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 °^[1]. 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 свойства

Физические константы некоторых броматов^[2]:

Формула	Молярная масса, г/моль	Цвет	Плотность, г/см³	Температура плавления, °C	Температура разложения, °C
AgBrO₃	235,77	белый	5,21	−	350
Al(BrO<sub>3</sub>)<sub>3</sub> • 9H<sub>2</sub>O	572,82	белый	н/д	62,3	100
Ba(BrO₃)₂	393,13	белый	3,99	−	270
<b>CsBrO<sub>3</sub></b>	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^[К 1]	−	> 300
NaBrO₃	150,89	белый	3,339	380	380
Nd(BrO₃)₃ • 9H₂O	690,08	красный	н/д	66,7	150 (−H₂O); 450
Sm(BrO<sub>3</sub>)<sub>3</sub> • 9H<sub>2</sub>O	696,20	жёлтый	н/д	74,5	150 (−H₂O); > 500
Sr(BrO<sub>3</sub>)<sub>2</sub>	343,42	белый	3,77^[К 2]	−	240
Y(BrO₃)₃ • 9H₂O	634,74	белый	н/д	74	> 350
Zn(BrO<sub>3</sub>)<sub>2</sub> • 6H<sub>2</sub>O	429,28	белый	2,57	100	200 (−H₂O); 700

Получение

Обычно, броматы получают электрохимическим или химическим окислением бромидов:

{\mathsf {NaBr+3NaOCl=NaBrO_{3}+3NaCl}}

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

{\mathsf {6NaOH+3Br_{2}=5NaBr+NaBrO_{3}+3H_{2}O}}

{\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 {AgNO_{3}+NaBrO_{3}=AgBrO_{3}}}\!\downarrow {\mathsf {+NaNO_{3}}}

Химические свойства

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

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

{\mathsf {2NaBrO_{3}=2NaBr+3O_{2}}}\!\uparrow

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

{\mathsf {2Cu(BrO_{3})_{2}=2CuO+2Br_{2}+5O_{2}}}\!\uparrow

В твёрдом состоянии при нагревании броматы проявляют свойства окислителя

{\mathsf {2KBrO_{3}+3C=2KBr+3CO_{2}}}\!\uparrow

В водных растворах броматы проявляют слабые окислительные свойства в кислой среде^[3]:

{\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^[4]:

{\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^[3]:

{\mathsf {NaBrO_{3}+F_{2}+2NaOH=NaBrO_{4}+2NaF+H_{2}O}}

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 и бария в высоких дозах токсичны.

См. также

Хлораты

Литература

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.

Примечания

↑ Турова Н. Я. Неорганическая химия в таблицах. — М.: Высший химический колледж РАН, 1997. — С. 7.
↑ Лидин Р. А., Андреева Л. Л., Молочко В. А. Глава 3. Физические свойства // Константы неорганических веществ: справочник / Под редакцией проф. Р.А.Лидина. — 2-е изд., перераб. и доп.. — М.: «Дрофа», 2006. — С. 72—191. — ISBN 5-7107-8085-5.
↑ ¹ ² Неорганическая химия / Под редакцией Ю. Д. Третьякова. — Академия, 2004. — Т. 2: Химия непереходных элементов. — С. 311—315. — ISBN 5-7695-1436-1.
↑ Неорганическая химия / Под редакцией Ю. Д. Третьякова. — Академия, 2004. — Т. 1: Физико-химические основы неорганической химии. — С. 114. — 368 с. — ISBN 5-7695-1446-9.