亚溴酸
编辑亚资源酸是一种无机化合物,分子式为HBrO2。 它是一种不稳定的化合物,尽管它的共轭碱盐——亚溴酸盐——已经被分离出来。 在酸性溶液中,亚溴酸盐分解成溴。
发现
编辑过量冷水溶液反应生成次溴酸 (HBrO)、溴化银 (AgBr) 和硝酸 (HNO3):
Br2 + AgNO3 + H2O → HBrO + AgBr + HNO3
在浓硝酸银 (AgNO3) 中添加过量液溴会导致不同的反应机制。 由前一反应生成的酸式溴的当量数,计算出氧和溴的比例,准确值为O:Br(0.149975:0.3745),表明该酸性化合物含有两个氧原子对一个溴原子。 因此,酸化合物的化学结构被推导出为HBrO2。
根据 Richards 的说法,次溴酸 (HBrO) 是由溴和硝酸银溶液反应生成的:
Br2 + AgNO3 + H2O → HBrO + AgBr + HNO32 AgNO3 + HBrO + Br2 + H2O → HBrO2 + 2 AgBr + 2 HNO3
异构
编辑HBrO2 分子具有 ∠(H−O−Br) 角为 106.1° 的弯曲结构。 HOBrO 还采用非平面构象,其中一个异构体结构 (2a) 采用 74.2° 的二面角∠(H−O−Br−O)。 此外,其他两种异构体(2b-顺式和 2c-反式)的平面结构是快速对映异构化的过渡态。
另一项研究确定了三种异构体:HOOBr、HOBrO 和 HBr(O)O。
综合
编辑次溴酸 (HBrO) 和次氯酸 (HClO) 之间的氧化反应可用于生产溴酸 (HBrO2) 和盐酸 (HCl)。
HBrO + HClO → HBrO2 + HCl
次溴酸 (HBrO) 的氧化还原反应可生成溴酸 (HBrO2) 作为其产物:
HBrO + H2O − 2e− → HBrO2 + 2H+
两当量次溴酸 (HBrO) 的歧化反应会导致形成溴酸 (HBrO2) 和氢溴酸 (HBr):
2 HBrO → HBrO2 + HBr
由溴酸 (HBrO3) 和氢溴酸 (HBr) 的顺式比例产生的重排反应生成溴酸 (HBrO2):
2 HBrO3 + HBr → 3 HBrO2
亚溴酸钠
编辑盐 NaBrO2·3H2O 和 Ba(BrO2)2·H2O 已经结晶。 在用 Pb2+、Hg2+ 和 Ag+ 的盐处理这些水溶液后,相应的重金属亚溴酸盐沉淀为固体。
Belousov-Zhabotinsky 反应
亚溸酸是溴酸钾、硫酸铈(IV)、丙二酸和柠檬酸在稀硫酸中发生 Belousov–Zhabotinsky 反应的产物。 亚资源酸是溴酸根离子(BrO−3)和溴(Br−)反应的中间阶段:
- BrO−3 + 2 Br− → HBrO2 + HBrO
这种振荡反应中的其他相关反应是:
- HBrO2 + BrO−3 + H+ → 2 BrO•2 + H2O
- 2 HBrO2 → BrO−3 + HOBr + H+
pKa 测量
编辑确定了溴酸的酸解离常数 Ka = [H+][BrO−2]/[HBrO2] 使用不同的方法。
在研究亚溴酸盐分解的研究中估计了溴酸的 pKa 值。 该研究测量了作为氢和亚溴酸盐离子浓度函数的亚溴酸盐分解速率。 将初始速度对数的实验数据与 pH 值作图。 使用该方法,溴酸的估计 pKa 值为 6.25。
使用另一种方法,基于亚溴酸钠和碘化钾在 25°C 的 pH 范围和 0.06 M 的离子强度下 pH 范围 2.9–8.0 之间反应的初始速度来测量溴酸的 pKa。 在 4.5–8.0 的 pH 范围内,这种歧化反应对 [H+] 的初始速度。 用该方法测得的酸解离常数值为Ka = (3.7±0.9)×10−4 M,pKa = 3.43±0.0
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