חומצה Bromic (HBrO2) מאפיינים ושימושים

ה חומצה ברום הוא תרכובת אנאורגנית של נוסחת HBrO2. חומצה אמר הוא אחד חומצות oxacid ברום שבו הוא נמצא עם מצב החימצון 3 +. מלחים של המתחם הזה ידועים ברומיטוס. זהו תרכובת בלתי יציבה שלא ניתן לבודד במעבדה.

חוסר יציבות זה, מקביל חומצה iodous, בשל תגובת disproportionation (או disproportionation) ליצירת חומצה hypobromous וחומצה hydrobromic כדלקמן: 2HBrO₂ → HBrO + HBrO_3.

חומצה Bromic יכול לשמש כתגובה ביניים בתגובות שונות של חמצון hypobromites (Ropp, 2013). זה יכול להיות מושגת על ידי כימיים או אלקטרוכימיים אמצעי שבו hypobromite מתחמצן יון bromite, למשל:

HBrO + HClO → HBrO₂ + HCl

HBrO + H₂O + 2e^- → HBrO₂ + ח₂

אינדקס

• תכונות פיסיקליות וכימיות
• 2 שימושים
  • 2.1 תרכובות אדמה אלקליות
  • 2.2 צמצום סוכן
  • 2.3 תגובת בלוסוב-ז'בוטינסקי
• 3 הפניות

תכונות פיסיקליות וכימיות

כפי שצוין לעיל, חומצה bromous הוא תרכובת יציבה שאינה מבודדת, כך התכונות הפיסיקליות והכימיות שלה מתקבלים, עם כמה יוצאים מן הכלל, באופן תיאורטי על ידי חישובים חישובית (המרכז הלאומי למידע ביוטכנולוגיה, 2017).

המתחם בעל משקל מולקולרי של 112.91 גרם / mol, נקודת התכה של 207.30 מעלות צלזיוס ונקודת רתיחה של 522.29 מעלות צלזיוס. מסיסותו במים מוערכת ב -1 x 106 mg / L (החברה המלכותית לכימיה, 2015).

אף סוג של סיכון לא נרשם בטיפול של המתחם הזה, עם זאת, זה כבר נמצא להיות חומצה חלשה.

קינטיקה של התגובה של disproportionation של ברום (III) 2BR (III) → Br (1) Br (V) נחקרה חיץ פוספט בטווח pH של 5.9-8.0, על ידי ניטור ספיגת אופטי בבית 294 ננומטר באמצעות זרימת עצר.

התלות של [H⁺] ו [Br (III)] היו של סדר 1 ו -2 בהתאמה, שם לא נמצאה תלות ב [Br-]. התגובה נחקרה גם במאגר אצטט, בטווח ה- pH של 3.9 - 5.6.

בתוך השגיאה הניסויית, לא נמצאו עדויות לתגובה ישירה בין שני BRO2- יונים. מחקר זה מספק קבועי מהירות 39.1 ± 2.6 M^-1  על התגובה:

HBrO₂ + ברו₂→ HOBR + Br0₃^-

מהירות קבועים של 800 ± 100 M^-1 על התגובה:

2HBr0₂ → HOBR + Br0₃^- + ח⁺

ו שיווי המשקל של 3.7 ± 0.9 X 10^-4  על התגובה:

HBr02 ⇌ H + + BrO₂^-

השגת pKa ניסיוני של 3.43 כוח יוני של 0.06 M ו 25.0 מעלות צלזיוס (R. B. Faria, 1994).

שימושים

תרכובות אדמה אלקליות

חומצה ברום או נתרן ברומיד משמש לייצור בריליום ברומיד על פי התגובה:

להיות (OH)₂ + HBrO₂ → Be (OH) BrO₂ + ח₂הו

הברומיטו צהובים במצב מוצק או תמיסות מימיות. תרכובת זו משמשת תעשייתית כסילוק של עמילנים חמצוניים בעידון של טקסטיל (אגון ויברג, 2001).

צמצום סוכן

ניתן להשתמש בחומצה הברומית או בברומיטו כדי להפחית את יון הפרמנגנט כך שיתקבל בדרך הבאה:

2MnO₄^- + ברו₂^- + 2OH^-→ BrO₃^- + 2MnO₄^2- + ח₂הו

מה נוח להכנת פתרונות מנגן (IV).

תגובת בלוסוב-ז'בוטינסקי

החומצה הברומית משמשת כתווך חשוב בתגובתו של בלוסוב-ז'בוטינסקי (סטנלי, 2000), שהיא הפגנה מרשימה ביותר מבחינה ויזואלית.

בתגובות אלה שלושה פתרונות מעורבים כדי ליצור צבע ירוק, שהופך כחול, סגול ואדום, ולאחר מכן חוזר לירוק חוזר.

שלושת הפתרונות המעורבים הם הבאים: פתרון של KBRO₃ 0.23 M, 0.31 M פתרון חומצה המלונית עם 0.059 M KBR ו 0.019 M סידן (IV) אמוניום חנקה פתרון H₂לכן₄ 2.7M.

במהלך המצגת, כמות קטנה של מחוון ferroin הוא הציג לתוך הפתרון. יונים מנגן ניתן להשתמש במקום של cerium. התגובה הכוללת B-Z הוא חמצון serium- קטליזד של חומצה malonic, על ידי יונים bromate בחומצה גופרית לדלל כפי שמוצג המשוואה הבאה:

3CH₂ (CO₂ח)₂ + 4 BrO₃^- → 4 Br^- + 9₂ + 6 ח₂O (1)

מנגנון התגובה כרוך בשני תהליכים. תהליך A כרוך יונים והעברות של שני אלקטרונים, תוך תהליך B כולל רדיקלים והעברות של אלקטרון.

ריכוז של יונים bromide קובע איזה תהליך הוא דומיננטי. תהליך A הוא דומיננטי כאשר ריכוז של יונים bromide הוא גבוה, בעוד תהליך B הוא דומיננטי כאשר ריכוז של יונים bromide הוא נמוך.

תהליך A הוא הפחתת יונים bromate ידי יונים bromide בשתי העברות אלקטרונים. זה יכול להיות מיוצג על ידי תגובה זו נטו:

ברו₃^- + 5 בר^- + 6H⁺ → 3 BR₂ + 3H₂O (2)

מצב זה מתרחש כאשר הפתרונות A ו- B מעורבים תהליך זה מתרחש בשלושת השלבים הבאים:

ברו₃^- + בר^- +2 ח⁺ → HBrO₂ + HOBR (3)

HBrO₂ + בר^- + ח⁺ → 2 HOBR (4)

HOBR + Br^- +ח⁺ → Br₂ + ח₂O (5)

הברום הנוצר מתגובה 5 מגיב עם חומצה מאלנית כפי שהיא מתפתחת לאט, כפי שמוצג על ידי המשוואה הבאה:

בר₂ + CH₂ (CO₂ח)₂ → BrCH (CO₂ח)₂ + בר^- + H (6)

תגובות אלו פועלות כדי להפחית את ריכוז של יונים bromide בפתרון. זה מאפשר תהליך B להיות דומיננטי. התגובה הכוללת של התהליך B מיוצגת על ידי המשוואה הבאה:

2 בר^- + 12H⁺ + 10 EC³⁺ → Br₂ + 10 סי⁴⁺· 6H₂O (7)

והיא מורכבת מהפעולות הבאות:

ברו₃^- + HBrO₂ + ח⁺ → 2 BRO₂ • + H₂O (8)

ברו₂ • + Ce³⁺ + ח⁺ → HBrO₂ + Ce⁴⁺ (9)

2 HBRO₂ → HOBR + BrO₃^- + ח⁺ (10)

2 HOBR → HBrO₂ + בר^- + ח⁺ (11)

HOBR + Br^- + ח⁺ → Br₂ + ח₂O (12)

רכיבי המפתח של רצף זה כוללים את התוצאה נטו של משוואה 8 בתוספת פעמיים המשוואה 9, אשר מוצג להלן:

2Ce³⁺ + ברו₃ - + HBrO₂ + 3H⁺ → 2Ce⁴⁺ + ח₂O + 2HBRO₂ (13)

רצף זה מייצר חומצה ברום autocatalytically. Autocatalysis היא תכונה חיונית של תגובה זו, אבל זה לא נמשך עד ריאגנטים מתרוקנים, כי יש הרס מסדר 2 של HBrO2, כפי שנראה התגובה..

תגובות 11 ו -12 מייצגים את חוסר הפרופורציה של חומצה היפר-ברומית לחומצה הברומית ול- Br2. סידן (IV) יונים ברום חמצון חומצה מלונית כדי ליצור יונים bromide. זה גורם לעלייה בריכוז של יונים bromide, אשר מפעיל מחדש את התהליך א.

הצבעים בתגובה זו נוצרים בעיקר על ידי חמצון וצמצום של מתחמי ברזל ו cerium.

Ferroin מספק שני צבעים לראות תגובה זו: כמו [Ce [IV]] מגדילה, זה oxidizes ברזל בברזל ברזל אדום (II) כדי ברזל כחול (III). קריום (III) הוא חסר צבע ואת cerium (IV) הוא צהוב. השילוב של סידום (IV) ברזל (III) עושה את הצבע הירוק.

בתנאים הנכונים, מחזור זה יחזור על עצמו מספר פעמים. ניקוי כלי זכוכית הוא חשש כי תנודות נקטעים על ידי זיהום עם יוני כלוריד (הורסט דיטר Foersterling, 1993).

הפניות

1. חומצה ברום (2007, 28 באוקטובר). מקור: חבי: ebi.ac.uk.
2. אגון ויברג, נ. ו. (2001). כימיה אנאורגנית לונדון סן דייגו: עיתונות אקדמית.
3. הורסט דיטר פרסטרלינג, M. V. (1993). חומצה ברומית / קריום (4 +): תגובה ו- HBrO2 פרופורציונציה נמדדת בתמיסת חומצה גופרתית בחומציות שונות. כימיה 97 (30), 7932-7938.
4. חומצה יודית. (2013-2016). מקור: molbase.com.
5. המרכז הלאומי למידע ביוטכנולוגי. (2017, 4 במרץ). מסד הנתונים PubChem Compound; CID = 165616.
6. B. Faria, I. R. (1994). קינטיקה של פרופורציונציה ו- pKa של חומצה ברומית. י 'פיזיקל (98) (4), 1363-1367. 
7. Ropp, R. C. (2013). האנציקלופדיה של תרכובות כדור הארץ אלקליין. אוקספורד: אלביסייר.
8. החברה המלכותית לכימיה. (2015). חומצה ברומית. מאוחזר מ chemspider.com.
9. סטנלי, א. (2000, 4 בדצמבר). כימיה אנאורגנית מתקדמת סיכום הדגמה.