Properti dan Penggunaan Asam Brom (HBrO2)



itu asam brom adalah senyawa anorganik dari formula HBrO2. Asam tersebut adalah salah satu asam oksida bromin yang ditemukan dengan bilangan oksidasi 3+. Garam dari senyawa ini dikenal sebagai bromitos. Ini adalah senyawa yang tidak stabil yang tidak dapat diisolasi di laboratorium.

Ketidakstabilan ini, analog dengan asam iodosat, disebabkan oleh reaksi dismutasi (atau disproporsionasi) untuk membentuk asam hipobrom dan asam bromat dengan cara berikut: 2HBrO2 → HBrO + HBrO3.

Asam bromat dapat bertindak sebagai perantara dalam berbagai reaksi dalam oksidasi hipobromit (Ropp, 2013). Ini dapat diperoleh dengan cara kimia atau elektrokimia di mana hipobromit dioksidasi menjadi ion bromit, misalnya:

HBrO + HClO → HBrO2 + HCl

HBrO + H2O + 2e- → HBrO2 + H2

Indeks

  • 1 Sifat fisik dan kimia
  • 2 Penggunaan
    • 2.1 Senyawa alkali tanah
    • 2.2 Agen pereduksi
    • 2.3 Reaksi Belousov-Zhabotinski
  • 3 Referensi

Sifat fisik dan kimia

Seperti disebutkan di atas, asam bromat adalah senyawa yang tidak stabil yang belum diisolasi, sehingga diperoleh sifat fisik dan kimianya, dengan beberapa pengecualian, secara teoritis melalui perhitungan komputasi (National Center for Biotechnology Information, 2017).

Senyawa ini memiliki berat molekul 112,91 g / mol, titik leleh 207,30 derajat celcius dan titik didih 522,29 derajat celcius. Kelarutannya dalam air diperkirakan 1 x 106 mg / L (Royal Society of Chemistry, 2015).

Tidak ada jenis risiko yang terdaftar dalam penanganan senyawa ini, bagaimanapun, telah ditemukan sebagai asam lemah.

Kinetika reaksi disproporsionasi brom (III), 2Br (III) → Br (1) + Br (V), dipelajari dalam buffer fosfat, dalam kisaran pH 5,9-8,0, memantau absorbansi optik pada 294 nm menggunakan aliran terhenti.

Ketergantungan [H+] dan [Br (III)] masing-masing dari urutan 1 dan 2, di mana tidak ada ketergantungan pada [Br-] ditemukan. Reaksi juga dipelajari dalam buffer asetat, dalam kisaran pH 3,9 - 5,6.

Dalam kesalahan eksperimental, tidak ada bukti yang ditemukan untuk reaksi langsung antara dua ion BrO2. Penelitian ini memberikan konstanta kecepatan 39.1 ± 2.6 M-1  untuk reaksi:

HBrO2 + BRO2→ HOBr + Br03-

Konstanta kecepatan 800 ± 100 M-1 untuk reaksi:

2HBr02 → HOBr + Br03- + H+

Dan hasil bagi kesetimbangan 3,7 ± 0,9 X 10-4  untuk reaksi:

HBr02 ⇌ H + + BrO2-

Memperoleh pKa eksperimental 3,43 pada kekuatan ion 0,06 M dan 25,0 ° C (R. B. Faria, 1994).

Penggunaan

Senyawa alkali tanah

Asam bromat atau natrium bromida digunakan untuk menghasilkan berilium bromida sesuai dengan reaksi:

Menjadi (OH)2 + HBrO2 → Jadilah (OH) BrO2 + H2O

Bromito berwarna kuning dalam kondisi padat atau dalam larutan encer. Senyawa ini digunakan secara industri sebagai agen kerak dari pati oksidatif dalam penyempurnaan tekstil (Egon Wiberg, 2001).

Agen pereduksi

Asam bromat atau bromitos dapat digunakan untuk mengurangi ion permanganat menjadi manganat dengan cara berikut:

2MnO4- + BRO2- + 2OH-→ BRO3- + 2MnO42- + H2O

Apa yang nyaman untuk persiapan solusi mangan (IV).

Reaksi Belousov-Zhabotinski

Asam bromat bertindak sebagai perantara penting dalam reaksi Belousov-Zhabotinski (Stanley, 2000), yang merupakan demonstrasi yang sangat mencolok secara visual..

Dalam reaksi ini tiga solusi dicampur untuk membentuk warna hijau, yang berubah menjadi biru, ungu dan merah, dan kemudian kembali menjadi hijau dan berulang.

Tiga solusi yang dicampur adalah sebagai berikut: solusi KBrO3 0,23 M, larutan asam malonat 0,31 M dengan 0,059 M KBr dan 0,019 M serium (IV) larutan amonium nitrat dan H2SO4 2,7 jt.

Selama presentasi, sejumlah kecil indikator ferroin dimasukkan ke dalam solusi. Ion mangan dapat digunakan sebagai pengganti serium. Reaksi keseluruhan B-Z adalah oksidasi asam malonat yang dikatalisis serium dengan ion bromat dalam asam sulfat encer seperti yang disajikan dalam persamaan berikut:

3CH2 (CO2H)2 + 4 BRO3- → 4 Br- + 9 CO2 + 6 H2O (1)

Mekanisme reaksi ini melibatkan dua proses. Proses A melibatkan ion dan transfer dua elektron, sedangkan proses B melibatkan radikal dan transfer elektron.

Konsentrasi ion bromida menentukan proses mana yang dominan. Proses A dominan ketika konsentrasi ion bromida tinggi, sedangkan proses B dominan ketika konsentrasi ion bromida rendah.

Proses A adalah reduksi ion bromat oleh ion bromida dalam dua transfer elektron. Itu dapat diwakili oleh reaksi bersih ini:

BRO3- + 5Br- + 6 jam+ → 3Br2 + 3j2O (2)

Ini terjadi ketika larutan A dan B. dicampur. Proses ini terjadi melalui tiga langkah berikut:

BRO3- + Br- +2 H+ → HBrO2 + HOBr (3)

HBrO2 + Br- + H+ → 2 HOBr (4)

HOBr + Br- +H+ → Sdr2 + H2O (5)

Bromin yang dibuat dari reaksi 5 bereaksi dengan asam malonat saat enolisize perlahan-lahan, seperti ditunjukkan oleh persamaan berikut:

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

Reaksi-reaksi ini bekerja untuk mengurangi konsentrasi ion bromida dalam larutan. Ini memungkinkan proses B menjadi dominan. Reaksi keseluruhan proses B diwakili oleh persamaan berikut:

2BrO3- + 12 jam+ + 10 Ce3+ → Sdr2 + 10Ce4+· 6H2O (7)

Dan itu terdiri dari langkah-langkah berikut:

BRO3- + HBrO2 + H+ → 2BrO2 • + H2O (8)

BRO2 • + Ce3+ + H+ → HBrO2 + Ce4+ (9)

2 HBrO2 → HOBr + BrO3- + H+ (10)

2 HOB → HBrO2 + Br- + H+ (11)

HOBr + Br- + H+ → Sdr2 + H2O (12)

Elemen kunci dari urutan ini termasuk hasil bersih dari persamaan 8 ditambah dua kali persamaan 9, yang ditunjukkan di bawah ini:

2Ce3+ + BRO3 - + HBrO2 + 3j+ → 2Ce4+ + H2O + 2HBrO2 (13)

Urutan ini menghasilkan asam brominasi secara otokatalitik. Autokatalisis adalah fitur penting dari reaksi ini, tetapi tidak berlanjut sampai reagen habis, karena ada penghancuran HBrO2 tingkat kedua, seperti yang terlihat dalam reaksi..

Reaksi 11 dan 12 mewakili disproporsi asam hiperbrom menjadi asam brom dan Br2. Ion Cerium (IV) dan bromin mengoksidasi asam malonat untuk membentuk ion bromida. Ini menyebabkan peningkatan konsentrasi ion bromida, yang mengaktifkan kembali proses A.

Warna-warna dalam reaksi ini terutama dibentuk oleh oksidasi dan reduksi kompleks besi dan cerium.

Ferroin menyediakan dua warna yang terlihat dalam reaksi ini: ketika [Ce (IV)] meningkat, ia mengoksidasi besi dalam ferroin dari besi merah (II) menjadi besi biru (III). Cerium (III) tidak berwarna dan cerium (IV) berwarna kuning. Kombinasi cerium (IV) dan besi (III) membuat warna hijau.

Dalam kondisi yang tepat, siklus ini akan diulang beberapa kali. Pembersihan peralatan gelas menjadi perhatian karena osilasi terganggu oleh kontaminasi dengan ion klorida (Horst Dieter Foersterling, 1993).

Referensi

  1. asam brom (2007, 28 Oktober). Diperoleh dari ChEBI: ebi.ac.uk.
  2. Egon Wiberg, N. W. (2001). Kimia Anorganik london-san diego: pers akademik.
  3. Horst Dieter Foersterling, M. V. (1993). Asam Brom / serium (4+): reaksi dan disproporsi HBrO2 diukur dalam larutan asam sulfat pada keasaman berbeda. Phys. Chem 97 (30), 7932-7938.
  4. asam yodium. (2013-2016). Diperoleh dari molbase.com.
  5. Pusat Nasional untuk Informasi Bioteknologi. (2017, 4 Maret). Basis Data Gabungan PubChem; CID = 165616.
  6. B. Faria, I. R. (1994). Kinetika Disproportionasi dan pKa dari Asam Bromous. J. Phys. Chem. 98 (4), 1363-1367. 
  7. Ropp, R. C. (2013). Ensiklopedia Senyawa Alkali Bumi. Oxford: Elvesier.
  8. Royal Society of Chemistry. (2015). Asam bromous. Diperoleh dari chemspider.com.
  9. Stanley, A. A. (2000, 4 Desember). Ringkasan Demonstrasi Kimia Anorganik Canggih reaksi berosilasi.