Bromihappo (HBrO2): määritelmä, kemiallinen kaava ja ominaisuudet

Tutustu bromihappoon (HBrO2): määritelmä, kemiallinen kaava, rakenne, hapetusaste +3 ja keskeiset fysikaalis‑kemialliset ominaisuudet — selkeä ja ytimekäs opas.

Bromihappo on kemiallinen yhdiste. Se on happo. Sen kemiallinen kaava on HBrO₂. Se sisältää vety- ja bromiitti-ioneja. Se sisältää bromia hapetusasteessa +3.

Rakenne ja stabiilisuus

Bromihappo on rakenteeltaan analoogi klorihapolle (HClO₂) ja voidaan ajatella rakenteena HO–Br=O, jossa bromiatomi on sitoutunut yhteen hydroksyyliryhmään ja yhteen happiatomiin kaksoissidoksella. HBrO₂ on kuitenkin hyvin epästabiili: sitä ei yleensä saa talteen puhtaana aineena, vaan se esiintyy vain laimeina vesiliuoksina tai reaktioväylien välituotteena.

Chemialliset ominaisuudet ja reaktiivisuus

• Happoluonne: Bromihappo luovuttaa protonin muodostaen bromiitti-ionin (BrO₂⁻). Tarkka happovakion (pKa) arvo ei ole hyvin dokumentoitu johtuen aineen epästabiilisuudesta.
• Redox-ominaisuudet: Bromi (+3) on keskitason hapetusasteessa, joten HBrO₂ toimii sekä hapettimena että pelkistimenä eri olosuhteissa. Se pyrkii helposti disproportionoitumaan muodostaen korkeamman hapetusasteen bromaatit (BrO₃⁻) ja alhaisemman hapetusasteen bromidit (Br⁻).
• Disproportioituminen: Aine hajoaa usein vesiliuoksessa siten, että osa bromista hapettuu bromaatiksi ja osa pelkistyy bromidiksi. Tämän vuoksi bromihappoa käsitellään ja tutkitaan pääasiassa in situ (reaktiotilassa), eikä sitä juurikaan säilytetä.
• Bromiitit: HBrO₂ muodostaa anionin BrO₂⁻, jonka suolat tunnetaan bromiitteina. Bromiittisuolat ovat harvinaisia ja usein myös epästabiileja verrattuna esimerkiksi bromaatteihin.

Valmistus

• Koska puhdasta bromihappoa ei yleensä saada erillisenä, sitä valmistetaan ja tutkitaan tyypillisesti in situ: esimerkiksi bromiitti-ionin vesiliuos voidaan protonoida happamalla ympäristöllä tai bromaatin osittaisella pelkistämisellä saadaan välimuotoja, joissa HBrO₂-tyyppisiä lajeja esiintyy.
• Bromiittien kontrolloitu valmistus edellyttää usein matalia lämpötiloja ja happamien olosuhteiden hallintaa, jotta disproportionoituminen hidastuu.

Käyttö ja merkitys

• Suoraa teollista käyttöä puhtaalla bromihapolla on hyvin vähän sen epästabiilisuuden vuoksi. Sen merkitys on pääasiassa tutkimuksellinen: HBrO₂-tyyppiset lajit ovat tärkeitä välituotteita bromin redox-kemiassa ja ne vaikuttavat esimerkiksi reaktioiden mekanismeihin ja kinetiikkaan.
• Bromihappoon liittyviä välituotteita voidaan kohdata laboratorion redox-reaktioissa ja tietyissä orgaanisen synteesin hapetus–pelkistysvaiheissa.

Verrattavat yhdisteet

• HBrO₂ kuuluu hypohapoton–perhapoton sarjaan (esim. HBrO, HBrO₂, HBrO₃, HBrO₄), joissa bromin hapetusaste vaihtelee +1:stä +7:ään. Verrattuna bromihappoon (HBrO₃, +5) tai hypobromous-happoon (HBrO, +1), bromihappo on epävakaampi keskivaiheen laji.
• Analogiaa löytyy myös kloorin ja jodin hapoista: klorihappo (HClO₂) ja iodihappo (HIO₂) käyttäytyvät kemiallisesti samankaltaisissa rooleissa omilla alkuaineillaan.

Turvallisuus

• Bromiyhdisteet ovat yleisesti ottaen voimakkaita hapettimia ja voivat aiheuttaa syövyttäviä vaikutuksia. Koska HBrO₂ esiintyy lähinnä liuoksena ja on reaktiivinen, sen käsittelyssä tulee noudattaa varovaisuutta: käyttää suojavarusteita, välttää kosketusta ja huolehtia asianmukaisesta hävittämisestä.
• Epävakaiden oksidanttien kanssa työskenneltäessä on tärkeää estää tahaton reaktio orgaanisten aineiden tai pelkistävien aineiden kanssa.

Hae kirjaimella