Bromsyre (HBrO2) Egenskaper og anvendelser



den bromsyre er en uorganisk forbindelse av HBr02 formel. Syren er en av bromoksysyre syrer hvor den er funnet med oksidasjonstilstand 3+. Saltene av denne forbindelsen er kjent som bromitos. Det er en ustabil forbindelse som ikke kan isoleres i laboratoriet.

Denne ustabiliteten, analog med jodsyre, skyldes en dismutasjonsreaksjon (eller disproportionering) for å danne hypobromsyre og bromsyre på følgende måte: 2HBrO2 → HBrO + HBrO3.

Bromsyre kan virke som et mellomprodukt i forskjellige reaksjoner ved oksydasjon av hypobromitter (Ropp, 2013). Det kan oppnås ved kjemiske eller elektrokjemiske midler hvor hypobromitt oksyderes til bromitionen, for eksempel:

HBrO + HClO → HBrO2 + HCl

HBrO + H2O + 2e- → HBrO2 + H2

index

  • 1 Fysiske og kjemiske egenskaper
  • 2 bruksområder
    • 2.1 Alkaliske jordforbindelser
    • 2.2 Reduksjonsmiddel
    • 2.3 Reaksjon av Belousov-Zhabotinski
  • 3 referanser

Fysiske og kjemiske egenskaper

Som nevnt ovenfor, er bromous syre en ustabil forbindelse som ikke er isolert, slik at de fysikalske og kjemiske egenskaper oppnås, med noen få unntak, teoretisk sett av beregnings beregninger (National Center for Biotechnology Information, 2017).

Forbindelsen har en molekylvekt på 112,91 g / mol, et smeltepunkt på 207,30 grader Celsius og et kokepunkt på 522,29 grader Celsius. Dens oppløselighet i vann anslås til 1 x 106 mg / l (Royal Society of Chemistry, 2015).

Ingen type risiko er registrert ved håndtering av denne forbindelsen, men det har vist seg å være en svak syre.

Kinetikken ved reaksjonen av disproporsjonering av brom (III) 2Br (III) → Br (1) Br (V) ble undersøkt i fosfatbuffer i pH-området fra 5,9 til 8,0, ved å overvåke den optiske absorpsjon ved 294 nm ved bruk av stoppet strømning.

Avhengighetene til [H+] og [Br (III)] var av henholdsvis rekkefølge 1 og 2, hvor ingen avhengighet av [Br-] ble funnet. Reaksjonen ble også studert i acetatbuffer i pH-området på 3,9-5,6.

Innenfor eksperimentelle feil ble det ikke funnet noe bevis for en direkte reaksjon mellom to BrO2 -ioner. Denne studien gir hastighetskonstanter 39,1 ± 2,6 M-1  for reaksjonen:

HBrO2 + bro2→ HOBr + Br03-

Hastighetskonstanter på 800 ± 100 M-1 for reaksjonen:

2HBr02 → HOBr + Br03- + H+

Og en likevektskvotient på 3,7 ± 0,9 X 10-4  for reaksjonen:

HBr02 + H + + BrO2-

Oppnåelse av en eksperimentell pKa på 3,43 ved en ionstyrke på 0,06 M og 25,0 ° C (R. B. Faria, 1994).

søknader

Alkaliske jordforbindelser

Bromsyre eller natriumbromid brukes til å produsere berylliumbromid i henhold til reaksjonen:

Være (OH)2 + HBrO2 → Be (OH) BrO2 + H2O

Bromitos er gule i fast tilstand eller i vandige løsninger. Denne forbindelsen brukes industrielt som et middel for avkalkning av oksidativ stivelse i forfining av tekstiler (Egon Wiberg, 2001).

Reduksjonsmiddel

Bromsyre eller bromitos kan brukes til å redusere permanganatjonen til manganat på følgende måte:

2MnO4- + bro2- + 2-OH-→ BrO3- + 2MnO42- + H2O

Hva er praktisk for fremstilling av mangan (IV) løsninger.

Belousov-Zhabotinski-reaksjonen

Bromsyren virker som et viktig mellomprodukt i reaksjonen av Belousov-Zhabotinski (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 tilbake til grønt og gjentatte ganger.

De tre løsningene som er blandet, følger: En løsning av KBrO3 0,23 M, 0,31 M malonsyreoppløsning med 0,059 M KBr og 0,019 M cerium (IV) ammoniumnitratoppløsning og H2SW4 2,7M.

Under presentasjonen innføres en liten mengde indikatorferroin i løsningen. Manganioner kan brukes i stedet for cerium. Den generelle reaksjonen B-Z er den ceriumkatalyserte oksydasjonen av malonsyre, med bromationer i fortynnet svovelsyre som vist i følgende ligning:

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

Mekanismen for denne reaksjonen involverer to prosesser. Prosess A innebærer ioner og overføringer av to elektroner, mens prosess B innebærer radikaler og overføringer av et elektron.

Konsentrasjonen av bromidioner bestemmer hvilken prosess som er dominerende. Prosess A er dominerende når konsentrasjonen av bromidioner er høy, mens prosess B er dominerende når konsentrasjonen av bromidioner er lav.

Prosess A er reduksjonen av bromioner med bromidioner i to elektronoverføringer. Det kan representeres av denne netto reaksjonen:

bro3- + 5br- + 6H+ → 3Br2 + 3 H2O (2)

Dette skjer når løsningene A og B blandes. Denne prosessen skjer gjennom følgende tre trinn:

bro3- + Br- +2 H+ → HBrO2 + HOBr (3)

HBrO2 + Br- + H+ → 2 HOBr (4)

HOBr + Br- +H+ → Br2 + H2O (5)

Brom opprettet fra reaksjon 5 reagerer med malonsyre ettersom den langsomt enolysiserer, som representert ved følgende ligning:

Br2 + CH2 (CO2H)2 → BrCH (CO2H)2 + Br- + H (6)

Disse reaksjonene arbeider for å redusere konsentrasjonen av bromidioner i løsningen. Dette gjør at prosess B blir dominerende. Den samlede reaksjonen av prosess B er representert ved følgende ligning:

2BrO3- + 12H+ + 10 Ce3+ → Br2 + 10CE4+· 6H2O (7)

Og det består av følgende trinn:

bro3- + HBrO2 + H+ → 2BrO2 • + H2O (8)

bro2 • + Ce3+ + H+ → HBrO2 + EC4+ (9)

2 HBrO2 → HOBr + BrO3- + H+ (10)

2 HOBr → HBrO2 + Br- + H+ (11)

HOBr + Br- + H+ → Br2 + H2O (12)

Nøkkelelementene i denne sekvensen inkluderer nettoresultatet av ligning 8 pluss to ganger ligningen 9, som er vist nedenfor:

2ce3+ + bro3 - + HBrO2 + 3 H+ → 2Ce4+ + H2O + 2HBrO2 (13)

Denne sekvensen produserer bromert syre autokatalytisk. Autokatalyse er en viktig egenskap ved denne reaksjonen, men den fortsetter ikke før reagensene er utarmet, fordi det er en andreordens ødeleggelse av HBrO2, som sett i reaksjonen..

Reaksjoner 11 og 12 representerer disproportjonen 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 ved oksidasjon og reduksjon av jern- og ceriumkomplekser.

Ferroin gir to av fargene sett i denne reaksjonen: da [Ce (IV)] øker, oksiderer det jernet i ferroin fra rødt jern (II) til blått jern (III). Ceriumet (III) er fargeløst og ceriumet (IV) er gult. Kombinasjonen av cerium (IV) og jern (III) gjør fargen grønn.

Under de rette forholdene, vil denne syklusen gjentas flere ganger. Rengjøring av glassvarer er en bekymring fordi oscillasjonene avbrytes ved forurensning med kloridioner (Horst Dieter Foersterling, 1993).

referanser

  1. bromsyre (2007, 28. oktober). Hentet fra ChEBI: ebi.ac.uk.
  2. Egon Wiberg, N. W. (2001). Uorganisk kjemi london-san diego: akademisk presse.
  3. Horst Dieter Foersterling, M. V. (1993). Bromsyre / cerium (4+): reaksjon og HBrO2 disproportionering målt i svovelsyreoppløsning ved forskjellige surheter. Phys. Chem 97 (30), 7932-7938.
  4. jodsyre. (2013-2016). Hentet fra molbase.com.
  5. Nasjonalt senter for bioteknologisk informasjon. (2017, 4. mars). PubChem Compound Database; CID = 165616.
  6. B. Faria, I.R. (1994). Kinetikk av disproportionering og pKa av bromsyre. J. Phys. Chem., 98 (4), 1363-1367. 
  7. Ropp, R. C. (2013). Encyclopedia of the Alkaline Earth Compounds. Oxford: Elvesier.
  8. Royal Society of Chemistry. (2015). Bromsyre. Hentet fra chemspider.com.
  9. Stanley, A. A. (2000, 4. desember). Avansert Uorganisk Kjemisk Demonstrasjon Sammendrag Oscillerende reaksjon.