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高溴酸

高溴酸是溴的最高价化合物,化学式为HBrO₄,是溴的含氧酸之一,其中溴的氧化态为+7。与高氯酸高碘酸不同,高溴酸不稳定,不能通过溴酸热分解反应或卤素间的置换反应制备。首次制得利用的是含放射性的硒酸盐,SeO42−,使其发生β衰变而得到高溴酸盐。现在一般通过二氟化氙氟气氧化溴酸盐制得高溴酸盐后酸化来得到高溴酸。高溴酸是强酸,具强氧化性,是高卤酸中最不稳定的。它容易分解生成溴酸和氧气,进一步分解得到溴。高溴酸可以与碱反应生成高溴酸盐。

制备

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:

SeO→BrO+β(t=22.5min)

BrO→Kr+2O+β(t=2.39h)

后来发现可通过化学反应制备,用氟气或二化氧化溴酸得到,反应式如下:

NaBrO+F+2氢氧化钠=NaBrO+2NaF+HO(产率20%)

NaBrO+XeF+H0=NaBrO+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盐的溶液。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。

性质

高溴酸(实际是高溴酸盐和硫酸的混合液)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,它容易分解,高溴酸根浓度在超过55%时会自动分解,产物为溴酸和氧气:2HBrO=2HBrO+O↑

高溴酸能与金属氧化物强碱弱碱反应,生成高溴酸,同时将低价金属氧化物氧化到最高价。

例如:

AgO+2HBrO=2AgBrO+HO

氢氧化钠+2HBrO=NaBrO+HO

Co(OH)+2HBrO=Co(BrO)+2HO

2FeO+7HBrO=2Fe(BrO)+HBrO+3HO

2MnO+5HBrO+HO=2HMnO+5HBrO

稀的高溴酸可以缓慢氧化溴化物碘化物;浓热的高溴酸可以将氯离子氧化,将Mn氧化为MnO(也就是将锰元素从+2价氧化成+7价),受热的温度不能超过100度,否则会迅速分解。低浓度的高溴酸比较稳定,但在摄氏度100度以上也开始分解。

用途

高溴酸的重要盐类有高溴酸钾和高溴酸(均只存在于溶液中)。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。

参考资料