- الخصائص الفيزيائية والكيميائية
- التطبيقات
- مركبات الأرض القلوية
- الحد من وكيل
- تفاعل بيلوسوف-زابوتينسكي
- المراجع
و حمض bromous هو مركب غير العضوية من صيغة HBrO2. يعتبر الحمض المذكور أحد أحماض البروم المؤكسدة حيث يوجد في حالة أكسدة 3+. تُعرف أملاح هذا المركب بالبروميت. إنه مركب غير مستقر لا يمكن عزله في المختبر.
يرجع عدم الاستقرار هذا ، المماثل لحمض اليود ، إلى تفاعل التفكك (أو عدم التناسب) لتكوين حمض تحت البروم وحمض البروم على النحو التالي: 2HBrO 2 → HBrO + HBrO 3.
الشكل 1: تركيب حامض البروموس.
يمكن أن يعمل حمض البروموس كوسيط في تفاعلات مختلفة في أكسدة hypobromites (روب ، 2013). يمكن الحصول عليه بالوسائل الكيميائية أو الكهروكيميائية حيث يتأكسد الهايبوبروميت إلى أيون البروميت مثل:
HBrO + HClO → HBrO 2 + حمض الهيدروكلوريك
HBrO + H 2 O + 2e - → HBrO 2 + H 2
الخصائص الفيزيائية والكيميائية
كما ذكرنا سابقًا ، حمض البروموس مركب غير مستقر لم يتم عزله ، لذلك يتم الحصول على خواصه الفيزيائية والكيميائية ، مع بعض الاستثناءات ، نظريًا من خلال الحسابات الحسابية (المركز الوطني لمعلومات التكنولوجيا الحيوية ، 2017).
يحتوي المركب على وزن جزيئي يبلغ 112.91 جم / مول ، ونقطة انصهار تبلغ 207.30 درجة مئوية ، ونقطة غليان تبلغ 522.29 درجة مئوية. تقدر قابليته للذوبان في الماء بـ 1 × 106 ملغم / لتر (الجمعية الملكية للكيمياء ، 2015).
لا توجد مخاطر مسجلة في التعامل مع هذا المركب ، ومع ذلك ، فقد وجد أنه حمض ضعيف.
تمت دراسة حركية تفاعل عدم تناسب البروم (III) ، 2Br (III) → Br (1) + Br (V) ، في محلول الفوسفات ، في نطاق الأس الهيدروجيني من 5.9-8.0 ، ومراقبة الامتصاص البصري عند 294 نانومتر باستخدام التدفق المتوقف.
كانت التبعيات من الرتبة 1 و 2 على التوالي ، حيث لا توجد تبعية لـ. تمت دراسة التفاعل أيضًا في محلول أسيتات ، في نطاق الأس الهيدروجيني 3.9-5.6.
ضمن الخطأ التجريبي ، لم يتم العثور على دليل على وجود تفاعل مباشر بين اثنين من أيونات BrO2. توفر هذه الدراسة ثوابت المعدل 39.1 ± 2.6 M -1 للتفاعل:
HBrO 2 + BrO 2 → HOBr + Br0 3 -
معدل الثوابت 800 ± 100 م -1 للتفاعل:
2HBr0 2 → HOBr + Br0 3 - + H +
وحاصل توازن 3.7 ± 0.9 × 10 -4 للتفاعل:
HBr02 ⇌ H + + BrO 2 -
الحصول على pKa تجريبي يبلغ 3.43 بقوة أيونية 0.06 م و 25.0 درجة مئوية (RB Faria ، 1994).
التطبيقات
مركبات الأرض القلوية
يستخدم حمض البروميك أو بروميت الصوديوم لإنتاج بروميت البريليوم بناءً على التفاعل:
Be (OH) 2 + HBrO 2 → Be (OH) BrO 2 + H 2 O
البروميت صفراء اللون في الحالة الصلبة أو في المحاليل المائية. يستخدم هذا المركب صناعيًا كعامل مؤكسد لإزالة الترسبات الكلسية في تنقية المنسوجات (Egon Wiberg ، 2001).
الحد من وكيل
يمكن استخدام حمض البروميك أو البروميت لتقليل أيون البرمنجنات إلى المنغنات بالطريقة التالية:
2MnO 4 - + BrO 2 - + 2OH - → BrO 3 - + 2MnO 4 2- + H 2 O
ما هو مناسب لإعداد حلول المنغنيز (IV).
تفاعل بيلوسوف-زابوتينسكي
يعمل حمض البروموس كوسيط مهم في تفاعل بيلوسوف-زابوتينسكي (ستانلي ، 2000) ، وهو عرض مذهل بصريًا للغاية.
في هذا التفاعل ، يتم خلط ثلاثة محاليل لتشكيل لون أخضر ، يتحول إلى اللون الأزرق والأرجواني والأحمر ، ثم يتحول إلى اللون الأخضر ويتكرر.
الحلول الثلاثة المختلطة هي: محلول 0.23 M KBrO 3 ، محلول حمض المالونيك 0.31 M مع 0.059 M KBr و 0.019 M من السيريوم (IV) محلول نترات الأمونيوم و H 2 SO 4 2.7 م.
أثناء العرض ، يتم إدخال كمية صغيرة من مؤشر ferroin في الحل. يمكن استخدام أيونات المنغنيز بدلاً من السيريوم. تفاعل BZ الكلي هو أكسدة حمض المالونيك المحفز بالسيريوم ، بواسطة أيونات البرومات في حمض الكبريتيك المخفف كما هو معروض في المعادلة التالية:
3CH 2 (CO 2 H) 2 + 4 BrO 3 - → 4 Br - + 9 CO 2 + 6 H 2 O (1)
تتضمن آلية هذا التفاعل عمليتين. تتضمن العملية أ أيونات وتحويل إلكترونين ، بينما تتضمن العملية ب الجذور ونقل إلكترون واحد.
يحدد تركيز أيون البروميد العملية السائدة. تسود العملية A عندما يكون تركيز أيون البروميد مرتفعًا ، بينما تكون العملية B هي السائدة عندما يكون تركيز أيون البروميد منخفضًا.
العملية أ هي اختزال أيونات البرومات بواسطة أيونات البروميد في عمليتي نقل إلكترون. يمكن تمثيله من خلال هذا التفاعل الصافي:
BrO 3 - + 5Br - + 6H + → 3Br 2 + 3H 2 O (2)
يحدث هذا عندما يختلط الحلين A و B. تحدث هذه العملية من خلال الخطوات الثلاث التالية:
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)
يتفاعل البروم الناتج عن التفاعل 5 مع حمض المالونيك لأنه يتحول ببطء ، كما هو موضح في المعادلة التالية:
Br 2 + CH 2 (CO 2 H) 2 → BrCH (CO 2 H) 2 + Br - + H (6)
تعمل هذه التفاعلات على تقليل تركيز أيونات البروميد في المحلول. هذا يسمح للعملية B أن تصبح مهيمنة. يتم تمثيل رد الفعل الكلي للعملية B بالمعادلة التالية:
2BrO3 - + 12H + + 10 Ce 3+ → Br 2 + 10Ce 4+ · 6H 2 O (7)
وتتكون من الخطوات التالية:
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)
تتضمن العناصر الأساسية لهذا التسلسل النتيجة الصافية للمعادلة 8 زائد مرتين المعادلة 9 ، كما هو موضح أدناه:
2Ce 3+ + BrO 3 - + HBrO 2 + 3H + → 2Ce 4+ + H 2 O + 2HBrO 2 (13)
ينتج هذا التسلسل حمض البروموس بشكل تلقائي. يعد التحفيز الذاتي سمة أساسية لهذا التفاعل ، لكنه لا يستمر حتى يتم استنفاد الكواشف ، نظرًا لوجود تدمير من الدرجة الثانية لـ HBrO2 ، كما يظهر في التفاعل 10.
تمثل التفاعلات 11 و 12 عدم تناسق حمض البروموس مع حمض البروموس و Br2. تعمل أيونات السيريوم (IV) والبروم على أكسدة حمض المالونيك لتكوين أيونات البروميد. يؤدي هذا إلى زيادة تركيز أيونات البروميد ، مما يؤدي إلى تنشيط العملية أ.
تتشكل الألوان في هذا التفاعل بشكل أساسي عن طريق أكسدة معقدات الحديد والسيريوم واختزالها.
يوفر Ferroin اثنين من الألوان التي تظهر في هذا التفاعل: كلما زاد ، فإنه يؤكسد الحديد في ferroin من الحديد الأحمر (II) إلى الحديد الأزرق (III). السيريوم (III) عديم اللون والسيريوم (IV) أصفر. مزيج السيريوم (IV) والحديد (III) يجعل اللون أخضر.
في ظل الظروف المناسبة ، سوف تكرر هذه الدورة نفسها عدة مرات. تعتبر نظافة الأواني الزجاجية مصدر قلق لأن الاهتزازات تنقطع عن طريق التلوث بأيونات الكلوريد (Horst Dieter Foersterling ، 1993).
المراجع
- حمض البروموس. (2007 ، 28 أكتوبر). تم الاسترجاع من ChEBI: ebi.ac.uk.
- Egon Wiberg ، NW (2001). الكيمياء غير العضوية. لندن سان دييغو: الصحافة الأكاديمية.
- هورست ديتر فورسترلينج ، إم في (1993). حمض البروموس / السيريوم (4+): يتم قياس التفاعل وعدم تناسق HBrO2 في محلول حامض الكبريتيك عند الحموضة المختلفة. فيز. كيم 97 (30) ، 7932-7938.
- حمض اليود. (2013-2016). تعافى من molbase.com.
- المركز الوطني لمعلومات التكنولوجيا الحيوية. (2017 ، 4 مارس). قاعدة بيانات PubChem المركبة ؛ CID = 165616.
- فاريا ، إر (1994). حركية عدم التناسب و pKa لحمض البروموس. J. فيز.كيم.98 (4) ، 1363-1367.
- روب ، آر سي (2013). موسوعة مركبات الأرض القلوية. أكسفورد: إلفسير.
- الجمعية الملكية للكيمياء. (2015). حمض البروموس. تعافى من chemspider.com.
- ستانلي ، أأ (2000 ، 4 ديسمبر). ملخص عرض كيمياء غير عضوية متقدم تفاعل متذبذب.