Броместа киселина
Бромна киселина — неорганско соединение со формулата HBrO2 . Тоа е нестабилно соединение, иако соли на неговата конјугирана основа - бромити - се изолирани. Во кисел раствор, бромитите се распаѓаат до бром.[1]
| |
| |
| |
Назив според МСЧПХ хидрокси-λ3-броманон хидроксидооксидобромин броместа киселина | |
| Назнаки | |
|---|---|
| 37691-27-3 | |
| ChEBI | CHEBI:29247 
|
| ChemSpider | 145144
|
| |
| 3Д-модел (Jmol) | Слика |
| PubChem | 165616 |
| |
| Својства | |
| Хемиска формула | |
| Моларна маса | 0 g mol−1 |
| Конјуг. база | Бромит |
| Дополнителни податоци | |
| (што е ова?) (провери) Освен ако не е поинаку укажано, податоците се однесуваат на материјалите во нивната стандардна состојба (25 °C, 100 kPa) | |
| Наводи | |
Откритие
уредиВо 1905 година, Ричардс АХ го докажал постоењето на бромна киселина преку серија експерименти кои вклучуваат сребро нитрат (AgNO 3 ) и бром.[2] Реакцијата на вишокот на ладна водена вода за да се формира хипобромна киселина (HBrO), бромид на сребро (AgBr) и азотна киселина (HNO 3 ):
- Br 2 + AgNO 3 + H 2 O → HBrO + AgBr + HNO 3
Ричардс открил дека ефектот на додавање на вишок течен бром во концентриран сребрен нитрат (AgNO 3 ) резултирал со различен механизам на реакција. Од бројот на еквивалентни делови од киселински бром формирани од претходната реакција, беше пресметан односот помеѓу кислородот и бромот, со точната вредност на O:Br (0,149975:0,3745), што сугерира дека киселинското соединение содржи два атоми на кислород до еден атом на бром. Така, хемиската структура на киселинското соединение беше одбиена како HBrO2 .[2]
Според Ричардс, хипобромната киселина (HBrO) настанува со реакција на раствор на бром и сребро нитрат:[2]
- Br 2 + AgNO 3 + H 2 O → HBrO + AgBr + HNO 3
- 2 AgNO 3 + HBrO + Br 2 + H 2 O → HBrO 2 + 2 AgBr + 2 HNO 3
Изомерија
уредиМолекулата HBrO 2 има свиткана структура со ∠(H−O−Br) агли од 106,1°. HOBrO, исто така, има изглед на нерамнинска конформација со една изомерна структура (2а) која прифаќа диедрален агол ∠(H−O−Br−O) од 74,2°. Покрај тоа, рамнинските структури на два други изомери (2b- cis и 2c- trans ) се преодна состојба за брза енантиомеризација.[3]
Друга студија идентификуваше три изомери: HOOBr, HOBrO и HBr(O)O.[4]
Реакцијата на оксидација помеѓу хипобромната киселина (HBrO) и хипохлорната киселина (HClO) може да се користи за производство на бромна киселина ( HBrO2 ) и хлороводородна киселина (HCl).[5]
- HBrO + HClO → HBrO 2 + HCl
Посебна редокс реакција на хипобромна киселина (HBrO) може да формира бромна киселина (HBrO 2 ) како нејзин производ:[5]
- HBrO + H 2 O − 2e − → HBrO 2 + 2H +
Реакцијата на несразмерност на два еквиваленти хипобромна киселина (HBrO) резултира со формирање и на бромна киселина (HBrO 2 ) и на бромоводородна киселина (HBr):[5]
- 2 HBrO → HBrO 2 + HBr
Реакција на преуредување, која е резултат на син-пропорцијата на бромната киселина (HBrO 3 ) и бромоводородната киселина (HBr) ја дава бромната киселина (HBrO 2 ):[5]
- 2 HBrO 3 + HBr → 3 HBrO 2
Натриум бромит
уредиСолите NaBrO 2 · 3H 2 O и Ba(BrO 2 ) 2 · H 2 O се кристализирани. По обработката на овие водени раствори со соли на Pb 2+, Hg 2+ и Ag +, соодветните бромити на тешки метали се таложат како цврсти материи.[1]
Реакцијата Белоусов-Жаботински
уредиБромната киселина е производ на реакцијата Белоусов-Жаботински, која произлегува од комбинацијата на калиум бромат, цериум (IV) сулфат, пропандиоична киселина и лимонска киселина во разредена сулфурна киселина. Бромната киселина е одредена со средна фаза од реакцијата помеѓу броматниот јон ( BrO−
3</br> BrO−
3 ) и бром (Br − ):[6][7]
- BrO−
3 + 2 Br− → HBrO2 + HBrO
Други релевантни реакции во ваквите осцилирачки реакции се:
- HBrO 2 + BrO−
3</br> BrO−
3 + H + → 2 BrO•
2</br> BrO•
2 + H 2 O - 2 HBrO 2 → BrO−
3</br> BrO−
3 + HOBr + H +
Бромитите ги редуцираат перманганатите во манганати (VI):[1]
- 2 MnO−
4</br> MnO−
4 + BrO−
2</br> BrO−
2 + OH − → 2 MnO2−
4</br> MnO2−
4 + BrO−
3</br> BrO−
3 + H 2 O
p K a мерење
уредиКонстанта на киселинска дисоцијација на бромната киселина, K a =[H+][BrO−
2][HBrO2]</br> , беше одреден со користење на различни методи.
Вредноста на p K a за бромната киселина била проценета во истражувањето кое го проучувало распаѓањето на бромитите. Истражувањето ја измерило стапката на распаѓање на бромит како функција на концентрациите на водород и јони на бромит. Експерименталните податоци од дневникот на почетната брзина биле нацртани во однос на рН. Користејќи го овој метод, проценетата вредност на p K a за бромната киселина било 6,25.[8]
Користејќи друг метод, pK a за бромната киселина било измерена врз основа на почетната брзина на реакцијата помеѓу натриум бромити и калиум јод во pH опсег од 2,9-8,0, на 25 °C и јонска јачина од 0,06 M. Зависност од прв ред на почетната брзина на оваа реакција на диспропорција на [H + ] во pH опсег од 4,5-8,0. Вредноста на константата на киселинско дисоцијација измерена со овој метод е K a = 3,7 ± 0,9 и p K a = 3,43 ± 0,05 .[9]
Реактивност
уредиВо споредба со другите оксиданти центрирани на кислород (хипохалити, анјони на пероксиди) и во согласност со неговата ниска базичност, бромитот е прилично слаб нуклеофил.[10] Константите на брзината на бромитот кон карбокациите и олефините супституирани со акцептор се за 1-3 реда на големина пониски од оние измерени со хипобромит.
Поврзано
уреди- ↑ 1,0 1,1 1,2 Egon Wiberg, Arnold Frederick Holleman (2001) Inorganic Chemistry, Elsevier ISBN 0-12-352651-5
- ↑ 2,0 2,1 2,2 „Journal of the Society of Chemical Industry. v.25 1906“. HathiTrust (англиски). Посетено на 2017-04-28.
- ↑ Glaser, Rainer; Jost, Mary (2012-08-16). „Disproportionation of bromous acid HOBrO by direct O-transfer and via anhydrides O(BrO)2 and BrO-BrO2. An ab initio study of the mechanism of a key step of the Belousov–Zhabotinsky oscillating reaction“. The Journal of Physical Chemistry A. 116 (32): 8352–8365. Bibcode:2012JPCA..116.8352G. doi:10.1021/jp301329g. ISSN 1520-5215. PMID 22871057.
- ↑ Souza, Gabriel L. C. de; Brown, Alex (2016-07-01). „The ground and excited states of HBrO2 [HOOBr, HOBrO, and HBr(O)O] and HBrO3 (HOOOBr and HOOBrO) isomers“. Theoretical Chemistry Accounts (англиски). 135 (7): 178. doi:10.1007/s00214-016-1931-8. ISSN 1432-881X.
- ↑ 5,0 5,1 5,2 5,3 C., Ropp, R. (2013-01-01). Encyclopedia of the alkaline earth compounds. Elsevier. ISBN 9780444595508. OCLC 964753424.
- ↑ Vassalini, Irene; Alessandri, Ivano (2015). „Spatial and Temporal Control of Information Storage in Cellulose by Chemically Activated Oscillations“. ACS Applied Materials & Interfaces (англиски). 7 (51): 28708–28713. doi:10.1021/acsami.5b11857. PMID 26654462.
- ↑ Field, Richard J.; Koros, Endre; Noyes, Richard M. (1972-12-01). „Oscillations in chemical systems. II. Thorough analysis of temporal oscillation in the bromate-cerium-malonic acid system“. Journal of the American Chemical Society. 94 (25): 8649–8664. doi:10.1021/ja00780a001. ISSN 0002-7863.
- ↑ Massagli, A. (1970-01-01). „Kinetic investigation of the decomposition of bromite - ScienceDirect“. Inorganica Chimica Acta (англиски). 4: 593–596. doi:10.1016/S0020-1693(00)93357-7.
- ↑ Faria, R. B.; Epstein, Irving R.; Kustin, Kenneth (1994-01-01). „Kinetics of Disproportionation and pKa of Bromous Acid“. The Journal of Physical Chemistry. 98 (4): 1363–1367. doi:10.1021/j100055a051. ISSN 0022-3654.
- ↑ Mayer, Robert J.; Ofial, Armin R. (2018-02-22). „Nucleophilic Reactivities of Bleach Reagents“. Organic Letters. 20 (10): 2816–2820. doi:10.1021/acs.orglett.8b00645. PMID 29741385.