กรดโบรมัส

ชื่อ
ชื่อ IUPAC ไฮดรอกซี-แล3 -โบรมาโนนไฮดรอกซิโดออกซิโดโบรมีน กรดโบรมัส
ตัวระบุ
หมายเลข CAS	37691-27-3
โมเดล 3 มิติ ( JSmol )	ภาพแบบโต้ตอบ
ชอีบี	เชบี:29247 วาย
เคมสไปเดอร์	145144 วาย
PubChem CID	165616
แดชบอร์ด CompTox ( EPA )	DTXSID80276549
อินชิ InChI=1S/BrHO2/c2-1-3/h(H,2,3) วาย คีย์:  DKSMCEUSSQTGBK-UHFFFAOYSA-N วาย InChI=1/BrHO2/c2-1-3/h(H,2,3) รหัส:  DKSMCEUSSQTGBK-UHFFFAOYAC
รอยยิ้ม O[Br+][O-]
คุณสมบัติ
สูตรเคมี	HBrO
มวลโมลาร์	112.911 กรัม/โมล
ฐานคู่ควบ	โบรไมต์
สารประกอบที่เกี่ยวข้อง
แอนไอออนอื่นๆ	กรดไฮโดรโบรมิก กรดไฮโปโบรมัส กรดโบรมิก กรดเพอร์โบรมิก
เว้นแต่จะระบุไว้เป็นอย่างอื่น ข้อมูลที่ให้ไว้เป็นข้อมูลสำหรับวัสดุในสภาวะมาตรฐาน (ที่อุณหภูมิ 25  °C [77  °F] ความดัน 100  kPa) วาย ตรวจสอบ  (คืออะไร ?)  วายเอ็น  ข้อมูลอ้างอิงในกล่องข้อมูล

กรดโบรมัสเป็นสารประกอบอนินทรีย์ที่มีสูตร HBrO2 สารประกอบที่ไม่เสถียร แม้ว่าจะมีการแยกเกลือของเบสคู่ควบของมัน – โบรไมต์ – ออกมาแล้วก็ตาม ในสารละลายกรด โบรไมต์จะสลายตัวเป็นโบรมีน^{[ 1 ]}

ในปี พ.ศ. 2448 Richards AH ได้พิสูจน์การมีอยู่ของกรดโบรมีนัสผ่านชุดการทดลองที่เกี่ยวข้องกับซิลเวอร์ไนเตรต (AgNO₃ และโบรมีน^{[ 2 ]}ปฏิกิริยาของน้ำเย็นส่วนเกินเพื่อสร้างกรดไฮโปโบรมีนัส (HBrO) ซิลเวอร์โบรไมด์ (AgBr) และกรดไนตริก (HNO₃ :

Br + AgNO + H O → HBrO + AgBr + HNO

ริชาร์ดส์ค้นพบว่าผลของการเติมโบรมีนเหลวส่วนเกินลงในซิลเวอร์ไนเตรต เข้มข้น (AgNO₃ ส่งผลให้กลไกปฏิกิริยาแตกต่างออกไป จากจำนวนส่วนที่เทียบเท่ากันของกรดโบรมีนที่เกิดขึ้นจากปฏิกิริยาก่อนหน้านี้ อัตราส่วนระหว่างออกซิเจนและโบรมีนถูกคำนวณ โดยมีค่าที่แน่นอนของ O:Br (0.149975:0.3745) ซึ่งบ่งชี้ว่าสารประกอบกรดประกอบด้วยอะตอมออกซิเจนสองอะตอมต่ออะตอมโบรมีนหนึ่งอะตอม ดังนั้นโครงสร้างทางเคมีของสารประกอบกรดจึงถูกอนุมานได้ว่า^เป็น HBrO₂ ^[]

ตามที่ริชาร์ดส์กล่าวกรดไฮโปโบรมัส (HBrO) เกิดขึ้นจากปฏิกิริยาระหว่างโบรมีนและสารละลายซิลเวอร์ไนเตรต: ^{[ 2 ]}

Br + AgNO + H O → HBrO + AgBr + HNO

2  AgNO + HBrO + Br + H O → HBrO + 2  AgBr + 2 HNO

โมเลกุล HBrO มีโครงสร้างโค้งงอโดยมีมุม ∠(H−O−Br) เท่ากับ 106.1° นอกจากนี้ HOBrO ยังมีโครงสร้างที่ไม่เป็นระนาบด้วยโครงสร้างไอโซเมอร์หนึ่งโครงสร้าง (2a) โดยมีมุมไดเฮดรัล ∠(H−O−Br−O) เท่ากับ 74.2° ยิ่งไปกว่านั้น โครงสร้างระนาบของไอโซเมอร์อีกสองชนิด (2b- cisและ 2c- trans ) เป็นสถานะเปลี่ยนผ่านสำหรับการเกิดเอนันติโอเมอร์อย่างรวดเร็ว^{[ 3 ]}

การศึกษาวิจัยอีกชิ้นหนึ่งระบุไอโซเมอร์สามชนิด ได้แก่ HOOBr, HOBrO และ HBr(O)O ^{[ 4 ]}

ปฏิกิริยาออกซิเดชันระหว่างกรดไฮโปโบรมัส (HBrO) และกรดไฮโปคลอรัส (HClO) สามารถนำมาใช้ในการผลิตกรดโบรมัส (HBrO₂ และกรดไฮโดรคลอริก (HCl) ได้

HBrO + HClO → HBrO + HCl

ปฏิกิริยาออกซิเดชัน-รีดักชันของ กรดไฮโปโบรมัส (HBrO) สามารถก่อให้เกิดกรดโบรมัส (HBrO₂ เป็นผลิตภัณฑ์ได้:

HBrO + H O − 2e ⁻ → HBrO + 2H ⁺

ปฏิกิริยาการแยกตัวของกรดไฮโปโบรมัส (HBrO) สองโมล ส่งผลให้เกิดกรดโบรมัส (HBrO₂ และกรดไฮโดรโบรมิก (HBr) ขึ้น:

2  HBrO → HBrO + HBr

ปฏิกิริยาการจัดเรียงตัวใหม่ ซึ่งเกิดจากสัดส่วนซินของกรดโบรมิก (HBrO₃ และกรดไฮโดรโบรมิก (HBr) จะให้กรดโบรมัส (HBrO₂ :

2  HBrO + HBr → 3  HBrO

เกลือNaBrO ·3H OและBa(BrO ) ·H Oได้รับการตกผลึก เมื่อทำการบำบัดสารละลายในน้ำเหล่านี้ด้วยเกลือของ Pb ²⁺ , Hg ²⁺และ Ag ⁺จะทำให้โบรไมต์ของโลหะหนักที่เกี่ยวข้องตกตะกอนเป็นของแข็ง^{[ 1 ]}

กรดโบรมัสเป็นผลิตภัณฑ์จากปฏิกิริยาเบลูซอฟ-ซาโบตินสกีซึ่งเกิดจากการรวมตัวกันของโพแทสเซียมโบรเมต เซเรียม(IV) ซัลเฟต กรดโพรพาเนไดโออิก และกรดซิตริกในกรดซัลฟิวริกเจือจาง กรดโบรมัสเป็นสารตัวกลางในปฏิกิริยาระหว่างไอออนโบรเมต ( BrO)⁻ ) และโบรมีน (Br ⁻ ): ^{[ 5 ] [ 6 ]}

• พี่ชาย⁻ + 2  Br ⁻ → HBrO + HBrO

ปฏิกิริยาอื่นๆ ที่เกี่ยวข้องในปฏิกิริยาแบบแกว่งดังกล่าว ได้แก่:

• HBrO + BrO⁻ + H ⁺ → 2 BrO ^• + H O
• 2  HBrO → BrO⁻ + HOBr + H ⁺

โบรไมต์ลดเปอร์แมงกาเนตเป็นแมงกาเนต (VI): ^{[ 1 ]}

• 2 MnO ⁻ + บรอ⁻ + OH ⁻ → 2 MnO ²⁻ + บรอ⁻ + H O

ค่าคงที่การแตกตัวของกรดโบรมีนัส, K = ⁠[H ⁺ ][ BrO⁻ ]/[HBrO ]ถูกกำหนดโดยใช้วิธีการที่แตกต่างกัน

ค่า pKa ของกรดรมัสได้รับการประมาณในการวิจัยที่ศึกษาการสลายตัวของโบรไมต์ การวิจัยนี้วัดอัตราการสลายตัวของโบรไมต์เป็นฟังก์ชันของความเข้มข้นของไฮโดรเจนและไอออนโบรไมต์ ข้อมูลการทดลองของลอการิทึมของความเร็วเริ่มต้นถูกพล็อตเทียบกับค่า pH โดยใช้วิธีนี้ ค่า pKa ที่ประมาณได้กรดโบรมัสคือ 6.25 ^{[ 7 ]}

โดยใช้วิธีอื่น ค่า pK ของกรดโบรมีนัสถูกวัดโดยอาศัยความเร็วเริ่มต้นของปฏิกิริยาระหว่างโซเดียมโบรไมต์และโพแทสเซียมไอโอดีนในช่วง pH 2.9–8.0 ที่อุณหภูมิ 25  °C และความเข้มข้นไอออน 0.06  M พบว่าความเร็วเริ่มต้นของปฏิกิริยาการแตกตัว นี้ขึ้น อยู่กับ [H ⁺ ] ในลำดับที่หนึ่งในช่วง pH 4.5–8.0 ค่าคงที่การแตกตัวของกรดที่วัดได้ด้วยวิธีนี้คือK =(3.7 ± 0.9) × 10 ⁻⁴  Mและ p K =3.43 ± 0.05 . ^{[ 8 ]}

เมื่อเปรียบเทียบกับสารออกซิแดนต์ที่มีออกซิเจนเป็นศูนย์กลางอื่นๆ (ไฮโปฮาไลต์ แอนไอออนของเปอร์ออกไซด์) และสอดคล้องกับความเป็นเบสต่ำ โบรไมต์เป็นนิวคลีโอไฟล์ที่ค่อนข้างอ่อนแอ^{[ 9 ]}ค่าคงที่อัตราของโบรไมต์ต่อคาร์โบแคตไอออนและโอเลฟินที่ถูกแทนที่ด้วยตัวรับนั้นต่ำกว่าค่าที่วัดได้ด้วยไฮโปโบรไมต์ถึง 1–3 อันดับ

• Ukeles, SD; Freiberg , M. (2002). "โบรมีน สารประกอบอนินทรีย์" สารานุกรมเทคโนโลยีเคมี Kirk-Othmer doi : 10.1002 /0471238961.0218151321110512.a01 ISBN 978-0-471-48494-3.