Bromsyra (HBrO2) Egenskaper och användningsområden



den bromsyra är en oorganisk förening av HBrO2-formel. Syran är en av bromoxisyrorna där den finns med oxidationstillstånd 3+. Salterna av denna förening är kända som bromitos. Det är en instabil förening som inte kunde isoleras i laboratoriet.

Denna instabilitet, analog med jodsyra, beror på en dismutationsreaktion (eller disproportionering) för att bilda hypobromsyra och bromsyra på följande sätt: 2HBrO2 → HBrO + HBrO3.

Bromsyra kan fungera som en mellanprodukt i olika reaktioner vid oxidation av hypobromiter (Ropp, 2013). Det kan erhållas med kemiska eller elektrokemiska medel där hypobromiten oxideras till bromitjonen, till exempel:

HBrO + HClO → HBrO2 + HCl

HBrO + H2O + 2e- → HBrO2 + H2

index

  • 1 Fysikaliska och kemiska egenskaper
  • 2 användningar
    • 2.1 Alkaliska jordföreningar
    • 2.2 Reduktionsmedel
    • 2.3 Reaktion av Belousov-Zhabotinski
  • 3 referenser

Fysikaliska och kemiska egenskaper

Såsom nämnts ovan, är bromous syra en instabil förening, som inte är isolerad, så att dess fysikaliska och kemiska egenskaper erhålls, med några undantag, teoretiskt av beräknings beräkningar (National Center for Biotechnology Information, 2017).

Föreningen har en molekylvikt av 112,91 g / mol, en smältpunkt av 207,30 grader Celsius och en kokpunkt av 522,29 grader Celsius. Lösligheten i vatten beräknas vara 1 x 106 mg / l (Royal Society of Chemistry, 2015).

Ingen typ av risk har registrerats vid hanteringen av denna förening, men det har visat sig vara en svag syra.

Kinetiken för reaktionen av disproportionering av brom (III) 2Br (III) → Br (1) Br (V) studerades i fosfatbuffert i pH-området av 5,9 till 8,0, genom att övervaka den optiska absorbansen vid 294 nm med användning av stoppat flöde.

Beroende på [H+] och [Br (III)] var av ordning 1 respektive 2, där inget beroende av [Br-] hittades. Reaktionen studerades också i acetatbuffert i pH-intervallet 3,9-5,6.

Inom experimentfelet fann man inget bevis för en direkt reaktion mellan två Br02-joner. Denna studie ger hastighetskonstanter 39,1 ± 2,6 M-1  för reaktionen:

HBrO2 + BrO2→ HOBr + Br03-

Hastighetskonstanter på 800 ± 100 M-1 för reaktionen:

2HBr02 → HOBr + Br03- + H+

Och en jämviktskvotent på 3,7 ± 0,9 X 10-4  för reaktionen:

HBr02 ^ H + + BrO2-

Erhålla en experimentell pKa av 3,43 vid en jonstyrka av 0,06 M och 25,0 ° C (R. B. Faria, 1994).

tillämpningar

Alkaliska jordföreningar

Bromsyra eller natriumbromid används för framställning av berylliumbromid enligt reaktionen:

Be (OH)2 + HBrO2 → Be (OH) BrO2 + H2O

Bromitos är gula i fast tillstånd eller i vattenhaltiga lösningar. Denna förening användes industriellt som ett medel för avkalkning av oxidativ stärkelse vid förfining av textilier (Egon Wiberg, 2001).

Reduktionsmedel

Bromsyra eller bromitos kan användas för att reducera permanganatjonen till manganat på följande sätt:

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

Vad är lämpligt för framställning av mangan (IV) lösningar.

Belousov-Zhabotinski-reaktion

Bromsyran fungerar som en viktig mellanprodukt i reaktionen av Belousov-Zhabotinski (Stanley, 2000), vilket är en extremt visuellt slående demonstration.

I denna reaktion blandas tre lösningar för att bilda en grön färg, som blir blå, lila och röd, och återgår sedan till grönt och upprepningar.

De tre lösningarna som blandas följer: en lösning av KBrO3 0,23 M, 0,31 M malonsyralösning med 0,059 M KBr och 0,019 M cerium (IV) ammoniumnitratlösning och H2SW4 2,7 M.

Under presentationen införs en liten mängd indikatorferroin i lösningen. Manganjoner kan användas i stället för cerium. Den totala reaktionen B-Z är den ceriumkatalyserade oxideringen av malonsyra, med bromjoner i utspädd svavelsyra som presenteras i följande ekvation:

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

Mekanismen för denna reaktion involverar två processer. Process A innefattar joner och överföringar av två elektroner, medan process B involverar radikaler och överföringar av en elektron.

Koncentrationen av bromidjoner bestämmer vilken process som dominerar. Process A är dominerande när koncentrationen av bromidjoner är hög, medan process B är dominant när koncentrationen av bromidjoner är låg.

Förfarande A är reduktionen av bromjoner genom bromidjoner i två elektronöverföringar. Det kan representeras av denna nettoreaktion:

BrO3- + 5br- + 6H+ → 3Br2 + 3H2O (2)

Detta sker när lösningarna A och B blandas. Denna process sker genom följande tre steg:

BrO3- + Br- +2 H+ → HBrO2 + HOBr (3)

HBrO2 + Br- + H+ → 2 HOBr (4)

HOBr + Br- +H+ → Br2 + H2O (5)

Brom som skapas från reaktion 5 reagerar med malonsyra eftersom den långsamt enolysiseras, såsom representeras av följande ekvation:

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

Dessa reaktioner arbetar för att minska koncentrationen av bromidjoner i lösningen. Detta gör att process B blir dominerande. Den totala reaktionen av process B representeras av följande ekvation:

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

Och det består av följande steg:

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

BrO2 • + Ce3+ + H+ → HBrO2 + EG4+ (9)

2 HBrO2 → HOBr + BrO3- + H+ (10)

2 HOBr → HBrO2 + Br- + H+ (11)

HOBr + Br- + H+ → Br2 + H2O (12)

Nyckelelementen i denna sekvens inkluderar nettoresultatet av ekvation 8 plus två gånger ekvationen 9, som visas nedan:

2ce3+ + BrO3 - + HBrO2 + 3H+ → 2Ce4+ + H2O + 2HBrO2 (13)

Denna sekvens producerar bromerad syre autokatalytiskt. Autokatalysering är ett väsentligt inslag i denna reaktion, men det fortsätter inte tills reagenserna är utarmade, eftersom det finns en andra ordningens förstöring av HBrO2, såsom ses i reaktionen..

Reaktionerna 11 och 12 representerar disproportionen av hyperbromsyra till bromsyra och Br2. Cerium (IV) joner och brom oxiderar malonsyra för att bilda bromidjoner. Detta medför en ökning av koncentrationen av bromidjoner, som reaktiverar process A.

Färgerna i denna reaktion bildas huvudsakligen genom oxidation och reduktion av järn- och ceriumkomplex.

Ferroin ger två av de färger som ses i denna reaktion: eftersom [Ce (IV) ökar, oxiderar den järnet i ferroin från rött järn (II) till blått järn (III). Ceriumet (III) är färglöst och ceriumet (IV) är gult. Kombinationen av cerium (IV) och järn (III) gör färgen grön.

Under de rätta förhållandena kommer denna cykel att upprepas flera gånger. Rengöringen av glasvaror är ett problem eftersom oscillationerna avbryts av förorening med kloridjoner (Horst Dieter Foersterling, 1993).

referenser

  1. bromsyra (2007, 28 oktober). Hämtad från ChEBI: ebi.ac.uk.
  2. Egon Wiberg, N. W. (2001). Oorganisk kemi london-san diego: akademisk press.
  3. Horst Dieter Foersterling, M.V. (1993). Bromsyra / cerium (4+): reaktion och HBrO2-disproportionering uppmätt i svavelsyralösning vid olika sura syror. Phys. Chem 97 (30), 7932-7938.
  4. jodsyra. (2013-2016). Hämtad från molbase.com.
  5. National Center for Biotechnology Information. (2017, 4 mars). PubChem Compound Database; CID = 165616.
  6. B. Faria, I.R. (1994). Kinetik av disproportionering och pKa av bromsyra. 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). Bromsyra. Hämtad från chemspider.com.
  9. Stanley, A. A. (2000, 4 december). Sammanfattning Oorganiserande Kemi Demonstration Oscillerande reaktion.