O ácido bromous é um composto inorgânico de fórmula HBrO2. O referido ácido é um dos ácidos oxidados do bromo, onde está em um estado de oxidação 3+.Os sais deste composto são conhecidos como bromitos. É um composto instável que não pôde ser isolado em laboratório.
Essa instabilidade, análoga ao ácido iodo, é devida a uma reação de desmutação (ou desproporção) para formar ácido hipobromoso e ácido bromo, como segue: 2HBrO 2 → HBrO + HBrO 3.
O ácido bromoso pode atuar como intermediário em diferentes reações na oxidação de hipobromitos (Ropp, 2013).Pode ser obtido por meios químicos ou eletroquímicos em que o hipobromito é oxidado ao íon bromito, como:
HBrO + HClO → HBrO 2 + HCl
HBrO + H 2 O + 2e – → HBrO 2 + H 2
Propriedades físicas e químicas
Como mencionado anteriormente, o ácido bromoso é um composto instável que não foi isolado, portanto, suas propriedades físicas e químicas são obtidas, com algumas exceções, teoricamente por cálculos computacionais (National Center for Biotechnology Information, 2017).
O composto tem um peso molecular de 112,91 g / mol, um ponto de fusão de 207,30 graus Celsius e um ponto de ebulição de 522,29 graus Celsius. Sua solubilidade em água é estimada em 1 x 106 mg / L (Royal Society of Chemistry, 2015).
Não há risco registrado de manusear este composto, no entanto, ele foi considerado um ácido fraco.
A cinética da reação de desproporção do bromo (III), 2Br (III) → Br (1) + Br (V), foi estudada em tampão fosfato, na faixa de pH de 5,9-8,0, monitorando a absorvância óptica em 294 nm usando fluxo parado.
As dependências de [H + ] e [Br (III)] eram da ordem 1 e 2, respectivamente, onde não foi encontrada dependência de [Br-]. A reação também foi estudada em tampão acetato, na faixa de pH de 3,9-5,6.
Dentro do erro experimental, nenhuma evidência foi encontrada para uma reação direta entre dois íons BrO2-. Este estudo fornece constantes de velocidade 39,1 ± 2,6 M -1 para a reação:
HBrO 2 + BrO 2 → HOBr + Br0 3 –
Constantes de velocidade de 800 ± 100 M -1 para a reação:
2HBr0 2 → HOBr + Br0 3 – + H +
E uma relação de equilíbrio de 3,7 ± 0,9 X 10 -4 para a reação:
HBr02 ⇌ H + + BrO 2 –
Obtenção de um pKa experimental de 3,43 a uma força iônica de 0,06 M e 25,0 ° C (RB Faria, 1994).
Usos
Compostos alcalino-terrosos
O ácido bromo ou o bromito de sódio é usado para produzir bromito de berílio de acordo com a reação:
Seja (OH) 2 + HBrO 2 → Seja (OH) BrO 2 + H 2 O
Os bromitos são amarelos na forma sólida ou em soluções aquosas. Este composto é utilizado industrialmente como agente de descalcificação de amidos oxidantes no refino têxtil (Egon Wiberg, 2001).
Agente redutor
O ácido bromico ou os bromitos podem ser utilizados para reduzir o permanganato ao íon manganato da seguinte forma:
2MnO 4 – + BrO 2 – + 2OH – → BrO 3 – + 2MnO 4 2- + H 2 S
O que é conveniente para a preparação de soluções de manganês (IV).
Reação de Belousov-Zhabotinski
O ácido bromoso atua como um intermediário importante na reação de Belousov-Zhabotinski (Stanley, 2000), que é uma demonstração visualmente impressionante.
Nesta reação, três soluções são misturadas para formar uma cor verde, que fica azul, roxa e vermelha, e depois retorna para verde e se repete.
As três soluções são misturadas como se segue: uma solução de KBrO 3 0,23 M, uma solução de ácido malónico com 0.31M 0,059 M KBr e uma solução de nitrato de amónio e cério (IV) e 0,019 M H 2 SO 4 2.7M.
Durante a apresentação, uma pequena quantidade do indicador ferroína é introduzida na solução. Íons de manganês podem ser usados em vez de cério. A reação geral BZ é a oxidação catalisada por cério do ácido malônico, por íons bromatos em ácido sulfúrico diluído, conforme apresentado na seguinte equação:
3CH 2 (CO 2 H) 2 + 4 BrO 3 – → 4 Br – + 9 CO 2 + 6 H 2 O (1)
O mecanismo dessa reação envolve dois processos. O processo A envolve íons e transferências de dois elétrons, enquanto o processo B envolve radicais e transferências de um elétron.
A concentração de íons brometo determina qual processo é dominante. O processo A é dominante quando a concentração de íons de brometo é alto, enquanto o processo B é dominante quando a concentração de íons de brometo é baixa.
Processo A é a redução de íons bromato por íons brometo em duas transferências de elétrons. Pode ser representado por esta reação líquida:
BrO 3 – + 5Br – + 6H + → 3Br 2 + 3H 2 O (2)
Isso ocorre quando as soluções A e B. são misturadas.Este processo ocorre através das três etapas a seguir:
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)
O bromo criado a partir da reação 5 reage com o ácido malônico à medida que enoliza lentamente, conforme representado pela seguinte equação:
Br 2 + CH 2 (CO 2 H) 2 → BrCH (CO 2 H) 2 + Br – + H (6)
Essas reações trabalham para reduzir a concentração de íons brometo na solução. Isso permite que o processo B se torne dominante. A reação geral do processo B é representada pela seguinte equação:
2BrO3 – + 12H + + 10 Ce 3+ → Br 2 + 10Ce 4+ · 6H 2 O (7)
E consiste nas seguintes etapas:
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)
Os elementos principais desta sequência incluem o resultado líquido da equação 8 mais o dobro da equação 9, mostrada abaixo:
2Ce 3+ + BrO 3 – + HBrO 2 + 3H + → 2Ce 4+ + H 2 O + 2HBrO 2 (13)
Esta sequência produz ácido autocataliticamente bromoso. A autocatálise é uma característica essencial dessa reação, mas não continua até que os reagentes se esgotem, porque há uma destruição de segunda ordem do HBrO2, como visto na reação 10.
As reações 11 e 12 representam a desproporção de ácido hiperbromático em ácido bromoso e Br2. Os íons cério (IV) e bromo oxidam o ácido malônico para formar íons brometo. Isso causa um aumento na concentração de íons brometo, que reativa o processo A.
As cores nesta reação são formadas principalmente pela oxidação e redução de complexos de ferro e cério.
O ferroína fornece duas das cores observadas nessa reação: à medida que [Ce (IV)] aumenta, oxida o ferro na ferroína de ferro vermelho (II) para ferro azul (III). O cério (III) é incolor e o cério (IV) é amarelo. A combinação de cério (IV) e ferro (III) torna a cor verde.
Sob as condições corretas, este ciclo será repetido várias vezes. A limpeza dos vidros é uma preocupação, porque as oscilações são interrompidas pela contaminação por íons cloreto (Horst Dieter Foersterling, 1993).
Referências
- ácido bromoso (28 de outubro de 2007). Obtido em ChEBI: ebi.ac.uk.
- Egon Wiberg, NW (2001). Química Inorgânica london-san diego: imprensa acadêmica.
- Horst Dieter Foersterling, MV (1993). Ácido bromoso / cério (4+): reação e desproporção de HBrO2 medidas em solução de ácido sulfúrico a diferentes acidez. Phys. Chem 97 (30), 7932-7938.
- ácido iodoso. (2013-2016). Obtido em molbase.com.
- Centro Nacional de Informação Biotecnológica. (4 de março de 2017). Banco de Dados Composto PubChem; CID = 165616.
- B. Faria, IR (1994). Cinética da desproporção e pKa do ácido bromoso. J. Phys. Chem. 98 (4), 1363-1367.
- Ropp, RC (2013). Enciclopédia dos compostos alcalinos da terra. Oxford: Elvesier.
- Sociedade Real de Química. (2015). Ácido bromoso. Obtido em chemspider.com.
- Stanley, AA (2000, 4 de dezembro). Resumo da demonstração em química inorgânica avançada Reação oscilante.