Perbromic kwasem kwasem lub brom jest nieorganiczny tetraoxo związek o wzorze HBrO 4 . Jego strukturę przedstawiono na rysunku 1 (EMBL-EBI, 2007). Jest to kwas oksydobromowy o stopniu utlenienia 7+.
Jest niestabilny i nie może zostać utworzony przez wypieranie chloru z kwasu nadchlorowego podczas przygotowywania kwasu nadbromowego; można to zrobić tylko przez protonowanie jonu nadbromianowego.
Kwas nadbromowy jest silnym kwasem i silnym utleniaczem. Jest najmniej stabilnym spośród tlenokwasów halogenowych (VII). Rozkłada się szybko do kwasu bromowego i tlenu, uwalniając toksyczne brązowe opary bromu.
Jego koniugatem jest jon nadbromianowy, który w przeciwieństwie do nadchloranów nie jest dostępny w procesie elektrolizy. Powstaje w wyniku reakcji bromianów z ozonem lub w reakcji kwasu nadbromowego z zasadami (Ropp, 2013). Opracowano nową syntezę nadbromianów, polegającą na utlenianiu bromianu fluorem w roztworze alkalicznym.
BrO 3 - + F 2 + H 2 O → BrO 4 - + HF
Został odkryty przez rozpad radioaktywnej próbki selenianu (SeO 4 - ). Związek jest również wytwarzany przez wystawianie kryształów bromianu na promieniowanie γ (AJ Downs, 1973)
Kwas nadbromowy jest silnym kwasem jednozasadowym. Ich wodne roztwory są stabilne do około 6 M (55% HBrO4), ale rozkładają się przy wyższych stężeniach (Appelman, 1969).
Fizyczne i chemiczne właściwości
Kwas nadbromowy występuje tylko w roztworze. Jest to bezbarwna ciecz bez charakterystycznego aromatu (National Center for Biotechnology Information, 2017).
Związek ma masę cząsteczkową 144,908 g / mol. Biorąc pod uwagę jego niestabilność, jego właściwości obliczono metodami obliczeniowymi, uzyskując temperaturę topnienia i wrzenia odpowiednio 204,77 ° C i 512,23 ° C.
Jego rozpuszczalność w wodzie, również otrzymana za pomocą obliczeń, jest rzędu 1 x 10 6 mg na litr w 25 ° C (Royal Society of Chemistry, 2015). Kwas nadbromowy jest mocnym kwasem, zawierającym tylko jeden proton na każdy siedmiowartościowy atom bromu. W roztworze wodnym jon hydroniowy i BrO 4 - ulegają całkowitej dysocjacji .
Roztwory o stężeniach powyżej 6 M (55% w / v) są nietrwałe w powietrzu, następuje autokatalityczny rozkład związku, który jest całkowity przy stężeniach 80%. Ta reakcja rozkładu jest również katalizowana przez metale, takie jak Ce 4+ i Ag + (Egon Wiberg, 2001).
Reaktywność i zagrożenia
Kwas nadbromowy jest związkiem nietrwałym, jednak po wyodrębnieniu ma silne właściwości kwasowe. Jest niezwykle niebezpieczny w przypadku kontaktu ze skórą (działa żrąco i drażniąco), w kontakcie z oczami (drażniący) oraz w przypadku spożycia. Również bardzo niebezpieczny w przypadku wdychania.
Poważne nadmierne narażenie może spowodować uszkodzenie płuc, uduszenie, utratę przytomności lub śmierć. Długotrwała ekspozycja może powodować oparzenia skóry i owrzodzenia. Nadmierne narażenie inhalacyjne może powodować podrażnienie dróg oddechowych.
Zapalenie oka charakteryzuje się zaczerwienieniem, łzawieniem i swędzeniem. Zapalenie skóry charakteryzuje się swędzeniem, łuszczeniem się, zaczerwienieniem i czasami powstawaniem pęcherzy.
Substancja jest toksyczna dla nerek, płuc i błon śluzowych. Powtarzające się lub długotrwałe narażenie na substancję może spowodować uszkodzenie tych narządów.
W przypadku kontaktu z oczami należy sprawdzić, czy soczewki kontaktowe są używane i natychmiast je zdjąć. Oczy należy płukać bieżącą wodą przez co najmniej 15 minut, trzymając powieki otwarte. Można użyć zimnej wody. Nie należy stosować maści do oczu.
Jeśli substancja chemiczna wejdzie w kontakt z ubraniem, zdejmij ją tak szybko, jak to możliwe, chroniąc własne ręce i ciało. Umieść ofiarę pod prysznicem bezpieczeństwa.
Jeśli substancja chemiczna gromadzi się na odsłoniętej skórze ofiary, takiej jak ręce, zanieczyszczoną skórę należy delikatnie i ostrożnie umyć bieżącą wodą i nieściernym mydłem.
Kwas można również zneutralizować rozcieńczonym wodorotlenkiem sodu lub słabą zasadą, taką jak soda oczyszczona. Jeśli podrażnienie utrzymuje się, zasięgnąć porady lekarza. Wyprać zanieczyszczoną odzież przed ponownym użyciem.
W przypadku silnego kontaktu ze skórą należy ją przemyć mydłem dezynfekującym, a skażoną skórę pokryć kremem antybakteryjnym.
W przypadku wdychania, ofiara powinna odpocząć w dobrze wentylowanym miejscu. Jeśli wdychanie jest ciężkie, ofiarę należy jak najszybciej ewakuować w bezpieczne miejsce.
Poluzuj ciasne ubrania, takie jak kołnierzyk, pasek lub krawat. Jeśli poszkodowanemu trudno oddychać, należy podać tlen. Jeśli ofiara nie oddycha, przeprowadza się resuscytację usta-usta.
Zawsze biorąc pod uwagę, że udzielanie pomocy usta-usta może być niebezpieczne dla osoby udzielającej pomocy, gdy wdychany materiał jest toksyczny, zakaźny lub żrący.
W przypadku połknięcia nie wywoływać wymiotów. Poluzuj ciasne ubrania, takie jak kołnierzyki koszuli, paski lub krawaty. Jeśli ofiara nie oddycha, należy przeprowadzić resuscytację usta-usta. We wszystkich przypadkach należy natychmiast zwrócić się o pomoc lekarską.
Aplikacje
Głównym zastosowaniem kwasu nadbromowego jest środek redukujący w laboratorium. Rozcieńczone roztwory kwasu nadbromowego są wolnymi utleniaczami pomimo ich dużego potencjału, jednak REDOX (+1,76 V) jest lepszym utleniaczem niż kwas nadchlorowy.
Kwas nadbromowy może powoli utleniać jony bromkowe i jodkowe. W roztworach o stężeniu 12 molowym może szybko utleniać jon chlorkowy i eksplodować w obecności kwasu azotowego. Roztwory kwasu nadbromowego o stężeniu 3 molowym mogą łatwo utleniać stal nierdzewną.
W temperaturze 100 ° C 6-molowe roztwory kwasu nadbromowego mogą utleniać jon manganu (Mn 2+ ) do nadmanganianu (MnO 4 - ). Redukcję związku do bromu można przeprowadzić za pomocą chlorku cyny (SnO 2 ).
Innym zastosowaniem kwasu nadbromowego jest synteza soli nadbromianów, takich jak nadbromian sodu lub nadbromian potasu.
Ten ostatni jest dość stabilnym związkiem, który jest odporny na temperatury 274 ° C. W wyższych temperaturach jest redukowany do bromianu potasu, w przeciwieństwie do nadchloranu, który w wysokich temperaturach wytwarza tlen i chlorek potasu.
Bibliografia
- J. Downs, CJ (1973). Chemia chloru, bromu, jodu i astatyny. Oxford: Pergamon press LTD.
- Appelman, EH (1969). Kwas nadbromowy i nadbromiany: Synteza i niektóre właściwości. Inorganic Chemistry 8 (2) ·, 223–227. Odzyskany z researchgate.net.
- Egon Wiberg, NW (2001). Chemia nieorganiczna. Nowy Jork: Academic Press.
- EMBL-EBI. (2007, 28 października). kwas nadbromowy. Odzyskany z ebi.ac.uk.
- Narodowe Centrum Informacji Biotechnologicznej. (2017, 30 kwietnia). Baza danych PubChem Compound; CID = 192513. Odzyskany z pubchem.ncbi.nlm.nih.gov.
- Ropp, RC (2013). Encyklopedia związków ziem alkalicznych. Oxford: Elsevier.
- Królewskie Towarzystwo Chemii. (2015). Kwas nadbromowy. Odzyskany z chemspider.com.