- Физични и химични свойства
- Приложения
- Алкалоземни съединения
- Редуциращ агент
- Реакция на Белоусов-Жаботински
- Препратки
В bromous киселина е неорганична съединение с формула HBrO2. Споменатата киселина е една от оксакиселите бромни киселини, където се намира в състояние на окисление 3+. Солите на това съединение са известни като бромити. Това е нестабилно съединение, което не може да бъде изолирано в лабораторията.
Тази нестабилност, аналогична на йодната киселина, се дължи на реакция на дисмутация (или диспропорционалност) за образуване на хипобромна киселина и бромна киселина, както следва: 2HBrO 2 → HBrO + HBrO 3.
Фигура 1: Структура на бромовата киселина.
Бромната киселина може да действа като междинно съединение при различни реакции при окисляване на хипобромитите (Ropp, 2013). Той може да бъде получен чрез химически или електрохимични средства, когато хипобромитът се окислява до бромитния йон като:
HBrO + HClO → HBrO 2 + HCl
HBrO + H 2 O + 2е - → HBrO 2 + Н 2
Физични и химични свойства
Както бе споменато по-горе, бромовата киселина е нестабилно съединение, което не е изолирано, така че нейните физични и химични свойства се получават, с някои изключения, теоретично чрез изчислителни изчисления (Национален център за информация за биотехнологиите, 2017).
Съединението има молекулно тегло от 112.91 g / mol, точка на топене 207.30 градуса по Целзий и точка на кипене 522.29 градуса по Целзий. Разтворимостта му във вода се оценява на 1 x 106 mg / L (Royal Society of Chemistry, 2015).
Няма регистриран риск при боравене с това съединение, обаче е установено, че то е слаба киселина.
Кинетиката на реакцията на диспропорционално разпределение на бром (III), 2Br (III) → Br (1) + Br (V), е изследвана във фосфатен буфер, в диапазона на pH от 5,9-8,0, като се следи оптичната абсорбция при 294 nm, използвайки спрян поток.
Зависимостите на и са били от порядък 1 и 2 съответно, когато няма зависимост от. Реакцията също се изследва в ацетатен буфер, в рН диапазона 3,9-5,6.
В рамките на експерименталната грешка не са открити доказателства за директна реакция между два BrO2-йона. Това проучване осигурява константи на скорост 39,1 ± 2,6 М -1 за реакцията:
HBrO 2 + BrO 2 → HOBr + Br0 3 -
Константи на скоростта 800 ± 100 M -1 за реакцията:
2HBr0 2 → HOBr + Br0 3 - + H +
И равновесен коефициент от 3,7 ± 0,9 X 10 -4 за реакцията:
HBr02 ⇌ H + + BrO 2 -
Получаване на експериментален рКа от 3,43 при йонна сила 0,06 М и 25,0 ° С (RB Faria, 1994).
Приложения
Алкалоземни съединения
Бромната киселина или натриевият бромит се използват за получаване на берилиев бромит въз основа на реакцията:
Be (OH) 2 + HBrO 2 → Be (OH) BrO 2 + H 2 O
Бромитите са с жълт цвят в твърдо състояние или във водни разтвори. Това съединение се използва индустриално като окислително отстраняване на камъни от нишесте при усъвършенстване на текстила (Egon Wiberg, 2001).
Редуциращ агент
Бромната киселина или бромитите могат да се използват за намаляване на перманганатния йон до манганат по следния начин:
2MnO 4 - + BrO 2 - + 2OH - → BrO 3 - + 2MnO 4 2- + H 2 O
Какво е удобно за приготвяне на разтвори на манган (IV).
Реакция на Белоусов-Жаботински
Бромната киселина действа като важен междинен продукт в реакцията на Белоусов-Жаботински (Stanley, 2000), което е изключително визуално демонстративна демонстрация.
При тази реакция се разбъркват три разтвора, за да се образува зелен цвят, който става син, лилав и червен, а след това става зелен и се повтаря.
Трите решения, които са смесени, са както следва: 0.23 М KBrO 3 разтвор, 0.31 М разтвор на малонова киселина с 0.059 М KBr и церий (IV) разтвор на амониев нитрат 0,019 М и Н 2 SO 4 2.7M.
По време на представянето, малко количество от индикаторния фероин се въвежда в разтвора. На мястото на церия могат да се използват манганови йони. Общата реакция на BZ е катализирано със церий окисляване на малонова киселина чрез броматни йони в разредена сярна киселина, както е представено в следното уравнение:
3CH 2 (CO 2 H) 2 + 4 BrO 3 - → 4 Br - + 9 CO 2 + 6 H 2 O (1)
Механизмът на тази реакция включва два процеса. Процес A включва йони и двуелектронни прехвърляния, докато процес B включва радикали и едноелектронни прехвърляния.
Концентрацията на бромидни йони определя кой процес е доминиращ. Процес А е доминиращ, когато концентрацията на бромид-йон е висока, докато Процес В е доминиращ, когато концентрацията на бромид-йона е ниска.
Процес А е редукция на броматните йони чрез бромидни йони при два преноса на електрон. Тя може да бъде представена чрез тази нетна реакция:
BrO 3 - + 5Br - + 6H + → 3Br 2 + 3H 2 O (2)
Това се случва, когато се смесват разтвори A и B. Този процес протича през следните три стъпки:
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)
Бромът, създаден от реакция 5, реагира с малонова киселина, докато бавно енолизира, както е представено със следното уравнение:
Br 2 + CH 2 (СО 2 Н) 2 → ВгСН (СО 2 Н) 2 + Br - + Н (6)
Тези реакции действат за намаляване на концентрацията на бромидни йони в разтвора. Това позволява процес Б да стане доминиращ. Общата реакция на процес В се представя със следното уравнение:
2BrO3 - + 12H + + 10 Ce 3+ → Br 2 + 10Ce 4+ · 6H 2 O (7)
И се състои от следните стъпки:
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)
Основните елементи на тази последователност включват нетния резултат на уравнение 8 плюс два пъти уравнение 9, показано по-долу:
2Ce 3+ + BrO 3 - + HBrO 2 + 3H + → 2Ce 4+ + H 2 O + 2HBrO 2 (13)
Тази последователност произвежда бромна киселина автокаталитично. Автокатализата е съществена характеристика на тази реакция, но тя не продължава, докато реагентите се изчерпят, тъй като има разрушаване на втори ред на HBrO2, както се вижда в реакция 10.
Реакции 11 и 12 представляват непропорционалното разпределение на хипербромната киселина към бромовата киселина и Br2. Йоните на церий (IV) и бромът окисляват малоновата киселина до образуването на бромидни йони. Това причинява повишаване на концентрацията на бромидни йони, което реактивира процеса А.
Цветовете при тази реакция се формират главно от окисляването и редукцията на железно-церийните комплекси.
Фероинът осигурява два от цветовете, наблюдавани при тази реакция: Когато се увеличава, окислява желязото във фероин от червено желязо (II) до синьо желязо (III). Церият (III) е безцветен, а церият (IV) е жълт. Комбинацията от церий (IV) и желязо (III) прави цвета зелен.
При правилните условия този цикъл ще се повтори няколко пъти. Чистотата на стъклените съдове е проблем, тъй като трептенията се прекъсват от замърсяване с хлоридни йони (Horst Dieter Foersterling, 1993).
Препратки
- бромна киселина. (2007 г., 28 октомври). Получено от ChEBI: ebi.ac.uk.
- Egon Wiberg, NW (2001). Неорганична химия. Лондон-Сан Диего: академична преса.
- Horst Dieter Foersterling, MV (1993). Бромна киселина / церий (4+): реакция и непропорционалност на HBrO2, измерени в разтвор на сярна киселина при различни киселинности. Phys. Chem 97 (30), 7932-7938.
- йодна киселина. (2013-2016). Извлечено от molbase.com.
- Национален център за информация за биотехнологиите. (2017 г., 4 март). PubChem Compound Database; CID = 165616.
- Б. Фария, IR (1994). Кинетика на непропорционалност и pKa на бромовата киселина. J. Phys. Chem. 98 (4), 1363-1367.
- Ropp, RC (2013). Енциклопедия на алкалоземните съединения. Оксфорд: Елвезие.
- Кралско химическо дружество. (2015). Бромна киселина. Извлечено от chemspider.com.
- Stanley, AA (2000, 4 декември). Модерна демонстрация на неорганична химия Обобщена осцилираща реакция.