- Fizinės ir cheminės savybės
- Programos
- Šarminių žemių junginiai
- Reduktorius
- Belousov-Zhabotinski reakcija
- Nuorodos
Bromous rūgšties yra neorganinis junginys, kurio formulė HBrO2. Minėta rūgštis yra viena iš oksidinių bromo rūgščių, kur ji yra oksiduota 3+. Šio junginio druskos žinomos kaip bromitai. Tai yra nestabilus junginys, kurio nebuvo galima išskirti laboratorijoje.
Šis nestabilumas, analogiškas jodo rūgščiai, atsiranda dėl dismutacijos reakcijos (arba neproporcingumo), kad susidarytų hipobromo rūgštis ir bromo rūgštis: 2HBrO 2 → HBrO + HBrO 3.
1 paveikslas: Bromo rūgšties struktūra.
Bromo rūgštis gali būti tarpinė medžiaga vykstant skirtingoms hipobromitų oksidacijos reakcijoms (Ropp, 2013). Jis gali būti gaunamas cheminėmis arba elektrocheminėmis priemonėmis, kai hipobromitas oksiduojamas į bromito joną, pavyzdžiui:
HBrO + HClO → HBrO 2 + HCl
HBrO + H 2 O + 2e - → HBrO 2 + H 2
Fizinės ir cheminės savybės
Kaip minėta aukščiau, bromo rūgštis yra nestabilus junginys, kuris nebuvo išskirtas, todėl jo fizinės ir cheminės savybės, su tam tikromis išimtimis, gaunamos teoriškai atliekant skaičiavimus (Nacionalinis biotechnologijų informacijos centras, 2017).
Junginio molekulinė masė yra 112,91 g / mol, lydymosi temperatūra yra 207,30 laipsnių Celsijaus, o virimo temperatūra - 522,29 laipsnių Celsijaus. Manoma, kad jo tirpumas vandenyje bus 1 x 106 mg / L (Karališkoji chemijos draugija, 2015).
Naudojant šį junginį, registruotos rizikos nėra, tačiau nustatyta, kad tai silpna rūgštis.
Bromo (III) neproporcingos reakcijos, 2Br (III) → Br (1) + Br (V), kinetika buvo tiriama fosfato buferiniame tirpale, kurio pH diapazonas buvo 5,9–8,0, stebint optinę absorbciją esant 294 nm, naudojant sustabdytą srautą.
Priklausomybės buvo ir buvo atitinkamai 1 ir 2 eilės, kur nėra priklausomybės. Reakcija taip pat buvo tiriama acetato buferiniame tirpale, kurio pH diapazonas buvo 3,9–5,6.
Eksperimento metu nebuvo rasta įrodymų, kad būtų galima tiesiogiai reaguoti tarp dviejų BrO2-jonų. Šis tyrimas pateikia reakcijos greičio konstantas 39,1 ± 2,6 M -1 :
HBrO 2 + BrO 2 → HOBr + Br0 3 -
Įvertinkite reakcijos konstantas 800 ± 100 M -1 :
2HBr0 2 → HOBr + Br0 3 - + H +
O pusiausvyros koeficientas 3,7 ± 0,9 X 10 -4 reakcijai:
HBr02 ⇌ H + + BrO 2 -
Gauname 3,43 eksperimentinį pKa esant 0,06 M ir 25,0 ° C jonų stiprumui (RB Faria, 1994).
Programos
Šarminių žemių junginiai
Brolio rūgštis arba natrio bromitas naudojamas berilio bromitui gaminti, remiantis reakcija:
Būti (OH) 2 + HBrO 2 → Būti (OH) BrO 2 + H 2 O
Bromitai yra geltonos spalvos, būdami kieti arba vandeniniuose tirpaluose. Šis junginys pramoniniu būdu naudojamas kaip oksidacinis krakmolo nukenksminimo agentas tobulinant tekstilę (Egon Wiberg, 2001).
Reduktorius
Bromo rūgštis arba bromitai gali būti naudojami permanganato jonui redukuoti iki manganato tokiu būdu:
2MnO 4 - + BrO 2 - + 2OH - → BrO 3 - + 2MnO 4 2- + H 2 O
Kas yra patogu ruošiant mangano (IV) tirpalus.
Belousov-Zhabotinski reakcija
Bromo rūgštis yra svarbi tarpinė priemonė Belousovo-Zhabotinski reakcijoje (Stanley, 2000), kuri yra ypač vizualiai įspūdinga demonstracija.
Vykstant šiai reakcijai, trys tirpalai sumaišomi, kad susidarytų žalia spalva, kuri pasidaro mėlyna, violetinė ir raudona, o po to pasidaro žalia ir kartojasi.
Trys sprendimai, kad yra maišomi yra taip: a 0,23 M KBrO 3 tirpalą, susidaro 0,31 M malono rūgšties tirpalas su 0,059 M kalio bromide ir 0,019 M cerio (IV) amonio nitrato tirpalas ir H 2 SO 4 2,7 mln.
Pristatymo metu į tirpalą įpilamas nedidelis kiekis ferroino indikatoriaus. Mangano jonai gali būti naudojami vietoje cerio. Bendra reakcija BZ yra cerio katalizuojama malono rūgšties oksidacija bromato jonais praskiestoje sieros rūgštyje, kaip parodyta šioje lygtyje:
3CH 2 (CO 2 H) 2 + 4 BrO 3 - → 4 Br - + 9 CO 2 + 6 H 2 O (1)
Šios reakcijos mechanizmas apima du procesus. A procesas apima jonų ir dviejų elektronų perkėlimą, o B procesas apima radikalų ir vieno elektrono perkėlimą.
Bromido jonų koncentracija lemia, kuris procesas yra dominuojantis. A procesas vyrauja, kai bromido jonų koncentracija yra aukšta, o B procesas yra vyraujantis, kai bromido jonų koncentracija yra maža.
A procesas yra bromato jonų sumažinimas bromido jonais dviem elektronų perdavimais. Jį gali parodyti ši bendra reakcija:
BrO 3 - + 5Br - + 6H + → 3BR 2 + 3H 2 O (2)
Tai įvyksta sumaišius tirpalus A ir B. Šis procesas vyksta atliekant šiuos tris veiksmus:
„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)
Bromas, susidaręs vykdant 5 reakciją, lėtai enolizuoja, reaguodamas su malono rūgštimi, pavaizduota šia lygtimi:
Br 2 + CH 2 (CO 2 H) 2 → BrCH (CO 2 H) 2 + br - + H (6)
Šios reakcijos padeda sumažinti bromido jonų koncentraciją tirpale. Tai leidžia B procesui tapti dominuojančiu. Bendra B proceso reakcija pavaizduota šia lygtimi:
2BrO3 - + 12H + + 10 Ce 3+ → Br 2 + 10Ce 4+ · 6H 2 O (7)
Tai susideda iš šių žingsnių:
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)
Pagrindiniai šios sekos elementai yra grynasis 8 lygties plius du kartus 9 lygties rezultatas, parodytas žemiau:
2Ce 3+ + BrO 3 - + HBrO 2 + 3H + → 2Ce 4+ + H 2 O + 2HBrO 2 (13)
Ši seka autokataliziškai sukuria bromo rūgštį. Autocatalizė yra esminis šios reakcijos bruožas, tačiau ji tęsiasi tik tada, kai reagentai yra išnaudojami, nes įvyksta antrosios eilės HBrO2 sunaikinimas, kaip matyti 10 reakcijoje.
11 ir 12 reakcijos rodo hiperbromo rūgšties neproporcingą bromo rūgščiai ir Br2. Cerio (IV) jonai ir bromas oksiduoja malono rūgštį, sudarydami bromido jonus. Dėl to padidėja bromido jonų koncentracija, o tai suaktyvina A procesą.
Šios reakcijos spalvos susidaro daugiausia oksiduojant ir redukuojant geležies-cerio kompleksus.
Ferroinas suteikia dvi spalvas, kurias mato šioje reakcijoje: Didėjant jos kiekiui, ji oksiduoja geležį ferolyje iš raudonos geležies (II) į mėlyną geležį (III). Cerijus (III) yra bespalvis, o ceris (IV) yra geltonas. Cerio (IV) ir geležies (III) derinys daro žalią spalvą.
Tinkamomis sąlygomis šis ciklas pasikartos keletą kartų. Stiklo dirbinių valymas kelia susirūpinimą, nes virpesius nutraukia užteršimas chlorido jonais (Horst Dieter Foersterling, 1993).
Nuorodos
- bromo rūgštis. (2007 m. Spalio 28 d.). Gauta iš „ChEBI“: ebi.ac.uk.
- Egonas Wibergas, NW (2001). Neorganinė chemija. london-san diego: akademinė spauda.
- Horstas Dieteris Foersterlingas, MV (1993). Bromo rūgštis / ceris (4+): reakcija ir HBrO2 disproporcija matuojama sieros rūgšties tirpale esant skirtingiems rūgštingumams. Phys. Chem. 97 (30), 7932-7938.
- jodo rūgštis. (2013–2016 m.). Gauta iš molbase.com.
- Nacionalinis biotechnologijų informacijos centras. (2017 m. Kovo 4 d.). „PubChem“ junginių duomenų bazė; CID = 165616.
- B. Faria, IR (1994). Bromo rūgšties disproporcijos ir pKa kinetika. J. Phys. Chem. 98 (4), 1363-1367.
- Roppas, RC (2013). Šarminių žemės junginių enciklopedija. Oksfordas: Elvesier.
- Karališkoji chemijos draugija. (2015). Bromio rūgštis. Gauta iš chemspider.com.
- Stanley, AA (2000, gruodžio 4). Išplėstinė neorganinės chemijos demonstravimo santrauka svyruojančios reakcijos.