Bromat Acid (HBrO2) Hartanah dan Kegunaan



The asid brom adalah sebatian organik formula HBrO2. Kata asid adalah salah satu asid oksidir bromin di mana ia didapati dengan keadaan pengoksidaan 3+. Garam sebatian ini dikenali sebagai bromitos. Ia adalah sebatian yang tidak stabil yang tidak dapat diasingkan di makmal.

Ketidakstabilan ini, sama dengan asid iodosik, disebabkan oleh reaksi dismutasi (atau tidak seimbang) untuk membentuk asid hipobrom dan asid bromik dengan cara berikut: 2HBrO2 → HBrO + HBrO3.

Asid bromik boleh bertindak sebagai perantara dalam tindak balas yang berbeza dalam pengoksidaan hipobromit (Ropp, 2013). Ia boleh didapati dengan cara kimia atau elektrokimia di mana hipobromit dioksidakan kepada ion bromit, contohnya:

HBrO + HClO → HBrO2 + HCl

HBrO + H2O + 2e- → HBrO2 + H2

Indeks

  • 1 Sifat fizikal dan kimia
  • 2 Kegunaan
    • 2.1 Sebatian tanah alkali
    • 2.2 Mengurangkan ejen
    • 2.3 Reaksi Belousov-Zhabotinski
  • 3 Rujukan

Sifat fizikal dan kimia

Seperti yang disebutkan di atas, asid bromat adalah sebatian yang tidak stabil yang tidak diasingkan, jadi sifat fizikal dan kimia diperoleh, dengan beberapa pengecualian, secara teorinya melalui pengiraan perhitungan (Pusat Kebangsaan Maklumat Bioteknologi, 2017).

Kompaun ini mempunyai berat molekul 112.91 g / mol, titik lebur sebanyak 207.30 darjah celcius dan titik didih 522.29 darjah selsius. Kelarutannya dalam air dianggarkan 1 x 106 mg / L (Royal Society of Chemistry, 2015).

Tidak ada jenis risiko yang telah didaftarkan dalam pengendalian sebatian ini, tetapi ia didapati sebagai asid lemah.

Kinetik dari reaksi tidak seimbang bromin (III), 2Br (III) → Br (1) + Br (V), telah diteliti dalam penampan fosfat, dalam julat pH 5.9-8.0, memantau penyerapan optik pada 294 nm menggunakan aliran berhenti.

Ketergantungan [H+] dan [Br (III)] masing-masing dari urutan 1 dan 2, di mana tiada pergantungan pada [Br-] dijumpai. Reaksi ini juga dikaji dalam buffer asetat, dalam julat pH 3.9 - 5.6.

Dalam kesilapan eksperimen, tiada bukti dijumpai untuk tindak balas langsung antara dua BrO2-ion. Kajian ini memberikan pemalar kelajuan 39.1 ± 2.6 M-1  untuk reaksi:

HBrO2 + BrO2→ HOBr + Br03-

Pemalar kelajuan 800 ± 100 M-1 untuk reaksi:

2HBr02 → HOBr + Br03- + H+

Dan kesahan keseimbangan sebesar 3.7 ± 0.9 X 10-4  untuk reaksi:

HBr02 ⇌ H + + BrO2-

Mendapatkan pKa eksperimen 3.43 pada kekuatan ionik 0.06 M dan 25.0 ° C (R. B. Faria, 1994).

Kegunaan

Sebatian bumi alkali

Asid bromik atau natrium bromida digunakan untuk menghasilkan berilium bromida mengikut reaksi:

Be (OH)2 + HBrO2 → Be (OH) BrO2 + H2O

Bromitos kuning dalam keadaan pepejal atau dalam larutan akueus. Kompaun ini digunakan secara industri sebagai ejen penapisan kanji oksidatif dalam penghalusan tekstil (Egon Wiberg, 2001).

Mengurangkan ejen

Asid bromat atau bromitos boleh digunakan untuk mengurangkan ion permanganat untuk mangan dengan cara berikut:

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

Apakah yang sesuai untuk penyediaan penyelesaian mangan (IV).

Reaksi Belousov-Zhabotinski

Asid bromat bertindak sebagai perantaraan penting dalam tindak balas Belousov-Zhabotinski (Stanley, 2000), yang merupakan demonstrasi yang sangat menarik.

Dalam tindak balas ini, tiga larutan dicampur untuk membentuk warna hijau, yang bertukar menjadi biru, ungu dan merah, dan kemudian kembali ke hijau dan mengulangi.

Tiga penyelesaian yang bercampur adalah berikut: penyelesaian KBrO3 0.23 M, 0.31 M larutan asid malonat dengan 0.059 M KBr dan 0.019 M cerium (IV) larutan ammonium nitrat dan H2SO4 2.7M.

Semasa pembentangan, sebilangan kecil ferroin penunjuk diperkenalkan ke dalam penyelesaian. Ion mangan boleh digunakan sebagai pengganti cerium. Reaksi keseluruhan B-Z adalah pengoksidasi cerium-pengoksidasi asid malonik, oleh ion-ion bromat dalam asid sulfurik cair sebagai dibentangkan dalam persamaan berikut:

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

Mekanisme tindak balas ini melibatkan dua proses. Proses A melibatkan ion dan pemindahan dua elektron, manakala proses B melibatkan radikal dan pemindahan elektron.

Kepekatan ion bromida menentukan proses mana yang dominan. Proses A adalah dominan apabila kepekatan ion bromida tinggi, manakala proses B dominan apabila kepekatan ion bromida rendah.

Proses A adalah pengurangan ion bromat oleh ion bromida dalam dua pemindahan elektron. Ia boleh diwakili oleh reaksi bersih ini:

BrO3- + 5Br- + 6H+ → 3Br2 + 3H2O (2)

Ini berlaku apabila penyelesaian A dan B bercampur. Proses ini berlaku melalui tiga langkah berikut:

BrO3- + Br- +2 H+ → HBrO2 + HOBr (3)

HBrO2 + Br- + H+ → 2 HOBr (4)

HOBr + Br- +H+ → Br2 + H2O (5)

Bromin yang dihasilkan daripada tindak balas 5 bertindak balas dengan asid malonik kerana perlahan-lahan enolysizes, seperti yang ditunjukkan oleh persamaan berikut:

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

Reaksi ini berfungsi untuk mengurangkan kepekatan ion bromida dalam penyelesaiannya. Ini membolehkan proses B menjadi dominan. Reaksi keseluruhan proses B diwakili oleh persamaan berikut:

2BrO3- + 12H+ + 10 Ce3+ → Br2 + 10Ce4+· 6H2O (7)

Dan ia terdiri daripada langkah-langkah berikut:

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

BrO2 • + Ce3+ + H+ → HBrO2 + Ce4+ (9)

2 HBrO2 → HOBr + BrO3- + H+ (10)

2 HOBr → HBrO2 + Br- + H+ (11)

HOBr + Br- + H+ → Br2 + H2O (12)

Unsur utama urutan ini termasuk hasil bersih persamaan 8 ditambah dua kali persamaan 9, yang ditunjukkan di bawah ini:

2Ce3+ + BrO3 - + HBrO2 + 3H+ → 2Ce4+ + H2O + 2HBrO2 (13)

Urutan ini menghasilkan asid brominated secara autokatalik. Autokatalisis merupakan ciri penting dalam tindak balas ini, tetapi ia tidak berterusan sehingga reagennya habis, kerana terdapat pemusnahan urutan kedua HBrO2, seperti yang dilihat dalam tindak balas..

Reaksi 11 dan 12 mewakili ketidakseimbangan asid hiperbrom terhadap asid bromik dan Br2. Ion Cerium (IV) dan bromin mengoksidakan asid malonik untuk membentuk ion bromida. Ini menyebabkan peningkatan dalam kepekatan ion bromida, yang mengaktifkan semula proses A.

Warna-warna dalam tindak balas ini terutamanya dibentuk oleh pengoksidaan dan pengurangan kompleks besi dan cerium.

Ferroin menyediakan dua warna yang dilihat dalam tindak balas ini: sebagai [Ce (IV)] meningkat, ia mengoksidakan besi dalam ferroin dari besi merah (II) menjadi besi biru (III). Cerium (III) tidak berwarna dan cerium (IV) berwarna kuning. Gabungan cerium (IV) dan besi (III) menjadikan warna hijau.

Di bawah keadaan yang betul, kitaran ini akan diulang beberapa kali. Pembersihan gelas adalah kebimbangan kerana ayunan terganggu oleh pencemaran dengan ion klorida (Horst Dieter Foersterling, 1993).

Rujukan

  1. asid brom (2007, 28 Oktober). Diperolehi daripada ChEBI: ebi.ac.uk.
  2. Egon Wiberg, N. W. (2001). Kimia anorganik london-san diego: akademik akhbar.
  3. Horst Dieter Foersterling, M. V. (1993). Asid bromat / cerium (4+): reaksi dan HBrO2 tidak seimbang diukur dalam larutan asid sulfurik pada asiditi yang berlainan. Physical Chem 97 (30), 7932-7938.
  4. asid iodena. (2013-2016). Diperolehi daripada molbase.com.
  5. Pusat Kebangsaan Maklumat Bioteknologi. (2017, 4 Mac). Pangkalan Data Kompaun PubChem; CID = 165616.
  6. B. Faria, I. R. (1994). Kinetics of Disproportionation dan pKa Asid Bromous. J. Phys. Chem 98 (4), 1363-1367. 
  7. Ropp, R. C. (2013). Ensiklopedia Senyawa Bumi Alkali. Oxford: Elvesier.
  8. Royal Society of Chemistry. (2015). Asid Bromosa. Diperolehi daripada chemspider.com.
  9. Stanley, A. A. (2000, 4 Disember). Tinjauan Kimia Organik Lanjutan Ringkasan tindak balas berayun.