- Фізичні та хімічні властивості
- Програми
- Лужноземельні сполуки
- Відновлюючий засіб
- Реакція Білоусова-Жаботінського
- Список літератури
Бромиста кислота являє собою неорганічну сполуку формули HBrO2. Зазначена кислота є однією з оксикислотних бромних кислот, де вона знаходиться в стані окислення 3+. Солі цієї сполуки відомі як броміти. Це нестійка сполука, яку неможливо було виділити в лабораторії.
Ця нестабільність, аналогічна йодовій кислоті, обумовлена реакцією дисмутації (або диспропорцією) з утворенням гіпобромової та бромної кислот таким чином: 2HBrO 2 → HBrO + HBrO 3.
Малюнок 1: Будова бромової кислоти.
Бромна кислота може діяти як проміжний продукт у різних реакціях окислення гіпобромітів (Ropp, 2013). Його можна отримати хімічним або електрохімічним способом, коли гіпоброміт окислюється до іона броміту, такого як:
HBrO + HClO → HBrO 2 + HCl
HBrO + H 2 O + 2e - → HBrO 2 + H 2
Фізичні та хімічні властивості
Як було сказано вище, бромова кислота є нестійкою сполукою, яка не була виділена, тому її фізичні та хімічні властивості отримуються, за деякими винятками, теоретично за допомогою обчислювальних розрахунків (Національний центр інформації про біотехнології, 2017).
Молекулярна маса 112,91 г / моль, температура плавлення 207,30 градусів Цельсія та температура кипіння 522,29 градусів Цельсія. Розчинність його у воді оцінюється в 1 х 106 мг / л (Королівське товариство хімії, 2015).
Немає зареєстрованого ризику при поводженні з цією сполукою, проте було виявлено, що це слабка кислота.
Кінетику реакції диспропорціонування брому (III), 2Br (III) → Br (1) + Br (V), вивчали у фосфатному буфері, в діапазоні pH 5,9-8,0, контролюючи оптичну поглинання при 294 нм з використанням зупиненого потоку.
Залежності і були порядку 1 та 2 відповідно, де немає залежності. Реакцію також вивчали в ацетатному буфері, в межах pH 3,9-5,6.
У межах експериментальної помилки не знайдено доказів прямої реакції між двома іонами BrO2. Це дослідження забезпечує константи швидкості 39,1 ± 2,6 М -1 для реакції:
HBrO 2 + BrO 2 → HOBr + Br0 3 -
Константи швидкості 800 ± 100 М -1 для реакції:
2HBr0 2 → HOBr + Br0 3 - + H +
І коефіцієнт рівноваги 3,7 ± 0,9 X 10 -4 для реакції:
HBr02 ⇌ H + + BrO 2 -
Отримання експериментального рКа 3,43 при іонній силі 0,06 М та 25,0 ° С (RB Faria, 1994).
Програми
Лужноземельні сполуки
Бромна кислота або броміт натрію використовують для отримання броміту берилію на основі реакції:
Be (OH) 2 + HBrO 2 → Be (OH) BrO 2 + H 2 O
Броміти мають жовтий колір у твердому стані або у водних розчинах. Ця сполука використовується промислово як окислювальний накип крохмалю для очищення текстилю (Egon Wiberg, 2001).
Відновлюючий засіб
Бромна кислота або броміти можуть використовуватися для відновлення іона перманганату до марганату наступним чином:
2MnO 4 - + BrO 2 - + 2OH - → BrO 3 - + 2MnO 4 2- + H 2 O
Що зручно для приготування розчинів марганцю (IV).
Реакція Білоусова-Жаботінського
Бромна кислота виступає важливим посередником у реакції Білоусова-Жаботінського (Stanley, 2000), що є надзвичайно візуально яскравою демонстрацією.
У цій реакції три розчини змішуються з утворенням зеленого кольору, який стає синім, фіолетовим і червоним, а потім стає зеленим і повторюється.
Три змішані розчини такі: 0,23 М КбрО 3 розчин, 0,31 М розчин малонової кислоти з 0,095 М КБр та 0,019 М церій (IV) розчин аміачної селітри та H 2 SO 4 2.7М.
Під час презентації в розчин вводиться невелика кількість індикаторного фероїну. Замість церію можна використовувати іони марганцю. Загальна реакція БЗ - це каталізоване церієм окислення малонової кислоти іонами бромату в розведеній сірчаній кислоті, як представлено у наступному рівнянні:
3CH 2 (CO 2 H) 2 + 4 BrO 3 - → 4 Br - + 9 CO 2 + 6 H 2 O (1)
Механізм цієї реакції передбачає два процеси. Процес A включає іони та двоелектронні передачі, тоді як процес B включає радикали та одноелектронний перенос.
Концентрація іону броміду визначає, який процес є домінуючим. Процес A є домінуючим при високій концентрації іонів броміду, тоді як процес B є домінуючим, коли концентрація йону броміду низька.
Процес А - це відновлення бромат-іонів бромідними іонами у двох переносах електронів. Це можна представити за допомогою такої чистої реакції:
BrO 3 - + 5Br - + 6H + → 3Br 2 + 3H 2 O (2)
Це відбувається при змішанні розчинів А і В. Цей процес відбувається через три наступні етапи:
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)
Бром, створений в результаті реакції 5, реагує з малоновою кислотою, оскільки він повільно енолізується, як це представлено наступним рівнянням:
Br 2 + CH 2 (CO 2 H) 2 → BrCH (CO 2 H) 2 + Br - + H (6)
Ці реакції працюють на зниження концентрації бромід-іонів у розчині. Це дозволяє домогтися процесу В. Загальна реакція процесу B представлена наступним рівнянням:
2BrO3 - + 12H + + 10 Ce 3+ → Br 2 + 10Ce 4+ · 6H 2 O (7)
Він складається з наступних етапів:
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)
Ключові елементи цієї послідовності включають чистий результат рівняння 8 плюс два рази рівняння 9, показаний нижче:
2Ce 3+ + BrO 3 - + HBrO 2 + 3H + → 2Ce 4+ + H 2 O + 2HBrO 2 (13)
Ця послідовність утворює бромову кислоту автокаталітично. Автокаталіз є важливою ознакою цієї реакції, але він не триває до вичерпання реагентів, оскільки відбувається руйнування HBrO2 другого порядку, як це спостерігається в реакції 10.
Реакції 11 і 12 представляють непропорційний вміст гіпербромової кислоти в бромовій кислоті і Br2. Іони церію (IV) та брому окислюють малонову кислоту з утворенням бромід-іонів. Це викликає збільшення концентрації бромід-іонів, що реактивує процес А.
Кольори в цій реакції утворюються в основному за рахунок окислення та відновлення залізо-церійних комплексів.
Ферройн надає два кольори, що спостерігаються в цій реакції: Коли він збільшується, він окислює залізо в залізі від червоного заліза (II) до синього заліза (III). Церій (III) безбарвний, а церій (IV) жовтий. Поєднання церію (IV) і заліза (III) робить колір зеленим.
За правильних умов цей цикл повториться кілька разів. Чистота скляного посуду викликає занепокоєння, оскільки коливання перериваються забрудненням хлоридними іонами (Horst Dieter Foersterling, 1993).
Список літератури
- бромова кислота. (2007 р., 28 жовтня). Отримано з ChEBI: ebi.ac.uk.
- Egon Wiberg, NW (2001). Неорганічна хімія. Лондон-Сан-Дієго: академічна преса.
- Хорст Дітер Фоерстерлінг, MV (1993). Бромна кислота / церій (4+): реакція та диспропорція HBrO2, виміряні в розчині сірчаної кислоти при різних кислотах. Фіз. Хім 97 (30), 7932-7938.
- йодова кислота. (2013-2016). Отримано з molbase.com.
- Національний центр інформації про біотехнології. (2017 р., 4 березня). PubChem Складова база даних; CID = 165616.
- Б. Фарія, ІР (1994). Кінетика диспропорціонування та рКа бромової кислоти. J. Phys. Chem. 98 (4), 1363-1367.
- Ropp, RC (2013). Енциклопедія лужноземельних сполук. Оксфорд: Ельвезьє.
- Королівське хімічне товариство. (2015). Бромна кислота. Отримано з chemspider.com.
- Стенлі, А.А. (2000, 4 грудня). Передова демонстрація неорганічної хімії Підсумок коливальної реакції.