Acido bromoso (HBRO2) Proprietà fisiche e chimiche e usi

Lui Acido bromoso È un composto inorganico di formula HBRO2. Questo acido è uno degli acidi oxacidi di bromo in cui si trova con lo stato di ossidazione 3+. I sali di questo composto sono noti come battute. È un composto instabile che non è stato in grado di isolare in laboratorio.

Questa instabilità, analoga all'acido iodosio, è dovuta a una reazione di dissutazione (o sproporzione) per formare acido ipobromatico e acido bromico come segue: 2HBRO₂ → HBRO + HBRO_3.

Figura 1: struttura dell'acido bromoso.

L'acido bromoso può fungere da intermediario in diverse reazioni nell'ossidazione degli ipobromiti (Ropp, 2013). Può essere ottenuto mediante mezzi chimici o elettrochimici in cui l'ipobromit viene ossidato allo ione bromito come:

HBRO + HCLO → HBRO₂ + HCl

HBRO + H₂O + 2e^- → HBRO₂ + H₂

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Proprietà fisiche e chimiche

Come accennato in precedenza, l'acido scherzoso è un composto instabile che non è stato isolato, quindi le sue proprietà fisiche e chimiche si ottengono, con alcune eccezioni, teoricamente dai calcoli computazionali (National Center for Biotechnology Information, 2017).

Il composto ha un peso molecolare di 112,91 g/mol, un punto di fusione di 207,30 gradi Celsius e un punto di ebollizione di 522.29 gradi Celsius. La sua solubilità in acqua è stimata in 1 x 106 mg/l (Royal Society of Chemistry, 2015).

Non vi è alcun rischio registrato nella gestione di questo composto, tuttavia è stato scoperto che è un acido debole.

La cinetica della reazione di sproporzione di Bromo (III), 2BR (III) → BR (1) + BR (V), è stata studiata in tampone fosfato, nell'intervallo di 5 pH di 5.9-8.0, monitoraggio dell'assorbanza ottica a 294 nm usando arrestato.

[Unità H⁺] e [Br (III)] erano rispettivamente dell'Ordine 1 e 2, dove non vi era alcuna dipendenza da [Br-]. La reazione è stata anche studiata nel tampone acetato, nell'intervallo di pH di 3,9 - 5,6.

Può servirti: reazione di neutralizzazione

All'interno dell'errore sperimentale, non sono state trovate prove per una reazione diretta tra due ioni BRO2-. Questo studio fornisce costanti di velocità 39.1 ± 2.6 m^-1  Per la reazione:

HBRO₂ + Fra₂→ Hobr + Br0₃^-

Costanti di velocità di 800 ± 100 m^-1 Per la reazione:

2HBR0₂ → Hobr + Br0₃^- + H⁺

E un rapporto di equilibrio di 3,7 ± 0,9 x 10^-4  Per la reazione:

HBR02 ⇌ H + + BRO₂^-

Ottenere una PKA sperimentale di 3,43 a una forza ionica di 0,06 m e 25,0 ° C (R. B. Faria, 1994).

Applicazioni

Composti alcalini Terreos

L'acido bromico o lo scherzo del sodio vengono utilizzati per produrre battute di berillio secondo la reazione:

Essere (oh)₂ + HBRO₂ → essere (oh) fratello₂ + H₂O

Le battute sono gialle a stato solido o in soluzioni acquose. Questo composto è usato industrialmente come agente di scoraggiamento dell'amido ossidativo nel raffinamento tessile (Egon Wiberg, 2001).

Agente riducente

L'acido bromico o i joom possono essere usati per ridurre il permanganato a manganato come segue:

2mn₄^- + Fra₂^- + 2oh^-→ fr₃^- + 2mn₄^2- + H₂O

Ciò che è conveniente per la preparazione di soluzioni di manganese (iv).

Reazione Belousev-Zhabotinski

L'acido bromoso funge da importante intermediario nella reazione di Belousov-Zhabotinski (Stanley, 2000), che è una dimostrazione visivamente sorprendente.

In questa reazione tre soluzioni vengono miscelate per formare un colore verde, che diventa blu, viola e rosso, quindi ritorna al verde e si ripetono.

Le tre soluzioni miste sono le seguenti: una soluzione KBRO₃ 0,23 m, una soluzione di acido malastico 0,31 m con KBR 0,059 m e una soluzione di nitrato di ammonio cerio (IV) 0,019 m e H₂SW₄ 2,7 m.

Durante la presentazione, nella soluzione viene introdotta una piccola quantità dell'indicatore di Ferroina. Gli ioni di manganese possono essere usati al posto di Cerio. La reazione globale B-Z è l'ossidazione catalizzata da cerio di acido malonico, da ioni bromatico in acido solforico diluito come presentato nella seguente equazione:

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3ch₂ (CO₂H)₂ + 4 fr₃^- → 4 Br^- + 9 co₂ + 6 h₂O (1)

Il meccanismo di questa reazione implica due processi. Il processo prevede ioni e trasferimenti di due elettroni, mentre il processo B implica radicali e trasferimenti di un elettrone.

La concentrazione di ioni bromuro determina quale processo è dominante. Il processo A è dominante quando la concentrazione di ioni bromuro è alta, mentre il processo B è dominante quando la concentrazione di ioni bromuro è bassa.

Il processo A è la riduzione degli ioni bromato da parte di ioni bromuro in due trasferimenti di elettroni. Può essere rappresentato da questa reazione netta:

Fra₃^- + 5BR^- + 6h⁺ → 3br₂ + 3h₂O (2)

Ciò si verifica quando le soluzioni A e B sono miste. Questo processo si verifica attraverso i seguenti tre passaggi:

Fra₃^- + Br^- +2 h⁺ → HBRO₂ + Hobr (3)

HBRO₂ + Br^- + H⁺ → 2 Hobr (4)

Hobr +br^- +H⁺ → Br₂ + H₂O (5)

Il bromo creato dalla reazione 5 reagisce con l'acido malonico mentre entusiasma lentamente, come rappresentato dalla seguente equazione:

Br₂ + Cap₂ (CO₂H)₂ → BRCH (CO₂H)₂ + Br^- + H (6)

Queste reazioni funzionano per ridurre la concentrazione di ioni bromuro nella soluzione. Ciò consente al processo B di diventare dominante. La reazione globale del processo B è rappresentata dalla seguente equazione:

2Bro3^- + 12h⁺ + 10 CE³⁺ → Br₂ + 10ce⁴⁺· 6h₂O (7)

Ed è costituito dai seguenti passaggi:

Fra₃ ^- + HBRO₂ + H⁺ → 2bro₂ • + H₂O (8)

Fra₂ • + CE³⁺ + H⁺ → HBRO₂ + EC⁴⁺ (9)

2 HBRO₂ → Hobr + bro₃ ^- + H⁺ (10)

2 Hobr → HBRO₂ + Br^- + H⁺ (undici)

Hobr + br^- + H⁺ → Br₂ + H₂O (12)

Gli elementi chiave di questa sequenza includono il risultato netto dell'equazione 8 Plus Equation 9, mostrato di seguito:

2ce³⁺ + Fra₃ - + HBRO₂ + 3h⁺ → 2ce⁴⁺ + H₂O + 2HBRO₂ (13)

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Questa sequenza produce acido bromose autocatticamente. L'auto -torna è una caratteristica essenziale di questa reazione, ma non continua fino a quando i reagenti non sono esauriti, perché c'è una distruzione di secondo ordine di HBRO2, come si vede nella reazione 10.

Le reazioni 11 e 12 rappresentano la sproporzione dell'acido iperbromatico per scherzare l'acido e BR2. Ioni cerio (iv) e il bromine ossida l'acido malonico per formare ioni bromuro. Ciò provoca un aumento della concentrazione di ioni bromuro, che riattiva il processo.

I colori in questa reazione sono formati principalmente dall'ossidazione e dalla riduzione dei complessi di ferro e collina.

La ferroina fornisce due dei colori che si vedono in questa reazione: all'aumentare di [CE (IV)], ossida il ferro nella ferroina in ferro rosso (II) al ferro blu (III). Il cerio (iii) è incolore e la collina (iv) è gialla. La combinazione di cerio (iv) e ferro (iii) rende il colore verde.

Nelle condizioni appropriate, questo ciclo verrà ripetuto più volte. Cristallo pulisce.

Riferimenti

1. Acido bromoso. (2007, 28 ottobre). Estratto da Chebi: EBI.AC.UK.
2. Egon Wiberg, n. W. (2001). CHIMICA INORGANICA. London-San Diego: Academic Press.
3. Horst Diet Foersterling, m. V. (1993). Acido bromoso/cerio (4+): reazione e sproportivazione HBRO2 misurata in soluzione di acido solforico in diverse acidità. Phys. Chem 97 (30), 7932-7938.
4. acido iodous. (2013-2016). Estratto da Molbase.com.
5. Centro nazionale per le informazioni sulla biotecnologia. (2017, 4 marzo). Database composto pubchem; CID = 165616.
6. B. Faria, io. R. (1994). Cinetica della PlayPartition e PKA di acido bromoso. J. Phys. Chimica. 98 (4), 1363-1367. 
7. Ropp, r. C. (2013). Enciclopedia dei composti della Terra alcalina. Oxford: Elvesier.
8. Royal Society of Chemistry. (2015). Acido bromoso. Estratto da Chemspider.com.
9. Stanley, a. A. (2000, 4 dicembre). Reazione di oscillazione di chimica inorganica avanzata.