Het perbroomzuur of broomzuur is een anorganische tetraoxoverbinding met formule HBrO 4 . De structuur is weergegeven in figuur 1 (EMBL-EBI, 2007). Het is een oxacid broomzuur, waar het een oxidatietoestand van 7+ heeft.
Het is onstabiel en kan niet worden gevormd door verdringing van chloor uit perchloorzuur aangezien perbroomzuur wordt bereid; het kan alleen worden gedaan door protonering van het perbromaat-ion.
Perbroomzuur is een sterk zuur en krachtig oxidatiemiddel. Het is de minst stabiele van de halogeenoxzuren (VII). Het ontleedt snel tot broomzuur en zuurstof waarbij giftige bruine broomdampen vrijkomen.
De geconjugeerde base is het perbromaat-ion dat, in tegenstelling tot perchloraten, niet toegankelijk is via elektrolyse. Het wordt gevormd door bromaten te laten reageren met ozon of wanneer perbroomzuur reageert met basen (Ropp, 2013). Er is een nieuwe synthese van perbromaten ontwikkeld, die bestaat uit de oxidatie van bromaat met fluor in alkalische oplossing.
BrO 3 - + F 2 + H 2 O → BrO 4 - + HF
Het werd ontdekt door het verval van een radioactief selenaatmonster (SeO 4 - ). De verbinding wordt ook geproduceerd door bromaatkristallen bloot te stellen aan γ-straling (AJ Downs, 1973)
Perbroomzuur is een sterk eenbasisch zuur. Hun waterige oplossingen zijn stabiel tot ongeveer 6 M (55% HBrO4) maar ontleden bij hogere concentraties (Appelman, 1969).
Fysische en chemische eigenschappen
Perbroomzuur bestaat alleen in oplossing. Het is een kleurloze vloeistof zonder een karakteristiek aroma (National Center for Biotechnology Information, 2017).
De verbinding heeft een molecuulgewicht van 144,908 g / mol. Gezien de instabiliteit werden de eigenschappen ervan berekend met behulp van computationele methoden, waarbij een smeltpunt en een kookpunt van respectievelijk 204,77 ° C en 512,23 ° C werden verkregen.
De oplosbaarheid in water, eveneens verkregen door middel van rekenkundige berekeningen in de orde van 1 x 10 6 mg per liter bij 25 ° C (Royal Society of Chemistry, 2015). Perbroomzuur is een sterk zuur, met slechts één proton voor elk heptavalent broomatoom. In waterige oplossing zijn het hydroniumion en BrO 4 - volledig gedissocieerd .
Oplossingen met concentraties hoger dan 6M (55% w / v) zijn onstabiel in lucht, er treedt een autokatalytische afbraak van de verbinding op, die volledig is bij concentraties van 80%. Deze ontledingsreactie wordt ook gekatalyseerd door metalen zoals Ce 4+ en Ag + (Egon Wiberg, 2001).
Reactiviteit en gevaren
Perbroomzuur is een onstabiele verbinding, maar het heeft sterke zure eigenschappen wanneer het wordt geïsoleerd. Het is buitengewoon gevaarlijk in geval van contact met de huid (het is bijtend en irriterend), bij contact met de ogen (irriterend) en bij inslikken. Ook erg gevaarlijk bij inademing.
Ernstige overmatige blootstelling kan longschade, verstikking, bewustzijnsverlies of de dood veroorzaken. Langdurige blootstelling kan brandwonden en zweren veroorzaken. Overmatige blootstelling door inademing kan irritatie van de luchtwegen veroorzaken.
Ontsteking van het oog wordt gekenmerkt door roodheid, tranen en jeuk. Ontsteking van de huid wordt gekenmerkt door jeuk, schilfering, roodheid en soms blaarvorming.
De stof is giftig voor de nieren, longen en slijmvliezen. Herhaalde of langdurige blootstelling aan de stof kan deze organen beschadigen.
Controleer bij contact met de ogen of contactlenzen worden gebruikt en verwijder deze onmiddellijk. Ogen moeten gedurende ten minste 15 minuten met stromend water worden gespoeld, waarbij de oogleden open blijven. Koud water kan worden gebruikt. Oogzalf mag niet worden gebruikt.
Als de chemische stof in contact komt met kleding, moet u deze zo snel mogelijk verwijderen en daarbij uw eigen handen en lichaam beschermen. Plaats het slachtoffer onder een veiligheidsdouche.
Als de chemische stof zich ophoopt op de blootgestelde huid van het slachtoffer, zoals de handen, wordt de besmette huid voorzichtig en voorzichtig gewassen met stromend water en niet-schurende zeep.
U kunt het zuur ook neutraliseren met verdund natriumhydroxide of met een zwakke base zoals zuiveringszout. Roep medische hulp in als de irritatie aanhoudt. Was de besmette kleding voordat u deze opnieuw gebruikt.
Als het huidcontact ernstig is, moet het worden gewassen met een desinfecterende zeep en de besmette huid bedekken met een antibacteriële crème.
In geval van inademing, moet het slachtoffer rusten in een goed geventileerde ruimte. Als de inademing ernstig is, moet het slachtoffer zo snel mogelijk naar een veilige omgeving worden geëvacueerd.
Maak strak zittende kleding los, zoals een kraag, riem of stropdas. Als het slachtoffer moeilijk kan ademen, moet zuurstof worden toegediend. Als het slachtoffer niet ademt, wordt mond-op-mondbeademing uitgevoerd.
Houd er altijd rekening mee dat het gevaarlijk kan zijn voor de persoon die mond-op-mondbeademing verleent, wanneer het ingeademde materiaal giftig, besmettelijk of bijtend is.
In geval van inslikken, geen braken opwekken. Maak strakke kleding los, zoals kragen, riemen of stropdassen. Voer mond-op-mondbeademing uit als het slachtoffer niet ademt. In alle gevallen moet onmiddellijk medische hulp worden ingeroepen.
Toepassingen
Perbroomzuur wordt voornamelijk gebruikt als reductiemiddel in het laboratorium. Verdunde perbroomzuuroplossingen zijn ondanks hun grote potentieel trage oxidatiemiddelen, maar REDOX (+1,76 volt) is een beter oxidatiemiddel dan perchloorzuur.
Perbroomzuur kan langzaam bromide- en jodide-ionen oxideren. In oplossingen van 12 molaire concentratie kan het het chloride-ion snel oxideren en exploderen in aanwezigheid van salpeterzuur. Oplossingen met een concentratie van 3 molair perbroomzuur kunnen roestvast staal gemakkelijk oxideren.
Bij een temperatuur van 100 ° C kunnen 6 molaire oplossingen van perbroomzuur mangaanionen (Mn 2+ ) oxideren tot permanganaat (MnO 4 - ). Reductie van de verbinding broom kan worden met tinchloride (SnO 2 ).
Het andere gebruik van perbroomzuur is de synthese van perbromaatzouten zoals natriumperbromaat of kaliumperbromaat.
Dit laatste is een redelijk stabiele verbinding die bestand is tegen temperaturen van 274 ° C. Bij hogere temperaturen wordt het gereduceerd tot kaliumbromaat, in tegenstelling tot perchloraat dat bij hoge temperaturen zuurstof en kaliumchloride produceert.
Referenties
- J. Downs, CJ (1973). De chemie van chloor, broom, jodium en astatine. Oxford: Pergamon Press LTD.
- Appelman, EH (1969). Perbroomzuur en perbromaten: synthese en enkele eigenschappen. Anorganic Chemistry 8 (2) ·, 223-227. Opgehaald van researchgate.net.
- Egon Wiberg, NW (2001). Anorganische scheikunde. New York: Academic Press.
- EMBL-EBI. (2007, 28 oktober). perbroomzuur. Hersteld van ebi.ac.uk.
- Nationaal centrum voor informatie over biotechnologie. (2017, 30 april). PubChem samengestelde database; CID = 192513. Opgehaald van pubchem.ncbi.nlm.nih.gov.
- Ropp, RC (2013). Encyclopedie van de alkaline-aardeverbindingen. Oxford: Elsevier.
- Royal Society of Chemistry. (2015). Perbroomzuur. Opgehaald van chemspider.com.