 O + 2e - → HBrO 2 + H 2
Fysiske og kemiske egenskaber
Som nævnt ovenfor er bromsyre en ustabil forbindelse, der ikke er blevet isoleret, så dens fysiske og kemiske egenskaber opnås, med nogle undtagelser, teoretisk gennem beregningsmæssige beregninger (National Center for Biotechnology Information, 2017).
Forbindelsen har en molekylvægt på 112,91 g / mol, et smeltepunkt på 207,30 grader celsius og et kogepunkt på 522,29 grader celsius. Dens opløselighed i vand anslås til at være 1 x 106 mg / l (Royal Society of Chemistry, 2015).
Der er ingen registreret risiko ved håndtering af denne forbindelse, men det har vist sig, at det er en svag syre.
Kinetikken for brom (III) disproportionsreaktionen, 2Br (III) → Br (1) + Br (V), blev undersøgt i phosphatbuffer i pH-området 5,9-8,0, overvågning af den optiske absorbans ved 294 nm ved hjælp af stoppet flow.
Afhængighederne af og var i henholdsvis orden 1 og 2, hvor der ikke var nogen afhængighed af. Reaktionen blev også undersøgt i acetatbuffer i pH-området 3,9-5,6.
Inden for den eksperimentelle fejl blev der ikke fundet bevis for en direkte reaktion mellem to BrO2-ioner. Denne undersøgelse tilvejebringer hastighedskonstanter 39,1 ± 2,6 M -1 for reaktionen:
HBrO 2 + BrO 2 → HOBr + Br0 3 -
Bedøm konstanter på 800 ± 100 M -1 for reaktionen:
2HBr0 2 → HOBr + Br0 3 - + H +
Og en ligevægtskvotient på 3,7 ± 0,9 X 10 -4 for reaktionen:
HBr02 ⇌ H + + BrO 2 -
Opnåelse af en eksperimentel pKa på 3,43 ved en ionstyrke på 0,06 M og 25,0 ° C (RB Faria, 1994).
Applikationer
Alkaliske jordforbindelser
Bromsyre eller natriumbromit bruges til at fremstille berylliumbromit baseret på reaktionen:
Be (OH) 2 + HBrO 2 → være (OH) BrO 2 + H 2 O
Bromitter er gule i farve i fast tilstand eller i vandige opløsninger. Denne forbindelse bruges industrielt som et oxidativt stivelsesafkalkningsmiddel til raffinering af tekstiler (Egon Wiberg, 2001).
Reduktionsmiddel
Bromsyre eller bromitter kan bruges til at reducere permanganation til manganat på følgende måde:
2MnO 4 - + BrO 2 - + 2OH - → BrO 3 - + 2MnO 4 2- + H 2 O
Hvad der er praktisk til fremstilling af manganopløsninger.
Belousov-Zhabotinski-reaktion
Bromsyre fungerer som et vigtigt mellemprodukt i Belousov-Zhabotinski-reaktionen (Stanley, 2000), som er en ekstremt visuelt slående demonstration.
I denne reaktion blandes tre opløsninger til dannelse af en grøn farve, som bliver blå, lilla og rød og derefter bliver grøn og gentages.
De tre løsninger, der er blandet, er som følger: en 0,23 M KBrO 3 -opløsning, en 0,31 M malonsyre opløsning med 0,059 M KBr og en 0,019 M cerium (IV) ammoniumnitrat og H 2 SO 4 2,7M.
Under præsentation introduceres en lille mængde indikatorferroin i opløsningen. Manganioner kan bruges i stedet for cerium. Den samlede reaktion BZ er den cerium-katalyserede oxidation af malonsyre ved hjælp af bromationer i fortyndet svovlsyre som præsenteret 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 reaktion involverer to processer. Proces A involverer ioner og to-elektronoverførsler, mens proces B involverer radikaler og enelektronoverførsler.
Bromidionkoncentrationen bestemmer, hvilken proces der er dominerende. Proces A er dominerende, når bromidionkoncentrationen er høj, mens proces B er dominerende, når bromidionkoncentrationen er lav.
Fremgangsmåde A er reduktionen af bromationer med bromidioner i to elektronoverførsler. Det kan repræsenteres ved denne nettoreaktion:
BrO 3 - + 5Br - + 6H + → 3Br 2 + 3H 2 O (2)
Dette sker, når opløsninger A og B. blandes. Denne proces sker gennem følgende tre trin:
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, der er dannet fra reaktion 5, reagerer med malonsyre, når den langsomt opløses, repræsenteret ved følgende ligning:
Br 2 + CH 2 (CO 2 H) 2 → BrCH (CO 2 H) 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 samlede reaktion af proces B er repræsenteret ved følgende ligning:
2BrO3 - + 12H + + 10 Ce 3+ → Br 2 + 10Ce 4+ · 6H 2 O (7)
Og det består af følgende trin:
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 centrale elementer i denne sekvens inkluderer nettoresultatet af ligning 8 plus to gange ligning 9, vist nedenfor:
2Ce 3+ + BrO 3+ HBrO 2 + 3H + → 2Ce 4+ + H 2 O + 2HBrO 2 (13)
Denne sekvens producerer bromsyre autokatalytisk. Autokatalyse er et væsentligt træk ved denne reaktion, men den fortsætter ikke, før reagenserne er opbrugt, fordi der er en anden ordens ødelæggelse af HBrO2, som det ses i reaktion 10.
Reaktionerne 11 og 12 repræsenterer disproportionen af hyperbromøs syre til bromsyre og Br2. Cerium (IV) -ioner og brom oxiderer malonsyre til dannelse af bromidioner. Dette medfører en stigning i koncentrationen af bromidioner, der genaktiverer proces A.
Farverne i denne reaktion dannes hovedsageligt af oxidation og reduktion af jern-ceriumkomplekser.
Ferroin giver to af de farver, der ses i denne reaktion: Når den øges, oxiderer den jernet i ferroin fra rødt jern (II) til blåt jern (III). Cerium (III) er farveløs, og cerium (IV) er gul. Kombinationen af cerium (IV) og jern (III) gør farven grøn.
Under de rigtige forhold gentager denne cyklus sig flere gange. Renhed med glasvarer er en bekymring, fordi svingningerne afbrydes af forurening med chloridioner (Horst Dieter Foersterling, 1993).
Referencer
- bromsyre. (2007, 28. oktober). Hentet fra ChEBI: ebi.ac.uk.
- Egon Wiberg, NW (2001). Uorganisk kemi. london-san diego: akademisk presse.
- Horst Dieter Foersterling, MV (1993). Bromsyre / cerium (4+): reaktion og HBrO2-disproportion målt i svovlsyreopløsning ved forskellige surhedsgrader. Phys. Chem 97 (30), 7932-7938.
- jodsyre. (2013-2016). Hentet fra molbase.com.
- National Center for Biotechnology Information. (2017, 4. marts). PubChem Compound Database; CID = 165616.
- B. Faria, IR (1994). Kinetik af disproportionering og pKa af bromsyre. J. Phys. Chem. 98 (4), 1363-1367.
- Ropp, RC (2013). Encyclopedia of the Alkaline Earth Compounds. Oxford: Elvesier.
- Royal Society of Chemistry. (2015). Bromøs syre. Hentet fra chemspider.com.
- Stanley, AA (2000, 4. december). Avanceret uorganisk kemi demonstration Sammendrag oscillerende reaktion.