Tính chất và công dụng của axit Bromic (HBrO2)

các axit bromous là một hợp chất vô cơ có công thức HBrO2. Axit nói là một trong những axit oxacid brom nơi nó được tìm thấy với trạng thái oxy hóa 3+. Các muối của hợp chất này được gọi là bromitos. Nó là một hợp chất không ổn định không thể phân lập được trong phòng thí nghiệm.

Sự không ổn định này, tương tự như axit iodosic, là do phản ứng phân hủy (hoặc không cân xứng) tạo thành axit hypobromous và axit bromic theo cách sau: 2HBrO₂ → HBrO + HBrO_3.

Axit Bromic có thể hoạt động như một chất trung gian trong các phản ứng khác nhau trong quá trình oxy hóa của hypobromites (Ropp, 2013). Nó có thể thu được bằng phương pháp hóa học hoặc điện hóa trong đó hypobromite bị oxy hóa thành ion bromite, ví dụ:

HBrO + HClO → HBrO₂ + HCl

HBrO + H₂O + 2e^- → HBrO₂+ H₂

Chỉ số

1 Tính chất lý hóa
2 công dụng
- 2.1 Hợp chất kiềm thổ
- 2.2 Chất khử
- 2.3 Phản ứng của Belousov-Zhabotinski
3 tài liệu tham khảo

Tính chất hóa lý

Như đã đề cập ở trên, axit bromic là một hợp chất không ổn định chưa được phân lập, do đó, tính chất vật lý và hóa học của nó, với một số trường hợp ngoại lệ, về mặt lý thuyết thông qua tính toán tính toán (Trung tâm Thông tin Công nghệ sinh học Quốc gia, 2017).

Hợp chất này có trọng lượng phân tử 112,91 g / mol, nhiệt độ nóng chảy 207,30 độ C và nhiệt độ sôi 522,29 độ C. Độ hòa tan của nó trong nước được ước tính là 1 x 106 mg / L (Hiệp hội hóa học Hoàng gia, 2015).

Không có loại rủi ro nào được đăng ký trong việc xử lý hợp chất này, tuy nhiên, nó đã được tìm thấy là một axit yếu.

Động học của phản ứng không cân xứng của brom (III), 2Br (III) → Br (1) + Br (V), đã được nghiên cứu trong đệm phosphate, trong khoảng pH 5,9-8,0, theo dõi độ hấp thụ quang học tại 294nm sử dụng dòng dừng.

Sự phụ thuộc của [H⁺] và [Br (III)] lần lượt là thứ tự 1 và 2, trong đó không có sự phụ thuộc vào [Br-]. Phản ứng cũng được nghiên cứu trong đệm acetate, trong khoảng pH 3,9 - 5,6.

Trong lỗi thử nghiệm, không có bằng chứng nào được tìm thấy cho phản ứng trực tiếp giữa hai ion BrO2. Nghiên cứu này cung cấp hằng số tốc độ 39,1 ± 2,6 M^-1 cho phản ứng:

HBrO₂ + Bro₂→ HOBr + Br0₃^-

Hằng số tốc độ 800 ± 100 M^-1 cho phản ứng:

2HB0₂ → HOBr + Br0₃^- + H⁺

Và thương số cân bằng là 3,7 ± 0,9 X 10^-4 cho phản ứng:

HBr02 H + + BrO₂^-

Thu được pKa thử nghiệm là 3,43 ở cường độ ion 0,06 M và 25,0 ° C (R. B. Faria, 1994).

Công dụng

Hợp chất kiềm thổ

Axit bromic hoặc natri bromide được sử dụng để sản xuất beryllium bromide theo phản ứng:

Được (OH)₂ + HBrO₂ → Được (OH) BrO₂ + H₂Ôi

Các bromitos có màu vàng ở trạng thái rắn hoặc trong dung dịch nước. Hợp chất này được sử dụng công nghiệp như là một tác nhân khử cặn tinh bột oxy hóa trong quá trình tinh chế hàng dệt may (Egon Wiberg, 2001).

Chất khử

Axit bromic hoặc bromitos có thể được sử dụng để khử ion permanganat thành manganate theo cách sau:

2 triệu₄^- + Bro₂^- + 2 giờ^-→ BrO₃^- + 2 triệu₄^2- + H₂Ôi

Điều gì thuận tiện cho việc chuẩn bị các giải pháp mangan (IV).

Phản ứng Belousov-Zhabotinski

Axit bromic đóng vai trò là chất trung gian quan trọng trong phản ứng của Belousov-Zhabotinski (Stanley, 2000), đây là một minh chứng cực kỳ nổi bật về mặt thị giác.

Trong phản ứng này, ba dung dịch được trộn lẫn để tạo thành màu xanh lục, chuyển sang màu xanh lam, tím và đỏ, sau đó trở lại màu xanh lục và lặp lại.

Ba giải pháp được trộn lẫn như sau: một giải pháp KBrO₃ Dung dịch axit malonic 0,23 M, 0,31 M với 0,059 M KBr và 0,009 M cerium (IV) dung dịch amoni nitrat và H₂VẬY₄ 2,7 triệu.

Trong khi trình bày, một lượng nhỏ chất chỉ thị ferroin được đưa vào dung dịch. Các ion mangan có thể được sử dụng thay thế cho xeri. Phản ứng tổng thể B - Z là quá trình oxy hóa xúc tác xeri của axit malonic, bởi các ion bromate trong axit sunfuric loãng như được trình bày trong phương trình sau:

3CH₂ (CO₂H)₂ + 4 BrO₃^- → 4 Br^- + 9 CO₂ + 6 giờ₂Ô (1)

Cơ chế của phản ứng này bao gồm hai quá trình. Quá trình A liên quan đến các ion và chuyển hai electron, trong khi quá trình B liên quan đến các gốc và chuyển một electron.

Nồng độ của các ion bromide quyết định quá trình nào chiếm ưu thế. Quá trình A chiếm ưu thế khi nồng độ của các ion bromide cao, trong khi quá trình B chiếm ưu thế khi nồng độ của các ion bromide thấp.

Quá trình A là sự khử các ion bromate bởi các ion bromide trong hai lần chuyển electron. Nó có thể được đại diện bởi phản ứng mạng này:

Bro₃^- + 5 tỷ^- + 6 giờ⁺ → 3Br₂ + 3 giờ₂Ô (2)

Điều này xảy ra khi các giải pháp A và B được trộn lẫn. Quá trình này xảy ra thông qua ba bước sau:

Bro₃^- + Br^- +2 giờ⁺ → HBrO₂ + SỞ HỮU (3)

HBrO₂ + Br^- + H⁺ → 2 HOBr (4)

HOBr + Br^- +H⁺ → Br₂ + H₂Ô (5)

Chất brom được tạo ra từ phản ứng 5 phản ứng với axit malonic khi nó từ từ hóa, như được biểu thị bằng phương trình sau:

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

Những phản ứng này có tác dụng làm giảm nồng độ các ion bromide trong dung dịch. Điều này cho phép quá trình B trở nên vượt trội. Phản ứng tổng thể của quá trình B được biểu diễn bằng phương trình sau:

2BrO3^- + 12 giờ⁺ + 10 C³⁺ → Br₂ + 10Ce⁴⁺· 6 giờ₂Ô (7)

Và nó bao gồm các bước sau:

Bro₃^- + HBrO₂ + H⁺ → 2BrO₂ • + H₂Ô (8)

Bro₂ • + C³⁺ + H⁺ → HBrO₂ + Trần⁴⁺(9)

2 HBrO₂ → HOBr + BrO₃^- + H⁺(10)

2 HOBr → HBrO₂ + Br^- + H⁺(11)

HOBr + Br^- + H⁺ → Br₂ + H₂Ô (12)

Các yếu tố chính của chuỗi này bao gồm kết quả thực của phương trình 8 cộng với hai lần phương trình 9, được hiển thị dưới đây:

2Ce³⁺ + Bro₃ - + HBrO₂ + 3 giờ⁺ → 2Ce⁴⁺ + H₂O + 2HBrO₂ (13)

Trình tự này tạo ra axit brôm hóa tự động. Tự động hóa là một tính năng thiết yếu của phản ứng này, nhưng nó không tiếp tục cho đến khi thuốc thử bị cạn kiệt, bởi vì có sự phá hủy HBrO2 bậc hai, như đã thấy trong phản ứng..

Phản ứng 11 và 12 đại diện cho sự không cân xứng của axit hyperbromous với axit bromic và Br2. Các ion cerium (IV) và brom oxi hóa axit malonic để tạo thành các ion bromide. Điều này gây ra sự gia tăng nồng độ của các ion bromide, kích hoạt lại quá trình A.

Màu sắc trong phản ứng này chủ yếu được hình thành do quá trình oxy hóa và khử các phức chất sắt và xeri.

Ferroin cung cấp hai trong số các màu nhìn thấy trong phản ứng này: khi [Ce (IV)] tăng lên, nó oxy hóa sắt trong ferroin từ sắt đỏ (II) thành sắt xanh (III). Cerium (III) không màu và cerium (IV) có màu vàng. Sự kết hợp của xeri (IV) và sắt (III) làm cho màu xanh lá cây.

Trong điều kiện phù hợp, chu trình này sẽ được lặp lại nhiều lần. Việc làm sạch dụng cụ thủy tinh là một mối quan tâm vì các dao động bị gián đoạn do nhiễm các ion clorua (Horst Dieter foersterling, 1993).

Tài liệu tham khảo

axit bromous (2007, ngày 28 tháng 10). Lấy từ ChEBI: ebi.ac.uk.
Egon Wiberg, N. W. (2001). Hóa vô cơ london-san diego: báo chí học thuật.
Horst Dieter foersterling, M. V. (1993). Axit Bromous / xeri (4+): phản ứng và sự không cân xứng HBrO2 đo được trong dung dịch axit sunfuric ở các độ axit khác nhau. Vật lý Hóa học 97 (30), 7932-7938.
axit iốt. (2013-2016). Lấy từ molbase.com.
Trung tâm Thông tin Công nghệ sinh học Quốc gia. (2017, ngày 4 tháng 3). Cơ sở dữ liệu hợp chất PubChem; CID = 165616.
B. Faria, I. R. (1994). Động học của sự không cân xứng và pKa của axit Bromous. J. Vật lý Hóa học 98 (4), 1363-1367.
Ropp, R. C. (2013). Bách khoa toàn thư về các hợp chất kiềm thổ. Oxford: Yêu tinh.
Hội hóa học hoàng gia. (2015). Axit brom. Lấy từ chemspider.com.
Stanley, A. A. (2000, ngày 4 tháng 12). Tóm tắt Trình diễn hóa học vô cơ Tóm tắt Phản ứng dao động.

Hóa học

« Cấu trúc, tính chất, sự hình thành, cách sử dụng axit hydrobromic (HBr) Công thức, tính chất, rủi ro và công dụng của axit butyric »