- Fysiska och kemiska egenskaper
- tillämpningar
- Alkaliska jordföreningar
- Reduktionsmedel
- Belousov-Zhabotinski-reaktion
- referenser
Den bromous syran är en oorganisk förening med formel HBrO2. Nämnda syra är en av de oxida bromsyrorna där den finns i 3+ oxidationstillstånd. Salterna av denna förening är kända som bromiter. Det är en instabil förening som inte kunde isoleras i laboratoriet.
Denna instabilitet, analogt med jod syra, beror på en dismutationsreaktion (eller disproportionering) för att bilda underbromsyrlighet och bromsyra enligt följande: 2HBrO 2 → HBrO + HBrO 3.
Figur 1: Struktur av bromsyra.
Bromsyra kan fungera som en mellanprodukt vid olika reaktioner i oxidationen av hypobromites (Ropp, 2013). Det kan erhållas på kemiskt eller elektrokemiskt sätt där hypobromiten oxideras till bromitjonen, såsom:
HBrO + HCIO → HBrO 2 + HCl
HBrO + H 2 O + 2e - → HBrO 2 + H 2
Fysiska och kemiska egenskaper
Som nämnts ovan är bromsyra en instabil förening som inte har isolerats, så dess fysiska och kemiska egenskaper erhålls, med några undantag, teoretiskt genom beräkningar (National Center for Biotechnology Information, 2017).
Föreningen har en molekylvikt av 112,91 g / mol, en smältpunkt av 207,30 grader och en kokpunkt av 522,29 grader. Dess löslighet i vatten beräknas vara 1 x 106 mg / L (Royal Society of Chemistry, 2015).
Det finns ingen registrerad risk vid hanteringen av denna förening, men det har visat sig att det är en svag syra.
Kinetiken för brom (III) disproportionsreaktionen, 2Br (III) → Br (1) + Br (V), studerades i fosfatbuffert, i pH-intervallet 5,9-8,0, övervakning av den optiska absorbansen vid 294 nm med stoppat flöde.
Beroenden av respektive var i ordning 1 respektive 2, där inget beroende av. Reaktionen studerades också i acetatbuffert, i pH-intervallet 3,9-5,6.
Inom det experimentella felet hittades inga bevis för en direkt reaktion mellan två BrO2-joner. Denna studie ger hastighetskonstanter 39,1 ± 2,6 M -1 för reaktionen:
HBrO 2 + BrO 2 → HOBr + Br0 3 -
Betygsätt konstanter på 800 ± 100 M -1 för reaktionen:
2HBr0 2 → HOBr + Br0 3 - + H +
Och en jämviktskvotient på 3,7 ± 0,9 X 10 -4 för reaktionen:
HBr02 ⇌ H + + BrO 2 -
Erhålla en experimentell pKa av 3,43 med en jonstyrka av 0,06 M och 25,0 ° C (RB Faria, 1994).
tillämpningar
Alkaliska jordföreningar
Bromsyra eller natriumbromit används för att producera berylliumbromit baserat på reaktionen:
Vara (OH) 2 + HBrO 2 → vara (OH) BrO 2 + H 2 O
Bromiter har gul färg i fast tillstånd eller i vattenhaltiga lösningar. Denna förening används industriellt som ett oxidativt stärkningsavkalkningsmedel vid förädling av textilier (Egon Wiberg, 2001).
Reduktionsmedel
Bromsyra eller bromiter kan användas för att reducera permanganatjonen till manganat på följande sätt:
2MnO 4 - + BrO 2 - + 2OH - → BrO 3 - + 2MnO 4 2- + H 2 O
Vad som är bekvämt för framställning av manganlösningar.
Belousov-Zhabotinski-reaktion
Bromsyra fungerar som en viktig mellanprodukt i Belousov-Zhabotinski-reaktionen (Stanley, 2000), vilket är en extremt visuellt slående demonstration.
I denna reaktion blandas tre lösningar för att bilda en grön färg, som blir blå, lila och röd, och sedan blir grön och upprepas.
De tre lösningar som är blandade är följande: en 0,23 M KBrO 3 lösning, en 0,31 M malonsyra lösning med 0,059 M KBr och en 0,019 M cerium (IV) ammoniumnitratlösning och H 2 SO 4 2,7M.
Under presentation införs en liten mängd indikator ferroin i lösningen. Manganjoner kan användas i stället för cerium. Den totala reaktionen BZ är den cerium-katalyserade oxidationen av malonsyra, med bromatjoner i utspädd svavelsyra såsom presenteras i följande ekvation:
3CH 2 (CO 2 H) 2 + 4 BrO 3 - → 4 Br - + 9 CO 2 + 6 H 2 O (1)
Mekanismen för denna reaktion involverar två processer. Process A involverar joner och tvåelektronöverföringar, medan process B innefattar radikaler och enelektronöverföringar.
Bromidjonkoncentrationen bestämmer vilken process som är dominerande. Process A är dominerande när bromidjonkoncentrationen är hög, medan process B är dominerande när bromidjonkoncentrationen är låg.
Process A är reduktionen av bromatjoner med bromidjoner i två elektronöverföringar. Det kan representeras av denna nettoreaktion:
BrO 3 - + 5Br - + 6H + → 3Br 2 + 3H 2 O (2)
Detta inträffar när lösningar A och B. blandas. Denna process sker genom följande tre steg:
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 som skapas från reaktion 5 reagerar med malonsyra när den långsamt upplöses, representerad av följande ekvation:
Br 2 + CH 2 (CO 2 H) 2 → BrCH (CO 2 H) 2 + br - + H (6)
Dessa reaktioner arbetar för att minska koncentrationen av bromidjoner i lösningen. Detta gör att process B kan bli dominerande. Den totala reaktionen hos process B representeras av följande ekvation:
2BrO3 - + 12H + + 10 Ce 3+ → Br 2 + 10Ce 4+ · 6H 2 O (7)
Och det består av följande steg:
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 viktigaste elementen i denna sekvens inkluderar nettoresultatet av ekvation 8 plus två gånger ekvation 9, som visas nedan:
2ce 3+ + BrO 3+ HBrO 2 + 3H + → 2ce 4+ + H 2 O + 2HBrO 2 (13)
Denna sekvens producerar bromsyra autokatalytiskt. Autokatalys är ett väsentligt särdrag i denna reaktion, men den fortsätter inte förrän reagensen är uttömda, eftersom det finns en andra ordning förstörelse av HBrO2, som ses i reaktion 10.
Reaktionerna 11 och 12 representerar disproportionen av hyperbromös syra till bromsyra och Br2. Cerium (IV) -joner och brom oxiderar malonsyra till bildning av bromidjoner. Detta orsakar en ökning av koncentrationen av bromidjoner, som återaktiverar process A.
Färgerna i denna reaktion bildas huvudsakligen av oxidation och reduktion av järn-ceriumkomplex.
Ferroin ger två av färgerna som ses i denna reaktion: När den ökar oxiderar den järnet i ferroin från rött järn (II) till blått järn (III). Cerium (III) är färglöst och cerium (IV) är gult. Kombinationen av cerium (IV) och järn (III) gör färgen grön.
Under rätt förhållanden kommer denna cykel att upprepa sig flera gånger. Renhet i glasvaror är en oro eftersom svängningarna avbryts av kontaminering med kloridjoner (Horst Dieter Foersterling, 1993).
referenser
- bromsyra. (2007, 28 oktober). Hämtad från ChEBI: ebi.ac.uk.
- Egon Wiberg, NW (2001). Oorganisk kemi. london-san diego: akademisk press.
- Horst Dieter Foersterling, MV (1993). Bromsyra / cerium (4+): reaktion och HBrO2-disproportion mätt i svavelsyralösning vid olika surheter. Phys. Chem 97 (30), 7932-7938.
- jodsyra. (2013-2016). Hämtad från molbase.com.
- National Center for Biotechnology Information. (2017, 4 mars). PubChem Compound Database; CID = 165616.
- B. Faria, IR (1994). Kinetik för disproportionering och pKa av bromsyra. J. Phys. Chem. 98 (4), 1363-1367.
- Ropp, RC (2013). Encyclopedia of the Alkaline Earth Compounds. Oxford: Elvesier.
- Royal Society of Chemistry. (2015). Bromsyra. Hämtad från chemspider.com.
- Stanley, AA (2000, 4 december). Avancerad oorganisk kemi demonstration Sammanfattning oscillerande reaktion.