Својства и употреба бромне киселине (ХБрО2)



Тхе бромоус ацид је неорганско једињење формуле ХБрО2. Наведена киселина је једна од оксидних киселина брома где је нађена са оксидационим стањем 3+. Соли овог једињења су познате као бромитос. То је нестабилно једињење које се не може изоловати у лабораторији.

Ова нестабилност, аналогна јодозној киселини, настаје услед реакције дисмутације (или диспропорционације) да се формира хипобромна киселина и бромна киселина на следећи начин: 2ХБрО2 → ХБрО + ХБрО3.

Бромна киселина може да делује као интермедијер у различитим реакцијама у оксидацији хипобромита (Ропп, 2013). Може се добити хемијским или електрокемијским средствима где се хипобромит оксидује до бромитног јона, на пример:

ХБрО + ХЦлО → ХБрО2 + ХЦл

ХБрО + Х2О + 2е- → ХБрО2 + Х2

Индек

  • 1 Физичка и хемијска својства
  • 2 Усес
    • 2.1 Једињења алкалне земље
    • 2.2 Редукционо средство
    • 2.3 Реакција Белоусов-Жаботинског
  • 3 Референце

Физичке и хемијске особине

Као што је горе поменуто, бромична киселина је нестабилно једињење које није изоловано, тако да се његове физичке и хемијске особине добијају, уз неке изузетке, теоретски кроз рачунске прорачуне (Национални центар за биотехнолошке информације, 2017).

Једињење има молекулску тежину од 112.91 г / мол, тачку топљења 207.30 степени Целзијуса и тачку кључања 522.29 степени Целзијуса. Процењује се да је његова растворљивост у води 1 к 106 мг / Л (Краљевско хемијско друштво, 2015).

Није забележен никакав ризик у руковању овим једињењем, међутим, утврђено је да је то слаба киселина.

Кинетика реакције диспропорционисања брома (ИИИ), 2Бр (ИИИ) → Бр (1) + Бр (В), проучавана је у фосфатном пуферу, у опсегу пХ 5.9-8.0, пратећи оптичку апсорпцију при 294 нм употребом заустављеног протока.

Зависности [Х+] и [Бр (ИИИ)] су редоследа 1 и 2, где није пронађена зависност од [Бр-]. Реакција је такође проучавана у ацетатном пуферу, у опсегу пХ од 3.9 - 5.6.

У оквиру експерименталне грешке, нису пронађени докази за директну реакцију између два БрО2-јона. Ова студија даје константе брзине 39,1 ± 2,6 М-1  за реакцију:

ХБрО2 + БрО2→ ХОБр + Бр03-

Константе брзине од 800 ± 100 М-1 за реакцију:

2ХБр02 → ХОБр + Бр03- + Х+

И коефицијент равнотеже од 3.7 ± 0.9 Кс 10-4  за реакцију:

ХБр02 + Х + + БрО2-

Добијање експерименталног пКа од 3.43 при јонској снази од 0.06 М и 25.0 ° Ц (Р. Б. Фариа, 1994).

Усес

Једињења алкалне земље

Бромна киселина или натријум бромид се користе за добијање берилијум бромида према реакцији:

Бе (ОХ) \ т2 + ХБрО2 → Бе (ОХ) БрО2 + Х2О

Бромитови су жути у чврстом стању или у воденим растворима. Ово једињење се индустријски користи као средство за уклањање каменца од оксидативних шкробова у рафинацији текстила (Егон Виберг, 2001).

Редуцирање агента

Бромна киселина или бромитос се могу користити за редукцију јона перманганата у манганат на следећи начин:

2МнО4- + БрО2- + 2ОХ-→ БрО3- + 2МнО42- + Х2О

Шта је погодно за припрему манганових (ИВ) раствора.

Белоусов-Зхаботински реакција

Бромна киселина је важан посредник у реакцији Белоусов-Жаботинског (Станлеи, 2000), која је изузетно визуелно упечатљива демонстрација.

У овој реакцији мешају се три раствора да би се формирала зелена боја, која постаје плава, љубичаста и црвена, а затим се враћа у зелену и понавља.

Три различита раствора која се мешају су: раствор КБрО3 0,23 М, 0,31 М раствор малонске киселине са 0,059 М КБр и 0,019 М раствор церијум (ИВ) амонијум нитрата и Х2СО4 2.7М.

Током презентације, мала количина индикатора фероина се уноси у раствор. Уместо церијума могу се користити јони мангана. Укупна реакција Б-З је оксидација малонске киселине катализоване церијем, броматним јонима у разблаженој сумпорној киселини, као што је приказано у следећој једначини:

3ЦХ2 (ЦО2Х)2 + 4 БрО3- → 4 Бр- + 9 ЦО2 + 6 Х2О (1) \ т

Механизам ове реакције укључује два процеса. Процес А укључује ионе и трансфере два електрона, док процес Б укључује радикале и трансфере електрона.

Концентрација бромидних јона одређује који је процес доминантан. Процес А је доминантан када је концентрација бромидних јона висока, док је процес Б доминантан када је концентрација бромидних јона ниска.

Процес А је редукција броматних јона бромидним јонима у два електронска трансфера. Може се представити овом мрежном реакцијом:

БрО3- + 5Бр- + 6Х+ → 3Бр2 + 3Х2О (2) \ т

Ово се дешава када се решења А и Б мешају.Овај процес се одвија кроз следећа три корака:

БрО3- + Бр- +2 Х+ → ХБрО2 + ХОБр (3) \ т

ХБрО2 + Бр- + Х+ → 2 ХОБр (4)

ХОБр + Бр- +Х+ → Бр2 + Х2О (5) \ т

Бром створен из реакције 5 реагује са малонском киселином док полако енолизира, као што је представљено следећом једначином:

Бр2 + ЦХ2 (ЦО2Х)2 → БрЦХ (ЦО2Х)2 + Бр- + Х (6)

Ове реакције раде на смањењу концентрације бромидних јона у раствору. То омогућава да процес Б постане доминантан. Укупна реакција процеса Б је представљена следећом једначином:

2БрО3- + 12Х+ + 10 Це3+ → Бр2 + 10Це4+· 6Х2О (7) \ т

И састоји се од следећих корака:

БрО3- + ХБрО2 + Х+ → 2БрО2 • + Х2О (8) \ т

БрО2 • + Це3+ + Х+ → ХБрО2 + Це4+ (9)

2 ХБрО2 → ХОБр + БрО3- + Х+ (10)

2 ХОБр → ХБрО2 + Бр- + Х+ (11)

ХОБр + Бр- + Х+ → Бр2 + Х2О (12) \ т

Кључни елементи ове секвенце укључују нето резултат једначине 8 плус два пута једнаџбу 9, која је приказана испод:

2Це3+ + БрО3 - + ХБрО2 + 3Х+ → 2Це4+ + Х2О + 2ХБрО2 (13)

Ова секвенца производи бромирану киселину аутокаталитички. Аутокатализа је битна карактеристика ове реакције, али се не наставља све док се реагенси не исцрпе, јер постоји деструкција ХБрО2 другог реда, као што се види у реакцији..

Реакције 11 и 12 представљају диспропорцију хипербромне киселине према бромној киселини и Бр2. Церијум (ИВ) јони и бром оксидују малонску киселину да би се формирали бромидни јони. Ово узрокује повећање концентрације бромидних јона, што реактивира процес А.

Боје у овој реакцији углавном су настале оксидацијом и редукцијом комплекса гвожђа и церијума.

Ферроин даје две боје које се виде у овој реакцији: како се [Це (ИВ)] повећава, оксидује гвожђе у фероину од црвеног гвожђа (ИИ) до плавог гвожђа (ИИИ). Цериј (ИИИ) је безбојан и церијум (ИВ) је жут. Комбинација церијума (ИВ) и гвожђа (ИИИ) чини боју зеленом.

Под правим условима, овај циклус ће се поновити неколико пута. Чишћење стаклених производа изазива забринутост јер се осцилације прекидају контаминацијом са хлоридним јонима (Хорст Диетер Фоерстерлинг, 1993).

Референце

  1. бромоус ацид (2007, 28. октобар). Добављено из ЦхЕБИ: еби.ац.ук.
  2. Егон Виберг, Н.В. (2001). Неорганска хемија лондон-сан диего: академска штампа.
  3. Хорст Диетер Фоерстерлинг, М. В. (1993). Бромна киселина / церијум (4+): реакција и несразмерност ХБрО2 мерена у раствору сумпорне киселине при различитим киселостима. Цхем 97 (30), 7932-7938.
  4. јодна киселина. (2013-2016). Преузето са молбасе.цом.
  5. Национални центар за биотехнолошке информације. (2017, 4. март). ПубЦхем Цомпоунд Датабасе; ЦИД = 165616.
  6. Б. Фариа, И.Р. (1994). Кинетика диспропорционације и пКа бромне киселине. Ј. Пхис., 98 (4), 1363-1367. 
  7. Ропп, Р.Ц. (2013). Енцицлопедиа оф Алкалине Еартх Цомпоундс. Окфорд: Елвесиер.
  8. Краљевско хемијско друштво. (2015). Бромна киселина. Преузето са цхемспидер.цом.
  9. Станлеи, А. А. (2000., 4. децембар). Напредна демонстрација неорганске хемије Сажетак осцилаторне реакције.