bromous 산은 화학식 HBrO2의 무기 화합물이다. 상기 산은 3+ 산화 상태에서 발견되는 옥산 브롬 산 중 하나이다. 이 화합물의 염은 브롬으로 알려져 있습니다. 실험실에서 분리 할 수없는 불안정한 화합물입니다.
요오드 산과 유사한이 불안정성은 다음과 같은 방식으로 하이포 브롬 산과 브롬 산을 형성하는 불균형 반응 (또는 불균형 화) 때문입니다 : 2HBrO 2 → HBrO + HBrO 3.
그림 1 : 브롬 산의 구조.
브롬 산은 하이포 브로 마이트의 산화에서 다른 반응에서 중간체로 작용할 수 있습니다 (Ropp, 2013). 하이포 브로 마이트가 다음과 같은 브로 마이트 이온으로 산화되는 화학적 또는 전기 화학적 수단으로 얻을 수 있습니다.
HBrO + HClO → HBrO 2 + HCl
HBrO + H 2 O + 2E - → HBrO 2 + H 2
물리 화학적 특성
위에서 언급했듯이 브롬 산은 분리되지 않은 불안정한 화합물이므로 이론적으로 계산 계산을 통해 몇 가지 예외를 제외하고 물리적 및 화학적 특성을 얻습니다 (National Center for Biotechnology Information, 2017).
이 화합물의 분자량은 112.91g / mol, 융점은 207.30도, 비등점은 522.29 도입니다. 물에 대한 용해도는 1 x 106 mg / L로 추정됩니다 (Royal Society of Chemistry, 2015).
이 화합물의 취급에 대한 등록 된 위험은 없지만 약산 인 것으로 밝혀졌습니다.
브롬 (III) 불균형 반응, 2Br (III) → Br (1) + Br (V)의 동역학은 pH 5.9-8.0 범위의 인산염 완충액에서 연구되었으며, 정지 된 흐름을 사용하는 294 nm.
및의 종속성은 각각 순서 1과 2였으며 종속성이 없습니다. 반응은 또한 pH 범위 3.9-5.6의 아세테이트 완충액에서 연구되었습니다.
실험 오류 내에서 두 BrO2- 이온 간의 직접적인 반응에 대한 증거는 발견되지 않았습니다. 이 연구는 반응에 대해 속도 상수 39.1 ± 2.6 M -1 을 제공합니다.
HBrO 2 + 형제 2 → 인 HOBr + BR0 3 -
반응에 대한 속도 상수 800 ± 100 M -1 :
2HBr0 2 → 인 HOBr BR0 + 3 - + H +
그리고 반응에 대한 평형 지수 3.7 ± 0.9 X 10 -4 :
HBr02 ⇌ + H + 브로 2 -
0.06 M 및 25.0 ° C의 이온 강도에서 3.43의 실험 pKa를 얻었습니다 (RB Faria, 1994).
응용
알칼리 토 화합물
브롬 산 또는 브롬 산 나트륨은 다음 반응에 따라 브롬 산 베릴륨을 생성하는 데 사용됩니다.
Be (OH) 2 + HBrO 2 → Be (OH) BrO 2 + H 2 O
Bromites는 고체 상태 또는 수용액에서 노란색입니다. 이 화합물은 섬유 정제에서 산화성 전분 스케일 제거제로 산업적으로 사용됩니다 (Egon Wiberg, 2001).
환원제
브롬 산 또는 브롬산염은 다음과 같은 방법으로 과망간산 염 이온을 망간 산염으로 환원하는 데 사용할 수 있습니다.
2MnO 4 - + 브로 2 - + 2OH - → 브로 3 - + 2MnO 4 2 + H 2 O
망간 (IV) 용액의 준비에 편리한 것은 무엇입니까?
Belousov-Zhabotinski 반응
Bromous acid는 Belousov-Zhabotinski 반응 (Stanley, 2000)에서 중요한 중간체 역할을하며 이는 매우 시각적으로 눈에 띄는 시연입니다.
이 반응에서 세 가지 용액을 혼합하여 녹색을 형성하고 파란색, 보라색 및 빨간색으로 변한 다음 녹색으로 변하고 반복합니다.
혼합되는 세 가지 용액은 다음과 같습니다. 0.23 M KBrO 3 용액, 0.059 M KBr 및 0.019 M 세륨 (IV) 질산 암모늄 용액 및 H 2 SO가 포함 된 0.31 M 말 론산 용액 4 2.7M.
제시하는 동안 소량의 인디케이터 페로 인이 용액에 도입됩니다. 세륨 대신 망간 이온을 사용할 수 있습니다. 전체 반응 BZ는 다음 방정식에 제시된 바와 같이 묽은 황산에서 브롬산염 이온에 의한 말 론산의 세륨 촉매 산화입니다.
3CH 2 (CO 2 H) 2 + 4 형제 3 - → 4 브롬 - + 9 CO 2 + 6 H 2 O (1)
이 반응의 메커니즘은 두 가지 과정을 포함합니다. 공정 A는 이온과 2 전자 전달을 포함하고 공정 B는 라디칼과 1 전자 전달을 포함합니다.
브로마이드 이온 농도에 따라 우세한 공정이 결정됩니다. 프로세스 A는 브로마이드 이온 농도가 높을 때 우세한 반면 프로세스 B는 브로마이드 이온 농도가 낮을 때 우세합니다.
공정 A는 두 개의 전자 전달에서 브롬화 이온에 의한 브롬산염 이온의 환원입니다. 다음과 같은 순 반응으로 나타낼 수 있습니다.
형제 3 - + 5BR - + 6H + → 3Br 등 2 + 3H 2 O (2)
이는 솔루션 A와 B가 혼합 된 경우 발생하며 다음 세 단계를 통해 수행됩니다.
브로 3 - + 브롬 - +2 H + → HBrO 2 + 인 HOBr (3)
HBrO 2 + 브롬 - + H + → 2 인 HOBr (4)
브롬 인 HOBr + - + H + → 브롬 2 + H 2 O (5)
반응 5에서 생성 된 브롬은 다음 방정식으로 표시되는 것처럼 천천히 enolises로 말론 산과 반응합니다.
BR 2 + CH 2 (CO 2 H) 2 → BRCH (CO 2 H) 2 + BR - + H (6)
이러한 반응은 용액에서 브로마이드 이온의 농도를 감소시킵니다. 이를 통해 프로세스 B가 우세해질 수 있습니다. 공정 B의 전체 반응은 다음 방정식으로 표현됩니다.
2BrO3 - + 12H + + 10 세륨 3+ → 브롬 2 + 10Ce 4+ · 6H 2 O (7)
그리고 다음 단계로 구성됩니다.
브로 3 - + HBrO 2 + H + → 2BrO 2 • + H 2 O (8)
BrO 2 • + Ce 3+ + H + → HBrO 2 + Ce 4+ (9)
2 HBrO 2 → 인 HOBr + 브로 3 - + H + (10)
2 인 HOBr → HBrO 2 + 브롬 - + H + (11)
브롬 인 HOBr + - + H + → 브롬 2 + H 2 O (12)
이 시퀀스의 핵심 요소에는 아래에 표시된 것처럼 수식 8의 결과와 수식 9의 두 배가 포함됩니다.
2Ce 3+ + BrO 3- + HBrO 2 + 3H + → 2Ce 4+ + H 2 O + 2HBrO 2 (13)
이 순서는자가 촉매 적으로 브롬 산을 생성합니다. Autocatalysis는이 반응의 필수 기능이지만 반응 10에서 볼 수 있듯이 HBrO2의 2 차 파괴가 있기 때문에 시약이 고갈 될 때까지 계속되지 않습니다.
반응 11 및 12는과 브롬 산과 브롬 산 및 Br2의 불균형을 나타냅니다. 세륨 (IV) 이온과 브롬은 말 론산을 산화시켜 브롬화 이온을 형성합니다. 이것은 프로세스 A를 재 활성화하는 브로마이드 이온의 농도를 증가시킵니다.
이 반응의 색상은 주로 철-세륨 복합체의 산화 및 환원에 의해 형성됩니다.
페로 인은이 반응에서 볼 수있는 두 가지 색상을 제공합니다. 페로 인이 증가함에 따라 페로 인의 철을 적색 철 (II)에서 청색 철 (III)로 산화시킵니다. 세륨 (III)은 무색이고 세륨 (IV)은 노란색입니다. 세륨 (IV)과 철 (III)의 조합은 색상을 녹색으로 만듭니다.
올바른 조건에서이주기는 여러 번 반복됩니다. 염화물 이온 오염으로 인해 진동이 중단되기 때문에 유리 제품 청결은 문제가됩니다 (Horst Dieter Foersterling, 1993).
참고 문헌
- 브롬 산. (2007, 10 월 28 일). ChEBI에서 검색 : ebi.ac.uk.
- Egon Wiberg, NW (2001). 무기 화학. london-san diego : 학술 언론.
- Horst Dieter Foersterling, MV (1993). 브롬 산 / 세륨 (4+) : 다른 산도에서 황산 용액에서 측정 된 반응 및 HBrO2 불균형. Phys. Chem 97 (30), 7932-7938.
- 요오드 산. (2013-2016). molbase.com에서 가져옴.
- 국립 생명 공학 정보 센터. (2017 년 3 월 4 일). PubChem 복합 데이터베이스; CID = 165616.
- B. Faria, IR (1994). 불균형 화의 동역학 및 Bromous Acid의 pKa. J. Phys. Chem. 98 (4), 1363-1367.
- Ropp, RC (2013). 알칼리성 지구 화합물의 백과 사전. 옥스포드 : Elvesier.
- Royal Society of Chemistry. (2015). 브롬 산. chemspider.com에서 가져옴.
- Stanley, AA (2000 년 12 월 4 일). 고급 무기 화학 데모 요약 진동 반응.