- Proprietati fizice si chimice
- Aplicații
- Compuși alcalini de pământ
- Agent de reducere
- Reacția Belousov-Zhabotinski
- Referințe
Acidul bromous este un compus anorganic cu formula HBrO2. Acidul menționat este unul dintre acizii brom oxacid, unde se găsește în stare de oxidare 3+. Sărurile acestui compus sunt cunoscute sub numele de bromite. Este un compus instabil care nu a putut fi izolat în laborator.
Această instabilitate, similară acidului iodat, se datorează unei reacții de dismutare (sau disproporționare) pentru a forma acid hipobrom și acid bromic după cum urmează: 2HBrO 2 → HBrO + HBrO 3.
Figura 1: Structura acidului bromos.
Acidul bromos poate acționa ca un intermediar în reacții diferite în oxidarea hipobromitelor (Ropp, 2013). Poate fi obținut prin mijloace chimice sau electrochimice în care hipobromitul este oxidat la ionul de brom, cum ar fi:
HBrO + HClO → HBrO 2 + HCl
HBrO + H 2 O + 2e - → HBrO 2 + H 2
Proprietati fizice si chimice
Așa cum am menționat mai sus, acidul brom este un compus instabil care nu a fost izolat, astfel încât proprietățile sale fizice și chimice sunt obținute, cu unele excepții, teoretic prin calcule de calcul (Centrul Național pentru Informații Biotehnologice, 2017).
Compusul are o greutate moleculară de 112,91 g / mol, un punct de topire de 207,30 grade centigrad și un punct de fierbere de 522,29 grade centigrad. Solubilitatea sa în apă este estimată a 1 x 106 mg / L (Royal Society of Chemistry, 2015).
Nu există niciun risc înregistrat în manipularea acestui compus, cu toate acestea, s-a constatat că acesta este un acid slab.
Cinetica reacției de disproporționare a bromului (III), 2Br (III) → Br (1) + Br (V), a fost studiată în tampon fosfat, în intervalul pH de 5,9-8,0, monitorizând absorbția optică la 294 nm folosind debitul oprit.
Dependențele și, respectiv, ordinele 1 și 2, în care nu există dependență. Reacția a fost studiată și în tampon de acetat, în intervalul pH 3,9-5,6.
În cadrul erorii experimentale, nu a fost găsită nicio dovadă pentru o reacție directă între două ioni BrO2. Acest studiu oferă constante de viteză 39,1 ± 2,6 M -1 pentru reacție:
HBrO 2 + BrO 2 → HOBr + Br0 3 -
Constante de viteză de 800 ± 100 M -1 pentru reacție:
2HBr0 2 → HOBr + Br0 3 - + H +
Și un coeficient de echilibru de 3,7 ± 0,9 X 10 -4 pentru reacție:
HBr02 ⇌ H + + BrO 2 -
Obținerea unui pKa experimental de 3,43 la o putere ionică de 0,06 M și 25,0 ° C (RB Faria, 1994).
Aplicații
Compuși alcalini de pământ
Acidul bromic sau bromitul de sodiu este utilizat pentru a produce bromit de beriliu pe baza reacției:
Be (OH) 2 + HBrO 2 → Be (OH) BrO 2 + H 2 O
Bromitele au culoarea galbenă în stare solidă sau în soluții apoase. Acest compus este utilizat industrial ca agent de descărcare a amidonului oxidativ în rafinarea textilelor (Egon Wiberg, 2001).
Agent de reducere
Acidul bromic sau bromitele pot fi utilizate pentru a reduce ionul de permanganat la mangan în felul următor:
2MnO 4 - + BrO 2 - + 2OH - → BrO 3 - + 2MnO 4 2- + H 2 O
Ce este convenabil pentru prepararea soluțiilor de mangan (IV).
Reacția Belousov-Zhabotinski
Acidul bromos acționează ca un intermediar important în reacția Belousov-Zhabotinski (Stanley, 2000), care este o demonstrație extrem de vizibilă.
În această reacție, trei soluții sunt amestecate pentru a forma o culoare verde, care devine albastru, violet și roșu, apoi devine verde și se repetă.
Cele trei soluții care sunt amestecate sunt: 0,23 M KBrO 3 soluție, o soluție de acid malonic 0,31 M cu 0,059 M KBr și o ceriu 0,019 M (IV) soluție de azotat de amoniu și H 2 SO 4 2,7M.
În timpul prezentării, o cantitate mică de ferroină indicator este introdusă în soluție. Ionii de mangan pot fi folosiți în locul ceriului. Reacția generală BZ este oxidarea catalizată de ceriu a acidului malonic, prin ioni bromat în acid sulfuric diluat, așa cum este prezentat în următoarea ecuație:
3CH 2 (CO 2 H) 2 + 4 BrO 3 - → 4 Br - + 9 CO 2 + 6 H 2 O (1)
Mecanismul acestei reacții implică două procese. Procesul A implică transferuri de ioni și doi electroni, în timp ce Procesul B implică transferuri de radicali și de un electron.
Concentrația ionului de brom determină ce proces este dominant. Procesul A este dominant atunci când concentrația ionului de bromură este ridicată, în timp ce Procesul B este dominant atunci când concentrația ionului de bromură este scăzută.
Procesul A este reducerea ionilor de bromat de către ionii de bromură în două transferuri de electroni. Poate fi reprezentată de această reacție netă:
BrO 3 - + 5br - + 6H + → 3Br 2 + 3 H 2 O (2)
Aceasta se produce atunci când soluțiile A și B. sunt amestecate. Acest proces are loc prin următorii trei pași:
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)
Bromul creat în urma reacției 5 reacționează cu acidul malonic, deoarece se enervează lent, așa cum este reprezentat de următoarea ecuație:
Br 2 + CH 2 (CO 2 H) 2 → BrCH (CO 2 H) 2 + Br - + H (6)
Aceste reacții acționează pentru a reduce concentrația ionilor de bromură din soluție. Aceasta permite ca procesul B să devină dominant. Reacția generală a procesului B este reprezentată de următoarea ecuație:
2BrO3 - + 12H + + 10 Ce 3+ → Br 2 + 10Ce 4+ · 6H 2 O (7)
Și constă în următorii pași:
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)
Elementele cheie ale acestei secvențe includ rezultatul net al ecuației 8 plus de două ori ecuația 9, prezentată mai jos:
2Ce 3+ + BrO 3 - + HBrO 2 + 3H + → 2Ce 4+ + H 2 O + 2HBrO 2 (13)
Această secvență produce acid brom în mod autocatalitic. Autocataliza este o caracteristică esențială a acestei reacții, dar nu continuă până la epuizarea reactivilor, deoarece există o distrugere a HBrO2 de ordinul doi, așa cum se vede în reacția 10.
Reacțiile 11 și 12 reprezintă disproporționarea acidului hiperbrom față de acidul brom și Br2. Ionii de ceriu (IV) și brom oxidează acidul malonic pentru a forma ioni de bromură. Aceasta provoacă o creștere a concentrației ionilor de bromură, care reactivă procesul A.
Culorile din această reacție sunt formate în principal prin oxidarea și reducerea complexelor de fier-ceriu.
Ferroina oferă două dintre culorile văzute în această reacție: Pe măsură ce crește, oxidează fierul din ferroină de la fierul roșu (II) până la fierul albastru (III). Ceriu (III) este incolor și ceriu (IV) este galben. Combinația dintre ceriu (IV) și fier (III) face culoarea verde.
În condițiile potrivite, acest ciclu se va repeta de mai multe ori. Curățenia sticlăriei este o preocupare, deoarece oscilațiile sunt întrerupte prin contaminarea cu ioni de clorură (Horst Dieter Foersterling, 1993).
Referințe
- acid bromos. (2007, 28 octombrie). Preluat din ChEBI: ebi.ac.uk.
- Egon Wiberg, NW (2001). Chimie anorganică. london-san diego: presă academică.
- Horst Dieter Foersterling, MV (1993). Acid bromos / ceriu (4+): reacție și disproporționare HBrO2 măsurate în soluție de acid sulfuric la diferite acidități. Phys. Chem 97 (30), 7932-7938.
- acid iodos. (2013-2016). Preluat de la molbase.com.
- Centrul Național de Informații Biotehnologice. (2017, 4 martie). Baza de date compuse PubChem; CID = 165616.
- B. Faria, IR (1994). Cinetica disproporționării și pKa a acidului bromos. J. Phys. Chem. 98 (4), 1363-1367.
- Ropp, RC (2013). Enciclopedia compușilor Pământului alcalin Oxford: Elvesier.
- Societatea Regală de Chimie. (2015). Acid bromos. Preluat de pe chemspider.com.
- Stanley, AA (2000, 4 decembrie). Reacție oscilantă chimică anorganică avansată. Demonstrație.