- Fiziksel ve kimyasal özellikler
- Uygulamalar
- Alkali toprak bileşikleri
- İndirgen madde
- Belousov-Zhabotinski tepkisi
- Referanslar
Bromöz asit , formül HBrO2 inorganik bir bileşiktir. Adı geçen asit, 3+ oksidasyon durumunda bulunduğu oksasit bromin asitlerinden biridir. Bu bileşiğin tuzları, bromitler olarak bilinir. Laboratuvarda izole edilemeyen kararsız bir bileşiktir.
İyot aside benzer olan bu kararsızlık, aşağıdaki gibi hipobromöz asit ve bromik asit oluşturmak için bir dismutasyon reaksiyonundan (veya orantısızlıktan) kaynaklanır: 2HBrO 2 → HBrO + HBrO 3.
Şekil 1: Bromöz asidin yapısı.
Bromöz asit, hipobromitlerin oksidasyonunda farklı reaksiyonlarda bir ara ürün görevi görebilir (Ropp, 2013). Hipobromitin bromit iyonuna oksitlendiği kimyasal veya elektrokimyasal yollarla elde edilebilir, örneğin:
HBrO + HClO → HBrO 2 + HCl
HBrO + H 2 O + 2e - → HBrO 2 + H 2
Fiziksel ve kimyasal özellikler
Yukarıda belirtildiği gibi, bromöz asit, izole edilmemiş kararsız bir bileşiktir, bu nedenle fiziksel ve kimyasal özellikleri bazı istisnalar dışında teorik olarak hesaplamalı hesaplamalar yoluyla elde edilir (Ulusal Biyoteknoloji Bilgi Merkezi, 2017).
Bileşiğin moleküler ağırlığı 112.91 g / mol, erime noktası 207.30 santigrat derece ve kaynama noktası 522.29 santigrat derece. Sudaki çözünürlüğünün 1 x 106 mg / L olduğu tahmin edilmektedir (Royal Society of Chemistry, 2015).
Bu bileşiği işlemenin kayıtlı bir riski yoktur, ancak zayıf bir asit olduğu bulunmuştur.
Brom (III) orantısızlaştırma reaksiyonunun kinetiği, 2Br (III) → Br (1) + Br (V), 5.9-8.0 pH aralığında fosfat tamponunda çalışıldı ve optik absorbans Durdurulmuş akış kullanılarak 294 nm.
Ve bağımlılıkları sırasıyla 1 ve 2 idi, burada bağımlılık yoktur. Tepkime ayrıca pH 3.9-5.6 aralığında asetat tamponunda da çalışıldı.
Deneysel hata dahilinde, iki BrO2 iyonu arasında doğrudan bir reaksiyon olduğuna dair hiçbir kanıt bulunamadı. Bu çalışma , reaksiyon için 39.1 ± 2.6 M -1 hız sabitlerini sağlar :
HBrO 2 + BrO 2 → HOBr'nin + br0 3 -
Reaksiyon için 800 ± 100 M -1 hız sabitleri :
2HBr0 2 → HOBr + Br0 3 - + H +
Ve 3.7 ± 0.9 x 10 arasında bir denge katsayısı -4 reaksiyon için:
HBr02 ⇌ H + + BrO 2 -
0.06 M ve 25.0 ° C'lik bir iyonik güçte 3.43'lük deneysel bir pKa elde edilmesi (RB Faria, 1994).
Uygulamalar
Alkali toprak bileşikleri
Bromik asit veya sodyum bromit, reaksiyona bağlı olarak berilyum bromit üretmek için kullanılır:
(OH) 2 + HBrO 2 → Be (OH) BrO 2 + H 2 O
Bromitler katı halde veya sulu çözeltilerde sarı renktedir. Bu bileşik endüstriyel olarak tekstil ürünlerinin rafine edilmesinde oksidatif nişasta kireç çözücü olarak kullanılır (Egon Wiberg, 2001).
İndirgen madde
Permanganat iyonunu aşağıdaki şekilde manganata indirgemek için bromik asit veya bromitler kullanılabilir:
2MnO 4 - + BrO 2 - + 2OH - → BrO 3 - + 2MnO 4 2- + H 2 O
Manganez (IV) çözeltilerinin hazırlanması için uygun olan nedir.
Belousov-Zhabotinski tepkisi
Bromöz asit, görsel olarak son derece çarpıcı bir gösteri olan Belousov-Zhabotinski reaksiyonunda (Stanley, 2000) önemli bir ara ürün görevi görür.
Bu reaksiyonda, mavi, mor ve kırmızıya dönen ve ardından yeşile dönen ve tekrarlayan yeşil bir renk oluşturmak için üç çözelti karıştırılır.
Karıştırılan üç çözelti şunlardır: 0,23 M KBrO 3 çözeltisi, 0,059 M KBr ile 0,31 M malonik asit çözeltisi ve 0,019 M seryum (IV) amonyum nitrat çözeltisi ve H 2 SO 4 2.7M.
Sunum sırasında, çözelti içine az miktarda ferroin indikatörü eklenir. Seryum yerine mangan iyonları kullanılabilir. Genel reaksiyon BZ, aşağıdaki denklemde sunulduğu gibi seyreltik sülfürik asit içindeki bromat iyonları tarafından malonik asidin seryum katalizli oksidasyonudur:
3CH 2 (CO 2 H) 2 + 4 BrO 3 - → 4 Br - + 9 CO 2 + 6 H 2 O (1)
Bu reaksiyonun mekanizması iki süreci içerir. Süreç A iyonları ve iki elektron transferini içerirken, Süreç B radikalleri ve tek elektron transferlerini içerir.
Bromür iyon konsantrasyonu, hangi sürecin baskın olduğunu belirler. Proses A, bromür iyon konsantrasyonu yüksek olduğunda baskın iken, Bromür iyon konsantrasyonu düşük olduğunda Proses B baskındır.
İşlem A, bromat iyonlarının iki elektron transferinde bromür iyonları tarafından indirgenmesidir. Bu net reaksiyonla temsil edilebilir:
BrO 3 - + 5BR - + 6H + → 3Br 2 + 3H 2 O (2)
Bu, çözüm A ve B karıştırıldığında meydana gelir. Bu işlem aşağıdaki üç adımda gerçekleşir:
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)
Reaksiyon 5'ten oluşturulan brom, aşağıdaki denklemde gösterildiği gibi, yavaş yavaş enolize olurken malonik asit ile reaksiyona girer:
Br 2 + CH 2 (CO 2 H) 2 → BrCH (CO 2 H) 2 + Br - + H (6)
Bu reaksiyonlar, solüsyondaki bromür iyonlarının konsantrasyonunu düşürmek için çalışır. Bu, B sürecinin baskın olmasına izin verir. B sürecinin genel reaksiyonu aşağıdaki denklemle temsil edilir:
2BrO3 - + 12H + + 10 Ce 3+ → Br 2 + 10Ce 4+ · 6H 2 O (7)
Ve aşağıdaki adımlardan oluşur:
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)
Bu dizinin ana unsurları, aşağıda gösterilen Denklem 8'in net sonucunu ve iki Denklem 9'u içerir:
2Ce 3+ + BrO 3 - + HBrO 2 + 3H + → 2Ce 4+ + H 2 O + 2HBrO 2 (13)
Bu dizi otokatalitik olarak bromöz asit üretir. Otokataliz, bu reaksiyonun önemli bir özelliğidir, ancak reaksiyon 10'da görüldüğü gibi, HBrO2'nin ikinci dereceden bir yıkımı olduğundan reaktifler tükenene kadar devam etmez.
Reaksiyonlar 11 ve 12, hiperbromöz asidin bromöz asit ve Br2'ye orantısızlığını temsil eder. Seryum (IV) iyonları ve brom, malonik asidi oksitleyerek bromür iyonları oluşturur. Bu, A sürecini yeniden etkinleştiren bromür iyonlarının konsantrasyonunda bir artışa neden olur.
Bu reaksiyondaki renkler esas olarak demir-seryum komplekslerinin oksidasyonu ve indirgenmesiyle oluşur.
Ferroin, bu reaksiyonda görülen iki rengi sağlar: Arttıkça, ferroin içindeki demiri kırmızı demirden (II) mavi demire (III) okside eder. Seryum (III) renksiz ve seryum (IV) sarıdır. Seryum (IV) ve demirin (III) kombinasyonu rengi yeşile çevirir.
Doğru koşullar altında, bu döngü kendini birkaç kez tekrarlayacaktır. Cam eşya temizliği bir endişe kaynağıdır çünkü salınımlar klorür iyonları ile kontaminasyon nedeniyle kesintiye uğrar (Horst Dieter Foersterling, 1993).
Referanslar
- bromöz asit. (2007, 28 Ekim). ChEBI'den alındı: ebi.ac.uk.
- Egon Wiberg, NW (2001). İnorganik kimya. london-san diego: akademik basın.
- Horst Dieter Foersterling, MV (1993). Bromöz asit / seryum (4+): farklı asitliklerde sülfürik asit çözeltisinde ölçülen reaksiyon ve HBrO2 orantısızlığı. Phys.Chem 97 (30), 7932-7938.
- iyotlu asit. (2013-2016). Molbase.com adresinden kurtarıldı.
- Ulusal Biyoteknoloji Bilgi Merkezi. (2017, 4 Mart). PubChem Bileşik Veritabanı; CID = 165616.
- B. Faria, IR (1994). Orantısızlık Kinetiği ve Bromöz Asit pKa'sı. J. Phys.Chem 98 (4), 1363-1367.
- Ropp, RC (2013). Toprak Alkali Bileşiklerinin Ansiklopedisi. Oxford: Elvesier.
- Kraliyet Kimya Derneği. (2015). Bromöz asit. Chemspider.com'dan alındı.
- Stanley, AA (2000, 4 Aralık). Advanced Inorganic Chemistry Demonstration Özet salınımlı reaksiyon.