Броместа киселина

Chemical compound
Бромна киселина — неорганско соединение со формулата <sub>HBrO2</sub> . Тоа е нестабилно соединение, иако соли на неговата конјугирана основа - бромити - се изолирани. Во кисел раствор, бромитите се распаѓаат до бром.
1 Откритие
Во 1905 година, Ричардс АХ го докажал постоењето на бромна киселина преку серија експерименти кои вклучуваат сребро нитрат (AgNO <sub>3</sub> ) и бром. Реакцијата на вишокот на ладна водена вода за да се формира хипобромна киселина (HBrO), бромид на сребро (AgBr) и азотна киселина (HNO <sub>3</sub> ):
: Br <sub>2</sub> + AgNO <sub>3</sub> + H <sub>2</sub> O → HBrO + AgBr + HNO <sub>3</sub>
Ричардс открил дека ефектот на додавање на вишок течен бром во концентриран сребрен нитрат (AgNO <sub>3</sub> ) 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 <sub>HBrO2</sub> .
Според Ричардс, хипобромната киселина (HBrO) настанува со реакција на раствор на бром и сребро нитрат:: Br <sub>2</sub> + AgNO <sub>3</sub> + H <sub>2</sub> O → HBrO + AgBr + HNO <sub>3</sub>: 2 AgNO <sub>3</sub> + HBrO + Br <sub>2</sub> + H <sub>2</sub> O → HBrO <sub>2</sub> + 2 AgBr + 2 HNO <sub>3</sub>
2 Изомерија
Молекулата HBrO <sub>2</sub> 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.
Друга студија идентификуваше три изомери: HOOBr, HOBrO и HBr(O)O.
Реакцијата на оксидација помеѓу хипобромната киселина (HBrO) и хипохлорната киселина (HClO) може да се користи за производство на бромна киселина ( <sub>HBrO2</sub> ) и хлороводородна киселина (HCl).: HBrO + HClO → HBrO <sub>2</sub> + HCl
Посебна редокс реакција на хипобромна киселина (HBrO) може да формира бромна киселина (HBrO <sub>2</sub> ) како нејзин производ:: HBrO + H <sub>2</sub> O − 2e <sup>−</sup> → HBrO <sub>2</sub> + 2H <sup>+</sup>
Реакцијата на несразмерност на два еквиваленти хипобромна киселина (HBrO) резултира со формирање и на бромна киселина (HBrO <sub>2</sub> ) и на бромоводородна киселина (HBr):: 2 HBrO → HBrO <sub>2</sub> + HBr
Реакција на преуредување, која е резултат на син-пропорцијата на бромната киселина (HBrO <sub>3</sub> ) и бромоводородната киселина (HBr) ја дава бромната киселина (HBrO <sub>2</sub> ):: 2 HBrO <sub>3</sub> + HBr → 3 HBrO <sub>2</sub>
3 Натриум бромит
Солите NaBrO <sub>2</sub> · 3H <sub>2</sub> O и Ba(BrO <sub>2</sub> ) <sub>2</sub> · H <sub>2</sub> O се кристализирани. По обработката на овие водени раствори со соли на Pb <sup>2+</sup>, Hg <sup>2+</sup> и Ag <sup>+</sup>, соодветните бромити на тешки метали се таложат како цврсти материи.
3.1 Реакцијата Белоусов-Жаботински
Бромната 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 ( </br> ) и бром (Br <sup>−</sup> ):* + 2 Br<sup>−</sup> → HBrO<sub>2</sub> + HBrO
Други релевантни реакции во ваквите осцилирачки реакции се:
* HBrO <sub>2</sub> + </br> + H <sup>+</sup> → 2 </br> + H <sub>2</sub> O
* 2 HBrO <sub>2</sub> → </br> + HOBr + H <sup>+</sup>
Бромитите ги редуцираат перманганатите во манганати (VI):* 2 </br> + </br> + OH <sup>−</sup> → 2 </br> + </br> + H <sub>2</sub> O
4 p K a мерење
Константа на киселинска дисоцијација на бромната киселина, ''K''<sub>a</sub> =</br> , беше одреден со користење на различни методи.
Вредноста на p ''K''<sub>a</sub> 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''<sub>a</sub> за бромната киселина било 6,25.
Користејќи друг метод, pK <sub>a</sub> 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 <sup>+</sup> ] во pH опсег од 4,5-8,0. Вредноста на константата на киселинско дисоцијација измерена со овој метод е ''K''<sub>a</sub> = и p ''K''<sub>a</sub> = .
5 Реактивност
Во споредба со другите оксиданти центрирани на кислород (хипохалити, анјони на пероксиди) и во согласност со неговата ниска базичност, бромитот е прилично слаб нуклеофил. 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.