- Fizikai és kémiai tulajdonságok
- Alkalmazások
- Lúgos földfémek
- Redukálószer
- Belousov-Zhabotinski reakció
- Irodalom
A brómossavval sav egy szervetlen képletű vegyület HBrO2. Az említett sav az oxidsav-bróm savak egyike, ahol 3+ oxidációs állapotban van. Ennek a vegyületnek a sói bromitokként ismertek. Ez egy instabil vegyület, amelyet nem lehetett izolálni a laboratóriumban.
Ez a jódsavval analóg instabilitás egy dezutációs reakció (vagy aránytalanság) következménye, amely hipobrómsavvá és brómsavvá alakul, az alábbiak szerint: 2HBrO 2 → HBrO + HBrO 3.
1. ábra: A brómsav szerkezete.
A brómsav közbenső termékként szolgálhat a hipobromitok oxidációjának különböző reakcióiban (Ropp, 2013). Kémiai vagy elektrokémiai úton állíthatók elő, ahol a hipobromitet bromit-ionrá oxidálják, például:
HBrO + HCIO → HBrO 2 + HCI
HBrO + H 2 O + 2e - → HBrO 2 + H 2
Fizikai és kémiai tulajdonságok
A fentebb említettek szerint a brómsav instabil vegyület, amelyet még nem izoláltak, tehát fizikai és kémiai tulajdonságait néhány kivétellel elméletileg számítási számítások útján nyerik (Nemzeti Biotechnológiai Információs Központ, 2017).
A vegyület molekulatömege 112,91 g / mol, olvadáspont: 207,30 Celsius fok és forráspont: 522,29 Celsius fok. Vízben való oldhatósága becslések szerint 1 x 106 mg / L (Royal Society of Chemistry, 2015).
A vegyület kezelésében nincs regisztrált kockázat, azonban azt találták, hogy gyenge sav.
A 2Br (III) → Br (1) + Br (V) bróm (III) diszproporcionációs reakció kinetikáját foszfátpufferben vizsgáltuk, pH-tartományban 5,9–8,0, figyelemmel kísérve az optikai abszorbanciát 294 nm-es, leállított áramlás mellett.
Az egymástól való függőségek és az egymástól függően 1 és 2 rendűek voltak, ahol nincs függőség. A reakciót acetát pufferben is vizsgáltuk, a pH-érték 3,9-5,6.
A kísérleti hibán belül nem találtak bizonyítékot a két BrO2-ion közötti közvetlen reakcióra. Ez a vizsgálat 39,1 ± 2,6 M -1 sebességállandókat szolgáltat a reakcióhoz:
HBrO 2 + BrO 2 → HOBr + Br0 3 -
A reakció reakcióképessége 800 ± 100 M -1:
2HBr0 2 → HOBr + br0 3 - + H +
És 3,7 ± 0,9 X 10 -4 egyensúlyi hányados a reakcióhoz:
HBr02 ⇌ H + + BrO 2 -
Kísérleti pKa érték 3,43, 0,06 M és 25,0 ° C ionerősség mellett (RB Faria, 1994).
Alkalmazások
Lúgos földfémek
Brómsavat vagy nátrium-bromitot használunk berillium-bromit előállításához a reakció alapján:
Be (OH) 2 + HBrO 2 → Be (OH) BrO 2 + H 2 O
A bromitok szilárd állapotban vagy vizes oldatokban sárga színűek. Ezt a vegyületet iparilag használják oxidatív keményítő-vízkőoldó szerként a textil finomítása során (Egon Wiberg, 2001).
Redukálószer
Brómsav vagy bromitok felhasználhatók a permanganát-ion mangánáttá redukálására a következő módon:
2MnO 4 - + BrO 2 - + 2OH - → BrO 3 - + 2MnO 4 2- + H 2 O
Mi kényelmes a mangán (IV) oldatok elkészítéséhez.
Belousov-Zhabotinski reakció
A brómsav fontos közbenső anyagként szolgál a Belousov-Zhabotinski reakcióban (Stanley, 2000), amely rendkívül vizuálisan szembetűnő demonstráció.
Ebben a reakcióban három oldatot keverünk, hogy zöld színű legyen, amely kék, lila és piros színre vált, majd zöldre vált és megismétlődik.
A három megoldások, amelyek vegyes: a 0,23 M KBrO 3 -oldattal, egy 0,31 M malon-oldat 0,059 M KBr-ban, 0,019 M cérium (IV) ammónium-nitrát-oldat és H 2 SO 4 2,7 M.
A bemutatás során kis mennyiségű indikátor-ferroint vezetünk az oldatba. Mangánionok felhasználhatók a cérium helyett. A teljes BZ reakció a malonsav cérium-katalizált oxidációja brómionokkal hígított kénsavban, a következő egyenlet szerint:
3CH 2 (CO 2 H) 2 + 4 BrO 3 - → 4 Br - + 9 CO 2 + 6 H 2 O (1)
A reakció mechanizmusa két folyamatból áll. Az A eljárás ionokat és két elektron elektronátvitelt, míg a B eljárás gyököket és egy elektron átvitelt foglal magában.
A bromid-ion koncentráció határozza meg, melyik folyamat domináns. Az A eljárás domináns, ha a bromid-ion koncentráció magas, míg a B eljárás domináns, ha a bromid-ion koncentráció alacsony.
Az A eljárás a bromát-ionok redukciója bromid-ionokkal két elektronátvitel során. Ezt a nettó reakció képviselheti:
BrO 3 - + 5Br - + 6H + → 3Br 2 + 3H 2 O (2)
Ez akkor fordul elő, amikor az A és B oldatot keverik, ez a folyamat a következő három lépésből áll:
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)
Az 5. reakcióban képződött bróm reagál a malonsavval, miközben lassan oldódik, a következő egyenlet szerint:
Br 2 + CH 2 (CO 2 H) 2 → BrCH (CO 2 H) 2 + Br - + H (6)
Ezek a reakciók csökkentik a bromidionok koncentrációját az oldatban. Ez lehetővé teszi, hogy a B folyamat domináns legyen. A B eljárás általános reakcióját a következő egyenlet reprezentálja:
2BrO3 - + 12H + + 10 Ce 3+ → Br 2 + 10Ce 4+ · 6H 2 O (7)
És a következő lépésekből áll:
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)
Ennek a sorozatnak a fő elemei a 8. egyenlet plusz kétszer a 9. egyenlet nettó eredménye, az alábbiak szerint:
2Ce 3+ + BrO 3 - + HBrO 2 + 3H + → 2Ce 4+ + H 2 O + 2HBrO 2 (13)
Ez a szekvencia brómsavat állít elő autokatalitikusan. Az autokatalizálás ennek a reakciónak a lényeges jellemzője, de addig nem folytatódik, amíg a reagensek kimerülnek, mivel a HBrO2 második rendű elpusztulása történik, amint azt a 10. reakcióban láthatjuk.
A 11. és 12. reakció a hiperbrómsav brómsavra és Br2-re való aránytalanságát mutatja. A Cérium (IV) -ionok és a bróm a malonsavat oxidálják bromid-ionokká. Ez megnöveli a bromidionok koncentrációját, ami újra aktiválja az A folyamatot.
A színek ebben a reakcióban elsősorban a vas-cérium komplexek oxidációjával és redukciójával alakulnak ki.
A ferroin a reakcióban látható két színből áll: Ahogy növekszik, oxidálja a ferroinban lévő vasat a vörös vasból (II) kék vasra (III). A cérium (III) színtelen, a cérium (IV) pedig sárga. A cérium (IV) és a vas (III) kombinációja zöldvé teszi a színt.
Megfelelő körülmények között ez a ciklus többször ismétlődik meg. Az üvegáru tisztítása aggodalomra ad okot, mivel az oszcillációt megszakítja a klorid-ion szennyeződés (Horst Dieter Foersterling, 1993).
Irodalom
- brómsav. (2007, október 28.). Vissza a ChEBI-ről: ebi.ac.uk.
- Egon Wiberg, NW (2001). Szervetlen kémia. london-san diego: tudományos sajtó.
- Horst Dieter Foersterling, MV (1993). Brómsav / cérium (4+): a reakció és a HBrO2 aránytalansága kénsav-oldatban, különféle savakban. Phys. Chem. 97 (30), 7932-7938.
- jódsav. (2013-2016). Visszakeresve a molbase.com webhelyről.
- Országos Biotechnológiai Információs Központ. (2017, március 4). PubChem vegyület adatbázis; CID = 165616.
- B. Faria, IR (1994). A brómsav diszproporcionációjának és pKa kinetikája. J. Phys. Chem. 98 (4), 1363-1367.
- Ropp, RC (2013). Az alkáliföld-vegyületek enciklopédia. Oxford: Elvesier.
- A Kémiai Királyi Társaság. (2015). Brómsav. Visszakeresve a chemspider.com webhelyről.
- Stanley, AA (2000, december 4). Fejlett szervetlen kémia demonstráció összefoglaló oszcilláló reakció.