Acid brome (HBrO2) Proprietăți și utilizări



acid bromic este un compus anorganic al formulei HBrO2. Acidul menționat este unul dintre acizii oxacidici de brom, unde se găsește cu starea de oxidare 3+. Sărurile acestui compus sunt cunoscute sub numele de bromitoză. Este un compus instabil care nu a putut fi izolat în laborator.

Această instabilitate, analog cu acidul iodous, se datorează unei reacții de disproporționare (sau disproporționare) pentru a forma acid hipobromos și acid bromhidric, după cum urmează: 2HBrO2 → HBrO + HBrO3.

Figura 1: Structura acidului bromic.

Acidul bromic poate acționa ca un intermediar în diferite reacții în oxidarea hipobromitelor (Ropp, 2013). Acesta poate fi obținut prin mijloace chimice sau electrochimice în care hipromitul este oxidat la ionul de bromit, cum ar fi:

HBrO + HCIO → HBrO2 + HCI

HBrO + H2O + 2e- → HBrO2 + H2

index

  • 1 Proprietăți fizice și chimice
  • 2 Utilizări
    • 2.1 Compuși alcalini de pământ
    • 2.2 Agentul de reducere
    • 2.3 Reacția lui Belousov-Zhabotinski
  • 3 Referințe

Proprietăți fizice și chimice

După cum sa menționat mai sus, acidul bromous este un compus instabil, care nu este izolat, astfel încât se obțin proprietățile sale fizice și chimice, cu unele excepții, teoretic, prin calcule de calcul (Centrul National pentru Biotechnology Information, 2017).

Compusul are o greutate moleculară de 112.91 g / mol, un punct de topire de 207.30 grade și un punct de fierbere de 522.29 grade Celsius. Solubilitatea sa în apă este estimată la 1 x 106 mg / l (Societatea Regală de Chimie, 2015).

Nu a fost înregistrat niciun tip de risc în tratarea acestui compus, totuși sa constatat că acesta este un acid slab.

Cinetica reacției disproporționarea brom (III) 2Br (III) → Br (1) Br (V) a fost studiat în tampon fosfat, în intervalul de pH de 5.9-8.0, prin monitorizarea absorbanței optice la 294 nm folosind fluxul oprit.

Dependențele lui [H+] și [Br (III)] au fost de ordinul 1 și respectiv 2, unde nu a fost găsită nici o dependență de [Br-]. Reacția a fost studiată, de asemenea, în tampon acetat, în intervalul de pH de 3,9-5,6.

În cadrul erorii experimentale, nu s-au găsit dovezi pentru o reacție directă între doi ioni de BrO2. Acest studiu oferă constante de viteză de 39,1 ± 2,6 M-1 pentru reacție:

HBrO2 + BrO2→ HOBr + Br03-

Constantele de viteză de 800 ± 100 M-1 pentru reacție:

2HBr02 → HOBr + Br03- + H+

Și un raport de echilibru de 3,7 ± 0,9 X 10-4 pentru reacție:

HBr02 + H + + BrO2-

Obținerea unui pKa experimental de 3,43 la o tărie ionică de 0,06 M și 25,0 ° C (R. B. Faria, 1994).

aplicații

Compuși alcalino-pământoși

Acidul bromic sau bromura de sodiu este utilizat pentru a produce bromura de beriliu conform reacției:

Be (OH)2 + HBrO2 → Be (OH) BrO2 + H2O

Bromitosul este galben în stare solidă sau în soluții apoase. Acest compus este utilizat industrial ca agent de decalcifiere a amidonelor oxidante în rafinarea textilelor (Egon Wiberg, 2001).

Agent de reducere

Acidul bromic sau bromitul poate fi utilizat pentru a reduce ionul de permanganat la manganat în felul următor:

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

Ce este convenabil pentru prepararea soluțiilor de mangan (IV).

Reacția Belousov-Zhabotinski

Acidul bromous actioneaza ca un intermediar important în Belousov-Zhabotinski (Stanley, 2000), care este un scop demonstrativ remarcabil vizual.

În această reacție se amestecă trei soluții pentru a forma o culoare verde, care devine albastru, violet și roșu, apoi revine la verde și se repetă.

Cele trei soluții care sunt amestecate sunt următoarele: o soluție de KBrO3 0,23 M, o soluție de 0,31 M acid malonic cu 0,059 M KBr și 0,019 M soluție de azotat de amoniu de ceriu (IV) și H2SW4 2,7M.

În timpul prezentării, o cantitate mică de indicator ferroin este introdusă în soluție. Pot fi utilizați ioni de mangan în locul ceriului. Reacția generală B-Z este catalizată de acid malonic oxidare ceriu, ioni bromat în acid sulfuric diluat așa cum se arată în următoarea ecuație:

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

Mecanismul acestei reacții implică două procese. Procesul A implică ioni și transferuri de doi electroni, în timp ce procesul B implică radicali și transferuri de electroni.

Concentrația de ioni de bromură determină care este procesul dominant. Procedeul A este dominant atunci când concentrația de ioni de bromură este ridicată, în timp ce procesul B este dominant atunci când concentrația de ioni de bromură este scăzută.

Procesul A este reducerea ionilor de bromat de ionii de bromură în două transferuri de electroni. Aceasta poate fi reprezentată de această reacție netă:

BrC3- + 5Br- + 6H+ → 3Br2 + 3H2O (2)

Aceasta se întâmplă atunci când se amestecă soluțiile A și B. Acest proces are loc prin următoarele trei etape:

BrC3- + Br- +2 H+ → HBrO2 + HOBr (3)

HBrO2 + Br- + H+ → 2 HOBr (4)

HOBr + Br- + H+ → Br2 + H2O (5)

Bromul creat din reacția 5 reacționează cu acidul malonic pe măsură ce se enolizează lent, după cum este reprezentat de următoarea ecuație:

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

Aceste reacții contribuie la reducerea concentrației de ioni de bromură în soluție. Acest lucru permite ca procesul B să devină dominant. Reacția generală a procedeului B este reprezentată de următoarea ecuație:

2BrO3- + 12H+ + 10 Ce3+ → Br2 + 10Ce4+· 6H2O (7)

Și constă în următorii pași:

BrC3 - + HBrO2 + H+ → 2BrO2 • + H2O (8)

BrC2 • + Ce3+ + H+ → HBrO2 + Ce4+ (9)

2 HBrO2 → HOBr + BrO3 - + H+ (10)

2 HOBr → HBrO2 + Br- + H+ (11)

HOBr + Br- + H+ → Br2 + H2O (12)

Elementele cheie ale acestei secvențe includ rezultatul net al ecuației 8 plus de două ori ecuația 9, care este prezentată mai jos:

2ce3+ + BrO3 - + HBrO2 + 3H+ → 2Ce4+ + H2O + 2HBrO2 (13)

Această secvență produce autocatalitic acidul bromurat. Autocataliza este o caracteristică esențială a acestei reacții, dar nu continuă până când reactivii sunt epuizați, deoarece există o distrugere a HBrO2 de ordinul doi, așa cum se vede în reacție.

Reacțiile 11 și 12 reprezintă disproporția acidului hiperbromos față de acidul bromic și Br2. Ionii de ceriu (IV) și bromul oxidează acidul malonic pentru a forma ioni de bromură. Aceasta determină o creștere a concentrației de ioni de bromură, care reactivează procesul A.

Culorile din această reacție sunt formate în principal prin oxidarea și reducerea complecșilor de fier și ceriu.

Ferroinul furnizează două dintre culorile observate în această reacție: pe măsură ce crește [Ce (IV)], el oxidează fierul în feroină din fierul roșu (II) în fierul albastru (III). Ceriul (III) este incolor și ceriul (IV) este galben. Combinația dintre ceriu (IV) și fier (III) face culoarea verde.

În condiții corecte, acest ciclu se va repeta de mai multe ori. Curățarea articolelor din sticlă este o preocupare deoarece oscilațiile sunt întrerupte prin contaminarea cu ioni de cloruri (Horst Dieter Foersterling, 1993).

referințe

  1. acid bromic (2007, 28 octombrie). Adus de la ChEBI: ebi.ac.uk.
  2. Egon Wiberg, N.W. (2001). Chimie anorganică london-san diego: presa academică.
  3. Horst Dieter Foersterling, M. V. (1993). Acid bromic / ceriu (4+): reacția și disproporția HBrO2 măsurate în soluție de acid sulfuric la diferite acidități. Phys., Chem 97 (30), 7932-7938.
  4. acid iodic. (2013-2016). Adus de la molbase.com.
  5. Centrul National de Informare Biotehnologica. (2017, 4 martie). Baze de date compuse PubChem; CID = 165616.
  6. B. Faria, I. R. (1994). Kinetica disproporționării și pKa acidului bromic. J. Phys. Chem., 98 (4), 1363-1367.
  7. Ropp, R.C. (2013). Enciclopedia compușilor alcalini ai pământului. Oxford: Elvesier.
  8. Societatea Regală de Chimie. (2015). Acid bromic. Adus de la chemspider.com.
  9. Stanley, A. A. (2000, 4 decembrie). Analiza chimică anorganică avansată Rezumat oscilant rezumat.