- Propietats físiques i químiques
- usos
- Compostos alcalí terris
- Agent reductor
- Reacció de Belousov-Zhabotinski
- referències
L' àcid bromoso és un compost inorgànic de fórmula HBrO2. Aquest àcid és un dels àcids oxoàcids de brom on aquest es troba amb estat d'oxidació 3+. Les sals d'aquest compost són conegudes com bromitos. Es tracta d'un compost inestable que no s'ha pogut aïllar al laboratori.
Aquesta inestabilitat, anàloga a l'àcid yodoso, és deguda a una reacció de dismutació (o desproporció) per formar àcid hipobromoso i àcid bròmic de la següent manera: 2HBrO 2 → HBrO + HBrO 3.
Figura 1: Estructura de l'àcid bromoso.
L'àcid bromoso pot actuar com a intermediari en diferents reaccions en l'oxidació de hipobromitos (Ropp, 2013). Pot ser obtingut per mitjans químics o electroquímics on el hipobromito s'oxida a l'ió bromito com ara:
HBrO + HClO → HBrO 2 + HCl
HBrO + H 2 O + 2e - → HBrO 2 + H 2
Propietats físiques i químiques
Com s'ha esmentat anteriorment, l'àcid bromoso és un compost inestable que no s'ha aïllat, de manera que les seves propietats físiques i químiques són obtingudes, amb algunes excepcions, teòricament mitjançant càlculs computacionals (National Center for Biotechnology Information, 2017).
El compost posseeix un pes molecular de 112,91 g / mol, un punt de fusió de 207,30 graus centígrads i un punt d'ebullició de 522.29 graus centígrads. La seva solubilitat en aigua s'estima que sigui d'1 x 106 mg / L (Royal Society of Chemistry, 2015).
No hi ha registrat cap tipus de risc en el maneig d'aquest compost, però, s'ha trobat que és un àcid feble.
La cinètica de la reacció de desproporció de l'brom (III), 2br (III) → Br (1) + Br (V), es va estudiar en tampó de fosfat, en el rang de pH de 5.9-8.0, monitoritzant l'absorbància òptica a 294 nm utilitzant flux detingut.
Les dependències de i van ser d'ordre 1 i 2 respectivament, on no es va trobar dependència de. La reacció també es va estudiar en tampó acetat, en l'interval de pH de 3,9 - 5,6.
Dins de l'error experimental, no es va trobar evidència per una reacció directa entre dos ions BrO2-. Aquest estudi proporciona constants de velocitat 39.1 ± 2.6 M -1 per a la reacció:
HBrO 2 + BrO 2 → HOBr + Br0 3 -
Constants de velocitat de 800 ± 100 M -1 per a la reacció:
2HBr0 2 → HOBr + Br0 3 - + H +
I un quocient d'equilibri de 3,7 ± 0,9 X 10 -4 per a la reacció:
HBr02 ⇌ H + + BrO 2 -
Obtenint-se un pKa experimental d'3,43 a una força iònica de 0,06 M i 25,0 ° C (RB Faria, 1994).
usos
Compostos alcalí terris
El àcid bròmic o bromito de sodi s'usa per produir bromito de beril·li segons la reacció:
Be (OH) 2 + HBrO 2 → Be (OH) BrO 2 + H 2 O
Els bromitos són de color groc en estat sòlid o en solucions aquoses. Aquest compost és usat industrialment com a agent de desincrustació de fècules oxidatives en el refinament de tèxtils (Egon Wiberg, 2001).
Agent reductor
El àcid bròmic o bromitos poden ser usats per a reduir l'ió permanganat a manganato de la següent manera:
2MnO 4 - + BrO 2 - + 2OH - → BrO 3 - + 2MnO 4 2- + H 2 O
El que és convenient per a la preparació de solucions de manganès (IV).
Reacció de Belousov-Zhabotinski
L'àcid bromoso actua com un intermediari important en la reacció de Belousov-Zhabotinski (Stanley, 2000), la qual és una demostració en extrem cridanera visualment.
En aquesta reacció es barregen tres solucions per formar un color verd, que es torna blau, porpra i vermell, i després torna a l'verd i es repeteix.
Les tres solucions que es barregen són següents: una solució de KBrO 3 0,23 M, una solució d'àcid malònic 0,31 M amb KBr 0,059 M i una solució de nitrat d'amoni de ceri (IV) 0,019 M i H 2 SO 4 2,7m.
Durant la presentació, una petita quantitat de la ferroína indicador s'introdueix en la solució. Els ions de manganès poden utilitzar-se en lloc de ceri. La reacció global BZ és l'oxidació catalitzada per ceri de l'àcid malònic, per ions bromat en àcid sulfúric diluït com es presenta a la següent equació:
3CH 2 (CO 2 H) 2 + 4 BrO 3 - → 4 Br - +9 CO 2 + 6 H 2 O (1)
El mecanisme d'aquesta reacció implica dos processos. El procés A involucra ions i transferències de dos electrons, mentre que el procés B implica radicals i transferències d'un electró.
La concentració d'ions bromur determina quin procés és dominant. El procés A és dominant quan la concentració de ions de bromur és alta, mentre que el procés B és dominant quan la concentració de ions de bromur és baixa.
El procés A és la reducció d'ions bromat per ions bromur en dues transferències d'electrons. Es pot representar per aquesta reacció neta:
BrO 3 - + 5BR - + 6H + → 3Br 2 + 3H 2 O (2)
Això passa quan es barregen les solucions A i B. Aquest procés es produeix a través dels tres passos següents:
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)
El brom creat a partir de la reacció 5 reacciona amb àcid malònic a mesura que enoliza lentament, tal com es representa per l'equació següent:
Br 2 + CH 2 (CO 2 H) 2 → BrCH (CO 2 H) 2 + Br - + H (6)
Aquestes reaccions funcionen per reduir la concentració d'ions bromur a la solució. Això permet que el procés B esdevingui dominant. La reacció global de l'procés B es representa per l'equació següent:
2BrO3 - + 12H + +10 Ce 3+ → Br 2 + 10Ce 4+ · 6H 2 O (7)
I es compon dels següents passos:
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)
Els elements claus d'aquesta seqüència inclouen el resultat net de l'equació 8 més dues vegades l'equació 9, que es mostra a continuació:
2Ce 3+ + BrO 3+ HBrO 2 + 3H + → 2Ce 4+ + H 2 O + 2HBrO 2 (13)
Aquesta seqüència produeix àcid bromoso autocatalíticamente. La autocatálisis és una característica essencial d'aquesta reacció, però no continua fins que els reactius s'esgoten, perquè hi ha una destrucció de segon ordre de HBrO2, com es veu en la reacció 10.
Les reaccions 11 i 12 representen la desproporció d'àcid hiperbromoso a àcid bromoso i Br2. Els ions de ceri (IV) i el brom oxiden l'àcid malònic per formar ions bromur. Això provoca un augment en la concentració d'ions bromur, que reactiva el procés A.
Els colors en aquesta reacció es formen principalment per l'oxidació i reducció de complexos de ferro i ceri.
La ferroína proporciona dos dels colors que es veuen en aquesta reacció: a mesura que augmenta, oxida el ferro a la ferroína de l'ferro vermell (II) a el ferro blau (III). El ceri (III) és incolor i el ceri (IV) és groc. La combinació de ceri (IV) i ferro (III) fa que el color verd.
Sota les condicions adequades, aquest cicle es repetirà diverses vegades. La neteja de cristalleria és una preocupació perquè les oscil·lacions són interrompudes per la contaminació amb ions clorur (Horst Dieter Foersterling, 1993).
referències
- bromous acid. (2007, octubre 28). Retrieved from Chebi: ebi.ac.uk.
- Egon Wiberg, NW (2001). Inorganic Chemistry. londres-sant diego: academic press.
- Horst Dieter Foersterling, MV (1993). Bromous acid / Cerium (4+): reaction and HBrO2 disproportionation Measured in sulfuric acid solution at different acidities. Phys. Chem 97 (30), 7932-7938.
- iodous acid. (2013-2016). Retrieved from molbase.com.
- National Center for Biotechnology Information. (2017, març 4). PubChem Compound Database; CID = 165.616.
- B. Faria, IR (1994). Kinetics of Disproportionation and pKa of Bromous Acid. J. Phys. Chem. 98 (4), 1363-1367.
- Ropp, RC (2013). Encyclopedia of the Alkaline Earth Compounds. Oxford: Elvesier.
- Royal Society of Chemistry. (2015). Bromous acid. Retrieved from chemspider.com.
- Stanley, AA (2000, desembre 4). Advanced Inorganic Chemistry Demonstration Summary oscillating reaction.