حمض البروموس

📅 آخر تحديث: ٢٥ يوليو ٢٠٢٦
✍️ نُشر في: ٢٥ يوليو ٢٠٢٦
📷 يحتوي على 1 صور
الموسوعة الحرة

حمض البروموس هو مركب غير عضوي صيغته الكيميائية HBrO₂ . وهو مركب غير مستقر، على الرغم من عزل أملاح قاعدته المرافقة - البروميتات . في المحلول الحمضي، تتحلل البروميتات إلى بروم. [ 1 ]

اكتشاف

في عام 1905، أثبت ريتشاردز إيه إتش وجود حمض البروموس من خلال سلسلة من التجارب التي شملت نترات الفضة (AgNO₃ ) والبروم. [ 2 ] تفاعل كمية زائدة من المحلول المائي البارد لتكوين حمض الهيبوبروموس (HBrO) وبروميد الفضة (AgBr) وحمض النيتريك (HNO₃ ) :

Br2 + AgNO3 + H2O → HBrO + AgBr + HNO3

اكتشف ريتشاردز أن إضافة كمية زائدة من البروم السائل إلى محلول نترات الفضة المركز (AgNO₃ ) تؤدي إلى آلية تفاعل مختلفة. ومن خلال حساب عدد الكميات المكافئة من حمض البروم المتكون من التفاعل السابق، تم حساب النسبة بين الأكسجين والبروم، وكانت القيمة الدقيقة O:Br (0.149975:0.3745)، مما يشير إلى أن المركب الحمضي يحتوي على ذرتي أكسجين لكل ذرة بروم. وبناءً على ذلك، تم استنتاج التركيب الكيميائي للمركب الحمضي على أنه HBrO₂ . [ 2 ]

وفقًا لريتشاردز، ينشأ حمض الهيبوبروموس (HBrO) من تفاعل البروم ومحلول نترات الفضة: [ 2 ]

Br2 + AgNO3 + H2O → HBrO + AgBr + HNO3
2  AgNO3 + HBrO + Br2 + H2O → HBrO2 + 2 AgBr  + 2 HNO3

التماثل

يمتلك جزيء HBrO₂ بنية منحنية بزاوية ∠(H−O−Br) مقدارها 106.1°. كما يتخذ HOBrO₂ بنية غير مستوية، حيث تتخذ إحدى بنيات المتصاوغات (2a) زاوية ثنائية السطوح ∠(H−O−Br−O) مقدارها 74.2°. علاوة على ذلك، تُعدّ البنيتان المستويتان لمتصاوغين آخرين (2b- cis و2c- trans ) حالة انتقالية لعملية تحويل سريعة بين المتصاوغات المرآتية. [ 3 ]

حددت دراسة أخرى ثلاثة متصاوغات: HOOBr و HOBrO و HBr(O)O. [ 4 ]

توليف

يمكن استخدام تفاعل الأكسدة بين حمض الهيبوبروموس (HBrO) وحمض الهيبوكلوروس (HClO) لإنتاج حمض البروموس (HBrO 2 ) وحمض الهيدروكلوريك (HCl).

HBrO + HClO → HBrO 2 + HCl

يمكن أن يؤدي تفاعل الأكسدة والاختزال لحمض الهيبوبروموس (HBrO) إلى تكوين حمض البروموس (HBrO 2 ) كناتج له:

HBrO + H2O − 2e − → HBrO 2 + 2H +

ينتج عن تفاعل عدم التناسب لمكافئين من حمض الهيبوبروموس (HBrO) تكوين كل من حمض البروموس (HBrO 2 ) وحمض الهيدروبروميك (HBr):

2  HBrO → HBrO 2 + HBr

ينتج عن تفاعل إعادة الترتيب، الناتج عن التناسب المتزامن لحمض البروميك (HBrO 3 ) وحمض الهيدروبروميك (HBr)، حمض البروموز (HBrO 2 ):

2  HBrO 3 + HBr → 3  HBrO 2

الأملاح

أيون البروميت في بروميت الصوديوم.

تمت بلورة الأملاح NaBrO₂ · 3H₂O و Ba(BrO₂ ) ₂ · H₂O . عند معالجة هذه المحاليل المائية بأملاح Pb²⁺ و Hg²⁺ و Ag⁺ ، تترسب بروميتات المعادن الثقيلة المقابلة على شكل مواد صلبة . [ 1 ]

تفاعل بيلوسوف-جابوتينسكي

حمض البروموس هو ناتج تفاعل بيلوسوف-جابوتينسكي، وينتج عن اتحاد برومات البوتاسيوم، وكبريتات السيريوم (IV)، وحمض البروبانديويك، وحمض الستريك في حمض الكبريتيك المخفف. يُعد حمض البروموس مرحلة وسيطة في التفاعل بين أيون البرومات ( BrO⁻ ) والبروم (Br⁻ ) : [ 5 ] [ 6 ]

  • BrO − 3 + 2  Br − → HBrO 2 + HBrO

ومن التفاعلات الأخرى ذات الصلة في مثل هذه التفاعلات المتذبذبة ما يلي:

  • HBrO 2 + BrO − 3 + H + → 2 BrO • 2 + H2O 
  • 2  HBrO 2 → BrO − 3 + HOBr + H +

البروميتات تختزل البرمنجنات إلى المنجنات (VI): [ 1 ]

  • 2 MnO − 4 + BrO − 2 + OH − → 2 MnO 2− 4 + BrO − 3 + H 2 O  

قياس pKa​​

تم تحديد ثابت تفكك حمض البروموس، Ka = [ H + ][ BrO − 2 ] / [HBrO 2 ] ، باستخدام طرق مختلفة.

تم تقدير قيمة ثابت تأين حمض البروموس (pKa ) في بحثٍ تناول تحلل البروميت. قاس البحث معدل تحلل البروميت كدالة لتركيز أيونات الهيدروجين والبروميت. رُسمت البيانات التجريبية للوغاريتم السرعة الابتدائية مقابل الرقم الهيدروجيني (pH). باستخدام هذه الطريقة، قُدِّرت قيمة pKa لحمض البروموس بـ 6.25. [ 7 ]

باستخدام طريقة أخرى، تم قياس قيمة pKa لحمض البروموز بناءً على السرعة الابتدائية للتفاعل بين بروميت الصوديوم ويوديد البوتاسيوم في نطاق أس هيدروجيني يتراوح بين 2.9 و8.0، عند درجة حرارة 25  درجة مئوية وقوة أيونية 0.06  مولار. وقد تم تحديد اعتماد السرعة الابتدائية لهذا التفاعل غير المتناسب على تركيز أيونات الهيدروجين [H + ] من الدرجة الأولى في نطاق أس هيدروجيني يتراوح بين 4.5 و8.0. قيمة ثابت تفكك الحمض المقاسة بهذه الطريقة هي Ka =(3.7 ± 0.9  ) × 10 −4 مولار و pKa =3.43 ± 0.05 . [ 8 ]

التفاعل

بالمقارنة مع المؤكسدات الأخرى التي تتمحور حول الأكسجين (مثل الهيبوهاليتات وأنيونات البيروكسيدات)، وتماشياً مع قاعديته المنخفضة، يُعد البروميت نيوكليوفيلاً ضعيفاً نسبياً. [ 9 ] ثوابت معدل تفاعل البروميت مع الكربوكاتيونات والأوليفينات المستبدلة بمجموعات مستقبلة أقل بمقدار يتراوح بين 1 و3 رتب من حيث الحجم من تلك المقاسة باستخدام الهيبوبروميت.

مراجع

  1. 1 2 3 ويبرغ، نيلز؛ هولمان، أ.ف.؛ ويبرغ، إيغون، محرران. (2001). "أحماض الأكسجين للبروم" . الكيمياء غير العضوية . دار النشر الأكاديمية. ص 449-451 . ISBN  978-0-12-352651-9.
  2. 1 2 3 ريتشاردز، AH (15 يناير 1906). "وجود حمض البروموس ( HBrO2 )".مجلة جمعية الصناعات الكيميائية.25(1 ملحق):4-5.hdl:2027/mdp.39015030318508.
  3. ↑ جلاسر، راينر؛ جوست، ماري (16 أغسطس 2012). "تفاعل عدم التناسب لحمض البروموس HOBrO عن طريق النقل المباشر للأكسجين وعبر أنهيدريدات O(BrO) ₂ وBrO-BrO₂ . دراسة أولية لآلية خطوة رئيسية في تفاعل بيلوسوف-جابوتينسكي المتذبذب". مجلة الكيمياء الفيزيائية أ . 116 (32): 8352-8365 . Bibcode : 2012JPCA..116.8352G . doi : 10.1021/jp301329g . PMID 22871057 . 
  4. ↑ دي سوزا، غابرييل إل سي؛ براون، أليكس (يوليو 2016). "الحالات الأرضية والمثارة لمتصاوغات HBrO₂ [ HOOBr، HOBrO، وHBr(O)O] وHBrO₃ ( HOOOBr وHOOBrO)". حسابات الكيمياء النظرية . 135 (7). doi : 10.1007/s00214-016-1931-8 .
  5. ↑ فاساليني، إيرين؛ أليساندري، إيفانو (30 ديسمبر 2015). "التحكم المكاني والزماني في تخزين المعلومات في السليلوز بواسطة التذبذبات المنشطة كيميائيًا" . مجلة ACS للمواد والتطبيقات . 7 (51): 28708-28713 . doi : 10.1021/acsami.5b11857 . PMID 26654462 . 
  6. ↑ فيلد، ريتشارد جيه؛ كوروس، إندري؛ نويز، ريتشارد إم. (ديسمبر 1972). "التذبذبات في الأنظمة الكيميائية. الجزء الثاني: تحليل شامل للتذبذب الزمني في نظام برومات-سيريوم-حمض المالونيك". مجلة الجمعية الكيميائية الأمريكية . 94 (25): 8649-8664 . Bibcode : 1972JAChS..94.8649F . doi : 10.1021/ja00780a001 .
  7. ^ ماساجلي، أ. إنديلي، أ. برجولا، ف. (1970). "التحقيق الحركي لتحلل البروميت". إنورجانيكا كيميكا أكتا . 4 : 593-596 . دوى : 10.1016/S0020-1693(00)93357-7 .
  8. ↑ فاريا، آر بي؛ إبستين، إيرفينغ آر؛ كوستين، كينيث (يناير 1994). "حركية عدم التناسب وقيمة pKa لحمض البروموس". مجلة الكيمياء الفيزيائية . 98 (4): 1363-1367 . doi : 10.1021/j100055a051 .
  9. ↑ ماير، روبرت ج.؛ أوفيال، أرمين ر. (18 مايو 2018). "التفاعلات النيوكليوفيلية لكواشف التبييض". رسائل عضوية . 20 (10): 2816-2820 . doi : 10.1021/acs.orglett.8b00645 . PMID 29741385 . 

للمزيد من القراءة

  • أوكيلز، إس دي؛ فرايبرغ، إم. (2002). "البروم، المركبات غير العضوية". موسوعة كيرك-أوتمير للتكنولوجيا الكيميائية . doi : 10.1002/0471238961.0218151321110512.a01 . ISBN 978-0-471-48494-3.