Броматы
Броматы
Броматы — неорганические соединения, соли бромноватой кислоты HBrO3. Бесцветные кристаллические вещества, стабильные при нормальных условиях.
Бромат-анион аналогично хлорат-аниону имеет структуру тригональной пирамиды. Длина связей Br—О составляет около 0,178 нм, угол О—Br—О 112 °. Анион BrO3− не образует ковалентных связей и не склонен образовывать координационные связи. Броматы по своим химическим свойствам аналогичны хлоратам, но более термически устойчивы, менее растворимы в воде и являются более сильными окислителями. Наибольшее практическое применение находят броматы натрия и калия.
Содержание
Физические свойства
Физические константы некоторых броматов:
| Формула | Молярная масса, г/моль | Цвет | Плотность, г/см3 | Температура плавления, °C | Температура разложения, °C |
|---|---|---|---|---|---|
| AgBrO3 | 235,77 | белый | 5,21 | − | 350 |
| Al(BrO3)3 • 9H2O | 572,82 | белый | н/д | 62,3 | 100 |
| Ba(BrO3)2 | 393,13 | белый | 3,99 | − | 270 |
| CsBrO3 | 260,81 | белый | 4,11 | 420 | 420 |
| Cu(BrO3)2 | 319,35 | белый | н/д | − | 550 |
| Dy(BrO3)3 | 546,20 | жёлтый | н/д | − | > 600 |
| Hg(BrO3)2 • 2H2O | 492,42 | белый | н/д | − | > 130 |
| Hg2(BrO3)2 | 656,98 | белый | н/д | − | > 200 |
| KBrO3 | 167,00 | белый | 3,25 | 434 | > 450 |
| Mg(BrO3)2 | 280,11 | белый | 2,29 | − | > 300 |
| NaBrO3 | 150,89 | белый | 3,339 | 380 | 380 |
| Nd(BrO3)3 • 9H2O | 690,08 | красный | н/д | 66,7 | 150 (−H2O); 450 |
| Sm(BrO3)3 • 9H2O | 696,20 | жёлтый | н/д | 74,5 | 150 (−H2O); > 500 |
| Sr(BrO3)2 | 343,42 | белый | 3,77 | − | 240 |
| Y(BrO3)3 • 9H2O | 634,74 | белый | н/д | 74 | > 350 |
| Zn(BrO3)2 • 6H2O | 429,28 | белый | 2,57 | 100 | 200 (−H2O); 700 |
Получение
Обычно, броматы получают электрохимическим или химическим окислением бромидов:
Броматы щелочных и щелочноземельных металлов могут быть получены действием жидкого брома на водные растворы щелочей или карбонатов:
- 3 Na2CO3 + 3 Br2 = 5 NaBr + NaBrO3 + 3 CO2
Нерастворимые в воде броматы получают обменной реакцией между броматами натрия или калия и соответствующих водорастворимых солей металлов:
- AgNO3 + NaBrO3 = AgBrO3 ↓ + NaNO3
Химические свойства
Броматы — термически нестабильны и разлагаются при нагревании по следующей схеме:
- броматы щелочных, щелочноземельных металлов и серебра (на примере NaBrO3):
- 2 NaBrO3 = 2 NaBr + 3 O2 ↑
- прочие броматы (на примере Cu(BrO3)2):
- 2 Cu(BrO3)2 = 2 CuO + 2 Br2 + 5 O2 ↑
В твёрдом состоянии при нагревании броматы проявляют свойства окислителя
- 2 KBrO3 + 3 C = 2 KBr + 3 CO2 ↑
В водных растворах броматы проявляют слабые окислительные свойства в кислой среде:
- 2 NaBrO3 + I2 = 2 NaIO3 + Br2
Любопытной реакцией с участием броматов является колебательная реакция Белоусова — Жаботинского, в которой происходит периодическое изменение окраски раствора с жёлтой на бесцветную:
- 2 BrO3− + 3 CH2(COOH)2 + 2 H+ = 2 BrCH(COOH)2 + 3 CO2 + 4 H2O
Окислить броматы до перброматов возможно только посредством электролиза или с помощью очень сильных окислителей:
Применение
Броматы используются в броматометрии, производстве некоторых пиротехнических составов, для выпечки хлеба, а также в неорганическом синтезе для получения бромноватой кислоты и перброматов. Также броматы применяются как окислители в практике органического синтеза.
Безопасность
Все броматы являются окислителями. Броматы ртути, бария и калия токсичны.