Brómsav (HBrO2) tulajdonságai és felhasználása



az brómsav egy szervetlen vegyület a HBrO2 képletnek. Az említett sav a bróm-oxid savak egyike, ahol a 3+ oxidációs állapotban található. Ennek a vegyületnek a sói bromitos néven ismertek. Ez egy instabil vegyület, amelyet a laboratóriumban nem lehetett elkülöníteni.

Ez a jódsavval analóg instabilitás a diszmutációs reakció (vagy diszproporcionáció) miatt következik be a hipobromos sav és a brómsav képződéséhez a következő módon: 2HBrO2 → HBrO + HBrO3.

A brómsav közbenső hatású lehet a különböző reakciókban a hipobromiták oxidációjában (Ropp, 2013). Kémiai vagy elektrokémiai eszközökkel nyerhető, ahol a hipobromitot brómionvá oxidáljuk, például:

HBrO + HClO → HBrO2 + HCl

HBrO + H2O + 2e- → HBrO2 + H2

index

  • 1 Fizikai és kémiai tulajdonságok
  • 2 Használat
    • 2.1 Alkáliföldfém-vegyületek
    • 2.2 Redukálószer
    • 2.3 Belousov-Zhabotinski reakciója
  • 3 Referenciák

Fizikai és kémiai tulajdonságok

Mint már említettük, a brómsav egy nem stabil vegyület, amelyet nem izoláltak, így fizikai és kémiai tulajdonságait, néhány kivétellel, elméletileg számítási számításokkal (Nemzeti Biotechnológiai Információs Központ, 2017) kapjuk meg.

A vegyület molekulatömege 112,91 g / mol, olvadáspontja 207,30 ° C és forráspontja 522,29 ° C. Vízben való oldhatósága becslések szerint 1 x 106 mg / l (Royal Society of Chemistry, 2015).

Ennek a vegyületnek a kezelésében semmilyen kockázatot nem regisztráltak, azonban gyenge savat találtak.

A bróm (III), a 2Br (III) → Br (1) + Br (V) bróm (diszproporcionális) reakciójának kinetikáját foszfátpufferben, 5,9-8,0 pH-tartományban vizsgáltuk. 294 nm leállt áramlással.

A [H+] és [Br (III)] az 1. és 2. sorrendben voltak, ahol nem találtunk függést a [Br-] -től. A reakciót acetát pufferben is vizsgáltuk, pH-tartománya 3,9 - 5,6.

A kísérleti hibán belül nem találtunk bizonyítékot két BrO2-ion közötti közvetlen reakcióra. Ez a tanulmány 39,1 ± 2,6 M sebesség-állandókat biztosít-1  a reakcióhoz:

HBrO2 + BrO2→ HOBr + Br03-

A sebességállandók 800 ± 100 M-1 a reakcióhoz:

2HBr02 → HOBr + Br03- + H+

És egyensúlyi hányadosa 3,7 ± 0,9 X 10-4  a reakcióhoz:

HBr02 H + + BrO2-

3,44 kísérleti pKa-t kapunk 0,06 M és 25,0 ° C ionerősség mellett (R. B. Faria, 1994)..

alkalmazások

Alkáliföldfém-vegyületek

A bróm-savat vagy a nátrium-bromidot a berillium-bromid előállítására használják a reakció szerint:

Be (OH)2 + HBrO2 → Be (OH) BrO2 + H2O

A bromitok szilárdak vagy vizes oldatokban sárgaek. Ezt a vegyületet ipari felhasználásra használják az oxidatív keményítők kármentesítésére a textíliák finomítása során (Egon Wiberg, 2001).

Redukálószer

A bróm-sav vagy a bromitos a permanganát-ion manganáttá történő redukálására használható a következő módon:

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

Mi a kényelmes a mangán (IV) oldatok előállításához.

Belousov-Zhabotinski reakció

A brómsav fontos köztitermékként működik a Belousov-Zhabotinski (Stanley, 2000) reakciójában, ami rendkívül vizuálisan feltűnő demonstráció..

Ebben a reakcióban három megoldást keverünk össze, amelyek zöld színt alkotnak, amely kék, lila és piros színt mutat, majd visszatér a zöldre és ismétlődik.

A három kevert oldat a következő: KBrO oldat3 0,23 M, 0,31 M malonsavoldat 0,059 M KBr és 0,019 M cérium (IV) ammónium-nitrát oldattal és H2SW4 2.7M.

A prezentáció során egy kis mennyiségű ferroin indikátort vezetünk be az oldatba. A cérium helyett mangánionokat használhatunk. A B-Z általános reakció a malonsav cérium-katalizált oxidációja, a következő egyenlet szerint híg kénsavban lévő bróm-ionokkal:

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

Ennek a reakciónak a mechanizmusa két folyamatot foglal magában. Az A folyamat két elektron ionjait és transzfereit foglalja magában, míg a B folyamat magában foglalja az elektronok radikáit és transzfereit.

A bromidionok koncentrációja meghatározza, hogy melyik folyamat dominál. Az A eljárás dominál, amikor a bromidionok koncentrációja magas, míg a B folyamat dominál, ha a bromidionok koncentrációja alacsony.

Az A eljárás a bróm-ionok bromidionokkal történő redukálása két elektronátvitelben. Ezt a nettó reakció képviseli:

BrO3- + 5Br- + 6H+ → 3Br2 + 3H2O (2)

Ez akkor fordul elő, ha az A és B megoldásokat összekeverik.

BrO3- + Br- +2 H+ → HBrO2 + HOBr (3)

HBrO2 + Br- + H+ → 2 HOBr (4)

HOBr + Br- +H+ → Br2 + H2O (5)

Az 5. reakcióban keletkezett bróm lassan enolizálódik a malonsavval, amint azt a következő egyenlet mutatja:

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

Ezek a reakciók a bromid ionok koncentrációjának csökkentésére szolgálnak az oldatban. Ez lehetővé teszi, hogy a B folyamat domináns legyen. A B eljárás általános reakcióját a következő egyenlet mutatja:

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

És a következő lépésekből áll:

BrO3- + HBrO2 + H+ → 2BrO2 • + H2O (8)

BrO2 • + Ce3+ + H+ → HBrO2 + EK4+ (9)

2 HBrO2 → HOBr + BrO3- + H+ (10)

2 HOBr → HBrO2 + Br- + H+ (11)

HOBr + Br- + H+ → Br2 + H2O (12)

Ennek a szekvenciának a legfontosabb eleme a 8 egyenlet nettó eredményét és a 9. egyenlet kétszeresét tartalmazza, amely az alábbiakban látható:

2C-E3+ + BrO3 - + HBrO2 + 3H+ → 2Ce4+ + H2O + 2HBrO2 (13)

Ez a szekvencia brómozott savat eredményez autokatalitikusan. A reakció lényeges jellemzője az autokatalízis, de addig nem folytatódik, amíg a reagensek kimerülnek, mivel a reakció során a HBrO2 másodrendű megsemmisítése következik be..

A 11. és 12. reakció a hibrid-sav és a bróm-sav és a Br2 arányát jelenti. A cérium (IV) ionok és a bróm oxidálják a malonsavat, hogy bromidionokat képezzenek. Ez növeli a bromid ionok koncentrációját, amely újra aktiválja az A folyamatot.

Ebben a reakcióban a színek főként a vas- és cérium-komplexek oxidációjával és redukciójával keletkeznek.

A ferroin két színt jelenít meg ebben a reakcióban: mivel a [Ce (IV)] növekszik, a vasat a vasból (II) a vasból (III) kékre (III) oxidálja. A cérium (III) színtelen, és a cérium (IV) sárga. A cérium (IV) és a vas (III) kombinációja zöld színt ad.

A megfelelő körülmények között ez a ciklus többször megismétlődik. Az üvegáru tisztítása aggodalomra ad okot, mert az oszcillációkat a kloridionokkal való szennyeződés megszakítja (Horst Dieter Foersterling, 1993).

referenciák

  1. brómsav (2007, október 28.). Letöltve a ChEBI-ből: ebi.ac.uk.
  2. Egon Wiberg, N. W. (2001). Szervetlen kémia london-san diego: tudományos sajtó.
  3. Horst Dieter Foersterling, M. V. (1993). Brómsav / cérium (4+): reakció és HBrO2 diszproporcionáció kénsavoldatban különböző savasságokban mérve. Phys. Chem. 97 (30), 7932-7938.
  4. jódsav. (2013-2016). A molbase.com-ból származik.
  5. Nemzeti Biotechnológiai Információs Központ. (2017. március 4.). PubChem összetett adatbázis; CID = 165616.
  6. B. Faria, I. R. (1994). A diszproporcionáció kinetikája és a brómsav pKa. J. Phys. Chem. 98 (4), 1363-1367. 
  7. Ropp, R. C. (2013). Az alkáliföldfém-vegyületek enciklopédiája. Oxford: Elvesier.
  8. Királyi Kémiai Társaság. (2015). Brómsav. A chemspider.com-ból származik.
  9. Stanley A. A. (2000, december 4.). Fejlett szervetlen kémiai demonstrációs összefoglaló oszcilláló reakció.