브롬 산 (HBrO2) 특성 및 용도



그 브롬 산 HBrO2 화학식의 무기 화합물이다. 상기 산은 산화 상태 3+에서 발견되는 브롬 옥사이드 산 중 하나이다. 이 화합물의 염은 bromitos로 알려져 있습니다. 실험실에서 분리 할 수없는 불안정한 화합물입니다..

이 불안정성은 iodosic acid와 유사하게 다음과 같은 방식으로 차아 염소산과 브롬 산을 형성하는 이화 반응 (또는 불균등 화)에 기인한다 : 2HBrO2 → HBrO + HBrO3.

브롬 산은 하이포 아 브롬산염의 산화에서 서로 다른 반응에서 중간체로 작용할 수있다 (Ropp, 2013). 하이포 아 브롬산염이 브로마이드 이온으로 산화되는 화학적 또는 전기 화학적 수단에 의해 얻어 질 수있다.

HBrO + HClO → HBrO2 + HCl

HBrO + H2O + 2e- → HBrO2 + H2

색인

  • 1 물리 화학적 특성
  • 2 용도
    • 2.1 알칼리 토금속 화합물
    • 2.2 환원제
    • 2.3 Belousov-Zhabotinski의 반응
  • 3 참고

물리 화학적 특성

위에서 언급했듯이, 브롬 산은 분리되지 않은 불안정한 화합물이기 때문에 이론적으로 계산을 통해 몇 가지 예외를 제외하고는 물리적 특성 및 화학적 특성을 얻을 수 있습니다 (National Center for Biotechnology Information, 2017).

상기 화합물은 112.91 g / mol의 분자량, 207.30 ℃의 융점 및 522.29 ℃의 비등점을 갖는다. 물에 대한 용해도는 1 x 106 mg / L로 추정됩니다 (Royal Society of Chemistry, 2015).

이 화합물의 취급에는 어떠한 종류의 위험도 등록되어 있지 않지만, 약산 인 것으로 밝혀졌습니다.

브롬 (III), 2Br (III) → Br (1) + Br (V)의 불균등 반응의 동역학을 5.9-8.0의 pH 범위에서 인산염 완충액에서 연구하고, 정지 된 흐름을 사용한 294 nm.

[H+]과 [Br (III)]의 순서는 각각 1과 2이며, [Br-]에 대한 의존성은 발견되지 않았다. 반응은 또한 아세테이트 완충액에서 3.9-5.6의 pH 범위에서 연구되었다.

실험 오차 내에서 두 BrO2 이온 간의 직접 반응에 대한 증거는 발견되지 않았다. 이 연구는 속도 상수 39.1 ± 2.6M-1  반응 :

HBrO2 + BrO2→ HOBr + Br03-

800 ± 100 M의 속도 상수-1 반응 :

2HBr02 → HOBr + Br03- + H+

그리고 3.7 ± 0.9 X 10의 평형 지수-4  반응 :

HBr02 ㆍ H + + BrO2-

0.06 M 및 25.0 ° C의 이온 강도에서 3.43의 실험 pKa를 얻음. (R. B. Faria, 1994).

용도

알칼리 토금속 화합물

브롬 산 또는 브롬화 나트륨은 다음 반응에 따라 베릴륨 브로마이드를 생성하는데 사용됩니다 :

Be (OH)2 + HBrO2 → Be (OH) BrO2 + H2O

브롬톤은 고체 상태 또는 수용액에서 황색을 띤다. 이 화합물은 직물의 정제 (Egon Wiberg, 2001)에서 산화 전분의 스케일 제거제로 산업적으로 사용되며,.

환원제

브롬 산 또는 브롬토스는 다음과 같은 방법으로 과망간산 염 이온을 망간 산으로 환원 시키는데 사용될 수있다 :

2MnO4- + BrO2- + 2OH-→ BrO3- + 2MnO42- + H2O

망간 (IV) 용액 준비에 편리한 것은?.

벨루 소브 - 자 보틴 스키 반응

브롬 산은 Belousov-Zhabotinski (Stanley, 2000)의 반응에서 중요한 중간체로서 작용하는데, 이는 매우 시각적으로 놀라운 시연이다.

이 반응에서 세 가지 용액이 혼합되어 녹색, 파란색, 보라색 및 빨간색으로 변한 다음 녹색으로 돌아가 반복됩니다..

혼합 된 세 가지 솔루션은 다음과 같습니다. KBrO 솔루션3 0.053 M KBr 및 0.019 M 세륨 (IV) 암모늄 나이트 레이트 용액을 갖는 0.23 M, 0.31 M 말 론산 용액 및 H2그래서4 2.7M.

프리젠 테이션 중에, 소량의 지시약 페로 인 (ferroin)이 용액에 도입됩니다. 세륨 대신 망간 이온을 사용할 수 있습니다. 전체 반응 B-Z는 다음 식에 나타난 바와 같이 묽은 황산 중 브롬산염 이온에 의한 말 론산의 세륨 촉매 산화 반응이다.

3CH2 (CO2H)2 + 4 BrO3- → 4 Br- + 9 콜로라도 주2 + 6 H2O (1)

이 반응의 메카니즘은 두 가지 과정을 포함한다. 프로세스 A는 이온 및 2 개의 전자의 전달을 포함하고, 프로세스 B는 래디컬 및 전자의 전달을 포함한다.

브롬화물 이온의 농도는 지배적 인 공정을 결정합니다. 공정 A는 브롬화물 이온의 농도가 높을 때 지배적 인 반면, 공정 B는 브롬화물 이온의 농도가 낮을 ​​때 지배적이다.

공정 A는 2 개의 전자 전달에서 브롬화물 이온에 의한 브로 메이트 이온의 환원이다. 이 순 반응에 의해 표현 될 수 있습니다 :

BrO3- + 5Br- + 6H+ → 3Br2 + 3H2O (2)

이것은 솔루션 A와 B가 혼합 된 경우에 발생합니다.이 프로세스는 다음 세 단계를 거쳐 수행됩니다.

BrO3- + Br- +2 H+ → HBrO2 + HOBr (3)

HBrO2 + Br- + H+ → 2 HOBr (4)

HOBr + Br- +H+ → Br2 + H2O (5)

반응식 5로부터 생성 된 브롬은 말 론산과 반응하여 다음 식으로 표현되는 것처럼 천천히 분해된다.

Br2 + CH2 (CO2H)2 → BrCH (CO2H)2 + Br- + H (6)

이러한 반응은 용액에서 브롬화물 이온의 농도를 줄이기 위해 작용합니다. 이것은 프로세스 B가 지배적이되도록합니다. 프로세스 B의 전반적인 반응은 다음 방정식으로 표현됩니다.

2BrO3- + 12H+ + 10 Ce3+ → Br2 + 10Ce4+· 6H2O (7)

그리고 다음과 같은 단계로 구성됩니다.

BrO3- + HBrO2 + H+ → 2BrO2 • + H2O (8)

BrO2 • + Ce3+ + H+ → HBrO2 + Ce4+ (9)

2 HBrO2 → HOBr + BrO3- + H+ (10)

2 HOBr → HBrO2 + Br- + H+ (11)

HOBr + Br- + H+ → Br2 + H2O (12)

이 시퀀스의 핵심 요소는 방정식 8의 순 결과와 아래에 표시된 방정식 9의 두 배를 더한 것입니다.

2Ce3+ + BrO3 - + HBrO2 + 3H+ → 2Ce4+ + H2O + 2HBrO2 (13)

이 시퀀스는 자동 촉매 작용으로 브롬 산을 생성합니다. 자동 촉매 작용은이 반응의 필수적인 특징이지만 반응에서 볼 수 있듯이 시약이 고갈 될 때까지 계속되지 않습니다. HBrO2가 2 차 파괴되기 때문입니다..

반응 11 및 12는 브롬 산 및 Br2에 대한과 브롬 산의 불균형을 나타낸다. 세륨 (IV) 이온과 브롬은 말 론산을 산화시켜 브롬화물 이온을 형성합니다. 이것은 브롬화물 이온의 농도를 증가시켜 프로세스 A를 재 활성화시킨다..

이 반응에서의 색상은 주로 철 및 세륨 착체의 산화 및 환원에 의해 형성된다.

Ferroin은이 반응에서 보이는 두 가지 색상을 제공합니다 : [Ce (IV)]가 증가함에 따라 ferroin의 철분을 적색 철 (II)에서 청색 철 (III)으로 산화시킵니다. 세륨 (Ⅲ)은 무색이며 세륨 (Ⅳ)은 황색이다. 세륨 (IV)과 철 (III)의 조합은 녹색을 녹색으로 만듭니다.

올바른 조건에서이주기는 여러 번 반복됩니다. 진동은 염소 이온에 의한 오염으로 중단되기 때문에 유리 제품의 세척이 중요합니다 (Horst Dieter Foersterling, 1993).

참고 문헌

  1. 브롬 산 (2007 년 10 월 28 일). ChEBI에서 검색 함 : ebi.ac.uk.
  2. Egon Wiberg, N.W. (2001). 무기 화학 런던 - 샌디에고 : 학술 언론.
  3. Horst Dieter Foersterling, M. V. (1993). 브롬 산 / 세륨 (4+) : 상이한 산도의 황산 용액에서 측정 된 반응 및 HBrO2 불균등 화. Phys. Chem. 97 (30), 7932-7938.
  4. 요오드 산. (2013-2016). molbase.com에서 검색 함.
  5. 생명 공학 정보 센터. (2017 년 3 월 4 일). PubChem 복합 데이터베이스; CID = 165616.
  6. B. Faria, I. R. (1994). 불균일 계의 역학 및 브롬 산의 pKa. J. Phys. Chem. 98 (4), 1363-1367. 
  7. Ropp, R.C. (2013). 알칼리성 지구 화합물의 백과 사전. Oxford : Elvesier.
  8. 화학 왕립 학회. (2015). 브롬 산. chemspider.com에서 가져온.
  9. Stanley, A.A. (2000 년 12 월 4 일). 고급 무기 화학 데모 요약 진동 반응.