高溴酸是溴的最高价
含氧酸,属于无机化合物,具有很强的
酸性和
氧化性,化学式为HBrO4。
研究简史
长期以来人们企图从溴酸盐的氧化来制备高溴酸盐,但一直未获得成功,直到1968年E. H. Appelman首先用F2,XeF2或用电解法,氧化BrO3-水溶液制得高溴酸盐。
理化性质
高溴酸(实际是高溴酸盐和稀硫酸的混合液)是
强酸,酸性接近高氯酸,具有很强烈的腐蚀性,是强氧化剂,其氧化还原电位为1.76,居
卤族元素含氧酸首位。高溴酸是一种强酸,在水溶液中完全离解为
水合质子和具有四面体结构的BrO4-阴离子,它与H218O不发生氧交换。大于6mol ·L-1的HBrO4(55%HBrO4)溶液在空气中不稳定,并发生明显的自动催化分解,某些金属离子,例如Ag+和Ce4+加速HBrO4的催化分解。尽管如此,它仍可用蒸馏方法提纯。
高溴酸能与
金属氧化物和强碱、弱碱反应,生成高溴酸盐,同时将低价金属氧化物氧化到最高价。
例如:
NaOH + HBrO4 = NaBrO4 + H2O
2MnO + 5HBrO4 + H2O = 2HMnO4 + 5HBrO3
稀的高溴酸可以缓慢氧化溴离子和碘离子;浓热的高溴酸可以将氯离子氧化为氯气,将Mn2+氧化为HMnO4,受热的温度不能超过摄氏100度,否则会迅速分解。低浓度的高溴酸比较稳定,但在摄氏100度以上也开始分解:
2HBrO4 -----受热----->2HBrO3 + O2↑
4HBrO3 -----受热----->2Br2↑ + 5O2↑ + 2H2O
尽管在酸性溶液中BrO4-/BrO3-电对的电势值(+1.76V)大,在室温下,高溴酸被看作是不活泼的氧化剂,但仍比高氯酸强。
制备方法
高溴酸制备相当麻烦,与
高氯酸和
高碘酸不同,高溴酸不稳定,最早通过含有不稳定同位素Se-83的
硒酸钠发生β衰变而得到高溴酸:
83SeO42- →83BrO4- + β-(t1/2=22.5min)
83BrO4- → 83Kr + 2O2 + β-(t1/2=2.39h)
后来发现可通过化学反应制备,用氟气或
二氟化氙氧化溴酸盐得到,反应式如下:
NaBrO3 + F2 + 2NaOH = NaBrO4 + 2NaF + H2O(产率20%)
NaBrO3 + XeF2 + H2O = NaBrO4 + 2HF + Xe(产率10%)
然后酸化就可以了,这两种方法产率都较低,因为
二氟化氙和
氟气遇水也会分解干扰反应进行,因此得到的只是含有少量高溴酸根的溶液。由于高溴酸根浓度一高就会自动分解,所以不存在高溴酸分子。
应用领域
高溴酸的重要盐类有高溴酸钾和高溴酸铵。由于高溴酸不容易制取,性质不太稳定,关于它的研究不多,用途也不多。