The asam bromous merupakan senyawa anorganik dari rumus HBrO2. Asam tersebut adalah salah satu asam oksasid bromin yang ditemukan dalam bilangan oksidasi 3+. Garam senyawa ini dikenal sebagai bromit. Ini adalah senyawa tidak stabil yang tidak dapat diisolasi di laboratorium.
Ketidakstabilan ini, yang dapat dianalogikan dengan asam yodium, disebabkan oleh reaksi pelepasan (atau disproporsionasi) untuk membentuk asam hipobromat dan asam bromat sebagai berikut: 2HBrO 2 → HBrO + HBrO 3.
Gambar 1: Struktur asam brom.
Asam Brom dapat bertindak sebagai perantara dalam reaksi yang berbeda dalam oksidasi hipobromit (Ropp, 2013). Ini dapat diperoleh dengan cara kimia atau elektrokimia di mana hipobromit dioksidasi menjadi ion bromit seperti:
HBrO + HClO → HBrO 2 + HCl
HBrO + H 2 O + 2e - → HBrO 2 + H 2
Sifat fisik dan kimia
Seperti disebutkan di atas, asam brom merupakan senyawa 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 tersebut 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 risiko terdaftar dalam penanganan senyawa ini, namun telah ditemukan bahwa itu adalah asam lemah.
Kinetika reaksi disproporsionasi brom (III), 2Br (III) → Br (1) + Br (V), dipelajari dalam buffer fosfat, pada kisaran pH 5,9-8,0, memantau absorbansi optik pada 294 nm menggunakan aliran terhenti.
Ketergantungan dari dan masing-masing berurutan 1 dan 2, di mana tidak ada ketergantungan. Reaksi juga dipelajari dalam buffer asetat, pada kisaran pH 3,9-5,6.
Dalam kesalahan eksperimental, tidak ada bukti yang ditemukan untuk reaksi langsung antara dua ion BrO2-. Studi ini memberikan konstanta laju 39,1 ± 2,6 M -1 untuk reaksi:
HBrO 2 + BrO 2 → HOBr + Br0 3 -
Konstanta laju 800 ± 100 M -1 untuk reaksi:
2HBr0 2 → HOBr + Br0 3 - + H +
Dan hasil bagi kesetimbangan 3,7 ± 0,9 X 10 -4 untuk reaksi:
HBr02 ⇌ H + + BrO 2 -
Memperoleh pKa eksperimental 3,43 pada kekuatan ion 0,06 M dan 25,0 ° C (RB Faria, 1994).
Aplikasi
Senyawa alkali tanah
Asam bromat atau natrium bromit digunakan untuk menghasilkan berilium bromit berdasarkan reaksi:
Jadilah (OH) 2 + HBrO 2 → Be (OH) BrO 2 + H 2 O
Bromit berwarna kuning dalam keadaan padat atau dalam larutan air. Senyawa ini digunakan secara industri sebagai agen pembersih kerak pati oksidatif dalam pemurnian tekstil (Egon Wiberg, 2001).
Agen pereduksi
Asam bromat atau bromit dapat digunakan untuk mereduksi ion permanganat menjadi manganat dengan cara sebagai berikut:
2MnO 4 - + BrO 2 - + 2OH - → BrO 3 - + 2MnO 4 2- + H 2 O
Apa yang nyaman untuk persiapan larutan mangan (IV).
Reaksi Belousov-Zhabotinski
Asam bromos bertindak sebagai perantara penting dalam reaksi Belousov-Zhabotinski (Stanley, 2000), yang merupakan demonstrasi yang sangat mencolok secara visual.
Dalam reaksi ini, tiga larutan dicampur untuk membentuk warna hijau, yang berubah menjadi biru, ungu, dan merah, kemudian menjadi hijau dan berulang.
Tiga larutan yang dicampur adalah sebagai berikut: larutan 0,23 M KBrO 3 , larutan asam malonat 0,31 M dengan 0,059 M KBr dan larutan amonium nitrat cerium (IV) 0,019 M dan H 2 SO 4 2,7 juta.
Selama presentasi, sejumlah kecil ferroin indikator dimasukkan ke dalam larutan. Ion mangan dapat digunakan sebagai pengganti cerium. Reaksi keseluruhan BZ adalah oksidasi asam malonat yang dikatalisis oleh serium, oleh ion bromat dalam asam sulfat encer seperti yang disajikan dalam persamaan berikut:
3CH 2 (CO 2 H) 2 + 4 BrO 3 - → 4 Br - + 9 CO 2 + 6 H 2 O (1)
Mekanisme reaksi ini melibatkan dua proses. Proses A melibatkan ion dan transfer dua elektron, sedangkan Proses B melibatkan transfer radikal dan satu 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 transfer dua elektron. Itu dapat diwakili oleh reaksi bersih ini:
BrO 3 - + 5Br - + 6H + → 3Br 2 + 3H 2 O (2)
Ini terjadi ketika solusi A dan B. Proses ini terjadi melalui tiga langkah berikut:
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)
Brom yang tercipta dari reaksi 5 bereaksi dengan asam malonat saat ia perlahan-lahan mengalami enolis, seperti yang ditunjukkan oleh persamaan berikut:
Br 2 + CH 2 (CO 2 H) 2 → BrCH (CO 2 H) 2 + Br - + H (6)
Reaksi ini bekerja untuk mengurangi konsentrasi ion bromida dalam larutan. Hal ini memungkinkan proses B menjadi dominan. Reaksi keseluruhan dari proses B diwakili oleh persamaan berikut:
2BrO3 - + 12H + + 10 Ce 3+ → Br 2 + 10Ce 4+ · 6H 2 O (7)
Dan itu terdiri dari langkah-langkah berikut:
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)
Elemen kunci dari urutan ini termasuk hasil bersih dari Persamaan 8 ditambah dua kali Persamaan 9, yang ditunjukkan di bawah ini:
2Ce 3+ + BrO 3 - + HBrO 2 + 3H + → 2Ce 4+ + H 2 O + 2HBrO 2 (13)
Urutan ini menghasilkan asam brom secara autokatalitik. Autokatalisis adalah fitur esensial dari reaksi ini, tetapi tidak berlanjut sampai reagen habis, karena ada penghancuran HBrO2 tingkat kedua, seperti yang terlihat pada reaksi 10.
Reaksi 11 dan 12 menunjukkan disproporsionasi asam hiperbroma menjadi asam brom dan Br2. Ion serium (IV) dan bromin mengoksidasi asam malonat menjadi ion bromida. Hal ini menyebabkan peningkatan konsentrasi ion bromida, yang mengaktifkan kembali proses A.
Warna dalam reaksi ini dibentuk terutama oleh oksidasi dan reduksi kompleks besi-serium.
Ferroin memberikan dua warna yang terlihat dalam reaksi ini: Saat ia meningkat, ia mengoksidasi besi dalam ferroin dari besi merah (II) menjadi besi biru (III). Cerium (III) tidak berwarna dan cerium (IV) berwarna kuning. Kombinasi serium (IV) dan besi (III) membuat warna menjadi hijau.
Dalam kondisi yang tepat, siklus ini akan berulang beberapa kali. Kebersihan peralatan gelas menjadi perhatian karena osilasi terganggu oleh kontaminasi ion klorida (Horst Dieter Foersterling, 1993).
Referensi
- asam brom. (2007, 28 Oktober). Diperoleh dari ChEBI: ebi.ac.uk.
- Egon Wiberg, NW (2001). Kimia Anorganik. london-san diego: pers akademis.
- Horst Dieter Foersterling, MV (1993). Asam bromosa / serium (4+): reaksi dan disproporsi HBrO2 diukur dalam larutan asam sulfat pada tingkat keasaman yang berbeda. Fis. Chem 97 (30), 7932-7938.
- asam yodium. (2013-2016). Diperoleh dari molbase.com.
- Pusat Nasional untuk Informasi Bioteknologi. (2017, 4 Maret). Basis Data Gabungan PubChem; CID = 165616.
- B. Faria, IR (1994). Kinetika Disproportionasi dan pKa Asam Brom. J. Phys. Chem 98 (4), 1363-1367.
- Ropp, RC (2013). Ensiklopedia Senyawa Alkaline Earth. Oxford: Elvesier.
- Royal Society of Chemistry. (2015). Asam bromos. Diperoleh dari chemspider.com.
- Stanley, AA (2000, 4 Desember). Ringkasan Demonstrasi Kimia Anorganik Tingkat Lanjut reaksi berosilasi.