Броматы

Броматы — неорганические соединения, соли бромноватой кислоты HBrO₃. Бесцветные кристаллические вещества, стабильные при нормальных условиях.

Бромат-анион

Бромат-анион аналогично хлорат-аниону имеет структуру тригональной пирамиды. Длина связей Br—О составляет около 0,178 нм, угол О—Br—О 112 °. Анион BrО₃⁻ 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.

Физические свойстваПравить

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

ПолучениеПравить

Обычно, броматы получают электрохимическим или химическим окислением бромидов:

$\mathsf{N}\mathsf{a}\mathsf{B}\mathsf{r}\mathsf{+}\mathsf{3}\mathsf{N}\mathsf{a}\mathsf{O}\mathsf{C}\mathsf{l}\mathsf{=}\mathsf{N}\mathsf{a}\mathsf{B}\mathsf{r}{\mathsf{O}}_{\mathsf{3}}\mathsf{+}\mathsf{3}\mathsf{N}\mathsf{a}\mathsf{C}\mathsf{l}$${\mathsf {NaBr+3NaOCl=NaBrO_{3}+3NaCl}}$ 

Броматы щелочных и щелочноземельных металлов могут быть получены действием жидкого брома на водные растворы щелочей или карбонатов:

$\mathsf{6}\mathsf{N}\mathsf{a}\mathsf{O}\mathsf{H}\mathsf{+}\mathsf{3}\mathsf{B}{\mathsf{r}}_{\mathsf{2}}\mathsf{=}\mathsf{5}\mathsf{N}\mathsf{a}\mathsf{B}\mathsf{r}\mathsf{+}\mathsf{N}\mathsf{a}\mathsf{B}\mathsf{r}{\mathsf{O}}_{\mathsf{3}}\mathsf{+}\mathsf{3}{\mathsf{H}}_{\mathsf{2}}\mathsf{O}$${\mathsf {6NaOH+3Br_{2}=5NaBr+NaBrO_{3}+3H_{2}O}}$ 

$\mathsf{3}\mathsf{N}{\mathsf{a}}_{\mathsf{2}}\mathsf{C}{\mathsf{O}}_{\mathsf{3}}\mathsf{+}\mathsf{3}\mathsf{B}{\mathsf{r}}_{\mathsf{2}}\mathsf{=}\mathsf{5}\mathsf{N}\mathsf{a}\mathsf{B}\mathsf{r}\mathsf{+}\mathsf{N}\mathsf{a}\mathsf{B}\mathsf{r}{\mathsf{O}}_{\mathsf{3}}\mathsf{+}\mathsf{3}\mathsf{C}{\mathsf{O}}_{\mathsf{2}}$${\mathsf {3Na_{2}CO_{3}+3Br_{2}=5NaBr+NaBrO_{3}+3CO_{2}}}$ 

Нерастворимые в воде броматы получают обменной реакцией между броматами натрия или калия и соответствующих водорастворимых солей металлов:

$\mathsf{A}\mathsf{g}\mathsf{N}{\mathsf{O}}_{\mathsf{3}}\mathsf{+}\mathsf{N}\mathsf{a}\mathsf{B}\mathsf{r}{\mathsf{O}}_{\mathsf{3}}\mathsf{=}\mathsf{A}\mathsf{g}\mathsf{B}\mathsf{r}{\mathsf{O}}_{\mathsf{3}}\downarrow <!--\; \downarrow \; -->\mathsf{+}\mathsf{N}\mathsf{a}\mathsf{N}{\mathsf{O}}_{\mathsf{3}}$${\mathsf {AgNO_{3}+NaBrO_{3}=AgBrO_{3}}}\!\downarrow {\mathsf {+NaNO_{3}}}$ 

Химические свойстваПравить

Броматы — термически нестабильны и разлагаются при нагревании по следующей схеме:

• броматы щелочных, щелочноземельных металлов и серебра (на примере NaBrO₃):

$\mathsf{2}\mathsf{N}\mathsf{a}\mathsf{B}\mathsf{r}{\mathsf{O}}_{\mathsf{3}}\mathsf{=}\mathsf{2}\mathsf{N}\mathsf{a}\mathsf{B}\mathsf{r}\mathsf{+}\mathsf{3}{\mathsf{O}}_{\mathsf{2}}\uparrow <!--\; \uparrow \; -->$${\mathsf {2NaBrO_{3}=2NaBr+3O_{2}}}\!\uparrow$ 

• прочие броматы (на примере Cu(BrO₃)₂):

$\mathsf{2}\mathsf{C}\mathsf{u}\mathsf{(}\mathsf{B}\mathsf{r}{\mathsf{O}}_{\mathsf{3}}{\mathsf{)}}_{\mathsf{2}}\mathsf{=}\mathsf{2}\mathsf{C}\mathsf{u}\mathsf{O}\mathsf{+}\mathsf{2}\mathsf{B}{\mathsf{r}}_{\mathsf{2}}\mathsf{+}\mathsf{5}{\mathsf{O}}_{\mathsf{2}}\uparrow <!--\; \uparrow \; -->$${\mathsf {2Cu(BrO_{3})_{2}=2CuO+2Br_{2}+5O_{2}}}\!\uparrow$ 

В твёрдом состоянии при нагревании броматы проявляют свойства окислителя

$\mathsf{2}\mathsf{K}\mathsf{B}\mathsf{r}{\mathsf{O}}_{\mathsf{3}}\mathsf{+}\mathsf{3}\mathsf{C}\mathsf{=}\mathsf{2}\mathsf{K}\mathsf{B}\mathsf{r}\mathsf{+}\mathsf{3}\mathsf{C}{\mathsf{O}}_{\mathsf{2}}\uparrow <!--\; \uparrow \; -->$${\mathsf {2KBrO_{3}+3C=2KBr+3CO_{2}}}\!\uparrow$ 

В водных растворах броматы проявляют слабые окислительные свойства в кислой среде:

$\mathsf{2}\mathsf{N}\mathsf{a}\mathsf{B}\mathsf{r}{\mathsf{O}}_{\mathsf{3}}\mathsf{+}{\mathsf{I}}_{\mathsf{2}}\mathsf{=}\mathsf{2}\mathsf{N}\mathsf{a}\mathsf{I}{\mathsf{O}}_{\mathsf{3}}\mathsf{+}\mathsf{B}{\mathsf{r}}_{\mathsf{2}}$${\mathsf {2NaBrO_{3}+I_{2}=2NaIO_{3}+Br_{2}}}$ 

Любопытной реакцией с участием броматов является колебательная реакция Белоусова — Жаботинского, в которой происходит периодическое изменение окраски раствора с жёлтой на бесцветную:

$\mathsf{2}\mathsf{B}\mathsf{r}{\mathsf{O}}_{\mathsf{3}}^{\mathsf{-<!--\; -\; -->}}\mathsf{+}\mathsf{3}\mathsf{C}{\mathsf{H}}_{\mathsf{2}}\mathsf{(}\mathsf{C}\mathsf{O}\mathsf{O}\mathsf{H}{\mathsf{)}}_{\mathsf{2}}\mathsf{+}\mathsf{2}{\mathsf{H}}^{\mathsf{+}}\mathsf{=}\mathsf{2}\mathsf{B}\mathsf{r}\mathsf{C}\mathsf{H}\mathsf{(}\mathsf{C}\mathsf{O}\mathsf{O}\mathsf{H}{\mathsf{)}}_{\mathsf{2}}\mathsf{+}\mathsf{3}\mathsf{C}{\mathsf{O}}_{\mathsf{2}}\mathsf{+}\mathsf{4}{\mathsf{H}}_{\mathsf{2}}\mathsf{O}$${\mathsf {2BrO_{3}^{-}+3CH_{2}(COOH)_{2}+2H^{+}=2BrCH(COOH)_{2}+3CO_{2}+4H_{2}O}}$ 

Окислить броматы до перброматов возможно только посредством электролиза или с помощью очень сильных окислителей:

$\mathsf{N}\mathsf{a}\mathsf{B}\mathsf{r}{\mathsf{O}}_{\mathsf{3}}\mathsf{+}{\mathsf{F}}_{\mathsf{2}}\mathsf{+}\mathsf{2}\mathsf{N}\mathsf{a}\mathsf{O}\mathsf{H}\mathsf{=}\mathsf{N}\mathsf{a}\mathsf{B}\mathsf{r}{\mathsf{O}}_{\mathsf{4}}\mathsf{+}\mathsf{2}\mathsf{N}\mathsf{a}\mathsf{F}\mathsf{+}{\mathsf{H}}_{\mathsf{2}}\mathsf{O}$${\mathsf {NaBrO_{3}+F_{2}+2NaOH=NaBrO_{4}+2NaF+H_{2}O}}$ 

ПрименениеПравить

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.

БезопасностьПравить

Все броматы являются окислителями. Броматы ртути и бария в высоких дозах токсичны.

См. такжеПравить

• Хлораты

ЛитератураПравить

• Ахметов Н. С. Общая и неорганическая химия. — М.: Высшая школа, 2001. — ISBN 5-06-003363-5.
• Лидин Р. А. Справочник по общей и неорганической химии. — М.: КолосС, 2008. — ISBN 978-5-9532-0465-1.
• Некрасов Б. В. Основы общей химии. — М.: Лань, 2004. — ISBN 5-8114-0501-4.
• Спицын В. И., Мартыненко Л. И. Неорганическая химия. — М.: МГУ, 1991, 1994.
• Турова Н. Я. Неорганическая химия в таблицах. Учебное пособие. — М.: ЧеРо, 2002. — ISBN 5-88711-168-2.