- Физичка и хемијска својства
- Апликације
- Једињења алкалне земље
- Редукционо средство
- Реакција Белоусов-Жаботински
- Референце
Бромаста киселина је неорганско једињење формуле ХБрО2. Споменута киселина је једна од оксида киселина брома где се налази у стању оксидације 3+. Соли овог једињења су познате као бромити. То је нестабилно једињење које се не може изоловати у лабораторији.
Ова нестабилност, аналогна јодној киселини, настаје услед реакције дисмутације (или диспропорционалности) да се формира хипобромна киселина и бромна киселина на следећи начин: 2ХБрО 2 → ХБрО + ХБрО3 .
Слика 1: Структура бромне киселине.
Бромна киселина може деловати као интермедијер у различитим реакцијама оксидације хипобромита (Ропп, 2013). Може се добити хемијским или електрохемијским средствима где се хипобромит оксидује до бромитног јона, као што су:
ХБрО + ХЦлО → ХБрО 2 + ХЦл
ХБрО + Х 2 О + 2е - → ХБрО 2 + Х 2
Физичка и хемијска својства
Као што је горе поменуто, бромна киселина је нестабилно једињење које није изоловано, па су њена физичка и хемијска својства стечена, са неким изузецима, теоријски помоћу рачунарских прорачуна (Национални центар за биотехнолошке информације, 2017).
Једињење има молекулску масу од 112,91 г / мол, талиште од 207,30 степени Целзијуса и тачку кључања од 522,29 степени Целзијуса. Растворљива је у води 1 к 106 мг / Л (Роиал Социети оф Цхемистри, 2015).
Нема регистрованог ризика за руковање овим једињењем, међутим, откривено је да је у питању слаба киселина.
Кинетика реакције диспропорционалности брома (ИИИ), 2Бр (ИИИ) → Бр (1) + Бр (В), проучавана је у фосфатном пуферу, у опсегу пХ од 5,9-8,0, пратећи оптичку апсорбанцију на 294 нм користећи заустављени проток.
Зависности и редоследа су биле реда и 1, где нема зависности. Реакција је такође проучена у ацетатном пуферу, у опсегу пХ од 3,9-5,6.
Унутар 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:
ХБрО 2 + БрО 2 → ХОБр + Бр0 3 -
Ступне константе од 800 ± 100 М -1 за реакцију:
2ХБр0 2 → ХОБр + Бр0 3 - + Х +
И равнотежни квоцијент од 3,7 ± 0,9 Кс 10 -4 за реакцију:
ХБр02 ⇌ Х + + БрО 2 -
Добијање експерименталног пКа од 3,43 при јонској јакости 0,06 М и 25,0 ° Ц (РБ Фариа, 1994).
Апликације
Једињења алкалне земље
Бромна киселина или натријум бромит се користе за производњу берилијум бромита на основу реакције:
Бе (ОХ) 2 + ХБрО 2 → Бе (ОХ) БрО 2 + Х 2 О
Бромити су жуте боје у чврстом стању или у воденим растворима. Ово једињење се користи индустријски као оксидативно средство за скидање каменца скроба у рафинирању текстила (Егон Виберг, 2001).
Редукционо средство
Бромна киселина или бромити могу се употребити за смањење перманганатног јона у манганат на следећи начин:
2МнО 4 - + БрО 2 - + 2ОХ - → БрО 3 - + 2МнО 4 2- + Х 2 О
Шта је погодно за припрему раствора мангана (ИВ).
Реакција Белоусов-Жаботински
Бромова киселина делује као важан посредник у реакцији Белоусов-Жаботински (Станлеи, 2000), што је изузетно визуелно демонстрација.
У овој реакцији се мешају три раствора, чиме се формира зелена боја, која постаје плава, љубичаста и црвена, а затим постаје зелена и понавља се.
Три решења која су мешани су: а 0.23 М КБРО 3 раствора, а кисели раствор 0.31 М малонска са 0,059 М КБр анд цериум (ИВ) амонијум нитрат раствор 0.019 М и Х 2 СО 4 2.7М.
Током презентације, мала количина индикатора фероин се уноси у раствор. Уместо церијума могу се користити јони мангана. Укупна реакција БЗ је оксидација малонске киселине, катализоване церијем, броматним јонима у разблаженој сумпорној киселини, као што је представљено у следећој једначини:
3ЦХ 2 (ЦО 2 Х) 2 + 4 БрО 3 - → 4 Бр - + 9 ЦО 2 + 6 Х 2 О (1)
Механизам ове реакције укључује два процеса. Процес А укључује јоне и двоелектронске преносе, док процес Б укључује радикале и једно-електронске преносе.
Концентрација бромидних јона одређује који процес је 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 преноса електрона. Може се представити овом нето реакцијом:
БрО 3 - + 5Бр - + 6Х + → 3БР 2 + 3 Х 2 О (2)
До тога долази када се мешају решења А и Б. Овај процес се одвија кроз следећа три корака:
БрО 3 - + Бр - +2 Х + → ХБрО 2 + ХОБр (3)
ХБрО 2 + Бр - + Х + → 2 ХОБр (4)
ХОБр + Бр - + Х + → Бр 2 + Х 2 О (5)
Бром створен реакцијом 5 реагује са малононском киселином док се полако енолише, што је представљено следећом једначином:
Бр 2 + ЦХ 2 (ЦО 2 Х) 2 → БрЦХ (ЦО 2 Х) 2 + Бр - + Х (6)
Ове реакције делују на смањење концентрације бромидних јона у раствору. То омогућава да процес Б постане доминантан. Укупна реакција процеса Б представљена је следећом једначином:
2БрО3 - + 12Х + + 10 Це 3+ → Бр 2 + 10Це 4+ · 6Х 2 О (7)
А састоји се од следећих корака:
БрО 3 - + ХБрО 2 + Х + → 2БрО 2 • + Х 2 О (8)
БрО 2 • + Це 3+ + Х + → ХБрО 2 + Це 4+ (9)
2 ХБрО 2 → ХОБр + БрО 3 - + Х + (10)
2 ХОБр → ХБрО 2 + Бр - + Х + (11)
ХОБр + Бр - + Х + → Бр 2 + Х 2 О (12)
Кључни елементи ове секвенце укључују нето резултат једнаџбе 8 плус два пута једнаџбе 9, приказан доле:
2Це 3+ + БрО 3 - + ХБрО 2 + 3Х + → 2Це 4+ + Х 2 О + 2ХБрО 2 (13)
Ова секвенца производи бромову киселину аутокатализно. Аутокатализа је суштинска карактеристика ове реакције, али не наставља се све док се реагенси не исцрпе, јер долази до уништења ХБрО2 другог реда, као што се види у реакцији 10.
Реакције 11 и 12 представљају несразмеру хипербромне киселине у бромној киселини и Бр2. Јери церијума (ИВ) и бром оксидирају малононску киселину да формирају бромидне јоне. То изазива повећање концентрације бромидних јона, што реактивира процес А.
Боје у овој реакцији настају углавном оксидацијом и редукцијом гвожђе-церијев комплекса.
Фероин пружа две боје које се виде у овој реакцији: Како се повећава, он оксидује гвожђе у фероину од црвеног гвожђа (ИИ) до плавог гвожђа (ИИИ). Церијум (ИИИ) је безбојан, а церијум (ИВ) је жут. Комбинација церијума (ИВ) и гвожђа (ИИИ) чини боју зеленом.
Под правим условима, овај циклус ће се поновити неколико пута. Чистоћа стакленог посуђа брине зато што су осцилације прекинуте контаминацијом хлоридним јонима (Хорст Диетер Фоерстерлинг, 1993).
Референце
- бромна киселина. (2007, 28. октобра). Преузето са ЦхЕБИ: еби.ац.ук.
- Егон Виберг, НВ (2001). Неорганска хемија. лондон-сан диего: академска штампа.
- Хорст Диетер Фоерстерлинг, МВ (1993). Бромна киселина / церијум (4+): реакција и диспропорција ХБрО2 мерена у раствору сумпорне киселине при различитим кисеностима. Пхис. Цхем 97 (30), 7932-7938.
- јодна киселина. (2013-2016). Преузето са молбасе.цом.
- Национални центар за информације о биотехнологији. (2017, 4. марта). ПубЦхем база података; ЦИД = 165616.
- Б. Фариа, ИР (1994). Кинетика непропорционалности и пКа бромне киселине. Ј. Пхис. Цхем. 98 (4), 1363-1367.
- Ропп, РЦ (2013). Енциклопедија алкалних једињења Земље. Окфорд: Елвесиер.
- Краљевско хемијско друштво. (2015). Бромна киселина. Преузето са цхемспидер.цом.
- Станлеи, АА (2000, 4. децембра). Напредна демонстрација неорганске хемије Сажетак осцилирајућа реакција.