臭素酸（HBrO2）の特性と用途



の 臭素酸 HBrO2式の無機化合物です。前記酸は、それが酸化状態３＋で見出される臭素シュウ酸の一つである。この化合物の塩はブロモとして知られている。実験室で単離できなかった不安定な化合物です.

ヨード酸に類似したこの不安定性は、次のように次亜臭素酸と臭素酸を形成するための不均化反応（または不均化）によるものである。2 →HBrO + HBrO3.

臭素酸は、次亜臭素酸塩の酸化におけるさまざまな反応の中間体として作用する可能性があります（Ropp、2013）。次亜臭素酸塩が臭素酸イオンに酸化される化学的または電気化学的手段によって得ることができる。

HBrO + HClO→HBrO2 + HCl

HBrO + H2O + 2e- →HBrO2 + H2

索引

  • 1物理的および化学的性質
  • 2つの用途
    • 2.1アルカリ土類化合物
    • 2.2還元剤
    • 2.3 Belousov-Zhabotinskiの反応
  • 3参考文献

物理的および化学的性質

上述のように、臭素酸は単離されていない不安定な化合物であるため、その物理的および化学的性質は、いくつかの例外を除いて、理論的には計算計算によって得られる（National Center for Biotechnology Information、2017）。.

この化合物は、１１２．９１ｇ ／ ｍｏｌの分子量、２０７．３０℃の融点および５２２．２９℃の沸点を有する。水への溶解度は1 x 106 mg / Lと推定されています（Royal Society of Chemistry、2015）.

この化合物の取り扱いにおいて、いかなる種類の危険性も登録されていません。.

臭素（ＩＩＩ）の不均化反応、２Ｂｒ（ＩＩＩ）→Ｂｒ（１）＋ Ｂｒ（Ｖ）の速度論を、５．９〜８．０のｐＨ範囲で、リン酸緩衝液中で研究した。ストップドフローを使用して294 nm.

[Hの依存関係+］と［Ｂｒ（ＩＩＩ）］はそれぞれ１と２のオーダーであり、ここで［Ｂｒ−］への依存は見られなかった。反応はまた、酢酸緩衝液中、３．９〜５．６のｐＨ範囲で研究された。.

実験誤差の範囲内で、２つのＢｒＯ ２ - イオン間の直接反応についての証拠は見出されなかった。この研究は、速度定数３９．１±２．６Ｍを提供する。-1  反応のために：

HBrO2 + BrO2→HOBr + Br03-

速度定数800±100 M-1 反応のために：

2HBr02 →HOBr + Br03- + H+

そして、3.7±0.9×10の平衡指数-4  反応のために：

HBr02⇌H + + BrO2-

０．０６Ｍおよび２５．０℃のイオン強度で３．４３の実験的ｐＫａを得ること（Ｒ．Ｂ．ファリア、１９９４）。.

用途

アルカリ土類化合物

臭素酸または臭化ナトリウムは、以下の反応に従って臭化ベリリウムを製造するために使用される。

Be（OH）2 + HBrO2 →Be（OH）BrO2 + H2○

ブロモは固体または水溶液中で黄色である。この化合物は、織物の精製における酸化デンプンのスケール除去剤として工業的に使用されている（Egon Wiberg、2001）。.

還元剤

臭素酸または臭素酸は、以下の方法で過マンガン酸イオンをマンガン酸に還元するために使用することができる。

2MnO4- + BrO2- + 2OH-→BrO3- + 2MnO42- + H2○

マンガン（IV）溶液の調製に便利なもの.

Belousov-Zhabotinski反応

臭素酸はBelousov-Zhabotinski（Stanley、2000）の反応における重要な中間体として作用します。これは非常に視覚的に印象的な実演です.

この反応では、3つの溶液が混合されて緑色を形成し、それが青、紫、そして赤に変わってから緑に戻って繰り返します.

混合される3つの解決策は以下の通りです：KBrOの解決策3 ０．０５９Ｍ ＫＢｒおよび０．０１９Ｍ硝酸セリウム（ＩＶ）アンモニウム硝酸塩溶液およびＨ ２を含む０．２３Ｍ、０．３１Ｍマロン酸溶液。2そう4 2.7M.

提示中に、少量の指示薬フェロインが溶液に導入される。セリウムの代わりにマンガンイオンを使用することができる。全体の反応Ｂ − Ｚは、以下の式に示されるように、希硫酸中の臭素酸イオンによる、マロン酸のセリウム触媒酸化である。

3CH2 （CO2H）2 + 4 BrO3- →4 Br- + 9 CO2 + 6 H2O（1）

この反応のメカニズムは二つの過程を含む。プロセスAはイオンと2つの電子の移動を伴い、プロセスBはラジカルと電子の移動を伴う.

臭化物イオンの濃度は、どのプロセスが支配的かを決定します。臭化物イオンの濃度が高いときにはプロセスＡが支配的であり、臭化物イオンの濃度が低いときにはプロセスＢが支配的である。.

プロセスＡは、２電子移動における臭素酸イオンによる臭素酸イオンの還元である。それは、この正味反応によって表すことができます。

BrO3- + 5Br- + 6時間+ →3Br2 + 3H2O（2）

これは、ソリューションAとソリューションBが混在している場合に発生します。

BrO3- + Br- +2 H+ →HBrO2 + HOBr（3）

HBrO2 + Br- + H+ →2 HOBr（4）

HOBr + Br- +H+ →Br2 + H2O（5）

次の式によって表されるように、反応５から生成された臭素は、それがゆっくりとエノリシスするにつれてマロン酸と反応する。

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

これらの反応は溶液中の臭化物イオンの濃度を低下させるように作用する。これにより、プロセスBが優位になります。プロセスＢの全体的な反応は以下の式によって表される。

2BrO 3- + 12時間+ + 10 Ce3+ →Br2 + 10Ce4+・6H2O（7）

そしてそれは以下のステップで構成されています。

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）

このシーケンスの重要な要素には、式8の最終結果と式9の2倍が含まれます。これを以下に示します。

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

この順序は臭素化酸を自己触媒的に生成する。自己触媒作用はこの反応の本質的な特徴ですが、反応で見られるようにHBrO2の二次破壊があるので、それは試薬が枯渇するまで続きません。.

反応１１および１２は、臭化水素酸から臭素酸およびＢｒ ２への不均化を表す。セリウム（IV）イオンと臭素はマロン酸を酸化して臭化物イオンを形成します。これは臭化物イオンの濃度の増加を引き起こし、それはプロセスＡを再活性化する。.

この反応の色は主に鉄とセリウムの錯体の酸化と還元によって形成されます。.

フェロインはこの反応で見られる2つの色を提供します：[Ce（IV）]が増加するにつれて、それはフェロイン中の鉄を赤い鉄（II）から青い鉄（III）に酸化します。セリウム（ＩＩＩ）は無色であり、そしてセリウム（ＩＶ）は黄色である。セリウム（IV）と鉄（III）の組み合わせは緑色になります.

正しい条件下では、このサイクルは数回繰り返されます。振動は塩化物イオンによる汚染によって妨げられるので、ガラス製品の洗浄は問題である（Horst Dieter Foersterling、1993）。.

参考文献

  1. 臭素酸（2007年10月28日） ChEBIから取得：ebi.ac.uk.
  2. Egon Wiberg、N. W.（2001）。無機化学ロンドンサンディエゴ：学術出版物.
  3. Horst Dieter Foersterling、M. V.（1993）。臭素酸/セリウム（4+）異なる酸性度で硫酸溶液中で測定した反応とHBrO 2不均化Phys。Chem 97（30）、7932-7938.
  4. ヨウ素酸（2013-2016）。 molbase.comから取得.
  5. 国立バイオテクノロジー情報センター（2017年3月4日）。 PubChem化合物データベース。 CID = 165616.
  6. B. Faria、I. R.（1994）。臭素酸の不均化とpKaの速度論J. Phys。Chem。98（4）、1363-1367. 
  7. Ropp、R. C.（2013）。アルカリ土類化合物の百科事典。オックスフォード：Elvesier.
  8. 化学の王立協会。 （2015）臭素酸chemspider.comから取得.
  9. スタンリー、A。A.（2000年12月4日）。先進無機化学デモンストレーションまとめ振動反応.