Perbromat (BrO4−): definition, egenskaber, oxidationsmiddel og fremstilling

Perbromat (BrO4−): stærkt, ustabilt oxidationsmiddel — egenskaber, reaktioner og fremstilling via elektrolyse eller oxidation med fluor/XeF2. Læs om teori, anvendelser og sikkerhed.

Perbromat er en ion med den kemiske formel BrO₄^-. Den indeholder brom i oxidationstrin +7 og er et kraftigt oxidationsmiddel. Perbromationen er kemisk beslægtet med perchlorat (ClO₄^-) og kan betragtes som det højeste oxidationsprodukt af brom under almindelige forhold.

Struktur og egenskaber

Perbromat har en tetraedrisk BrO₄-struktur, hvor brom er bundet til fire oxygenatomer. Ladningen er delokaliseret over oxygenatomerne gennem resonans, hvilket giver en vis stabilisering. Trods dette er perbromat betydeligt mindre stabilt end de tilsvarende per-oxoanioner af klor og broms nære elemeter, og det henfalder relativt let til lavere oxyanioner såsom bromat (BrO₃^-) under tilbøjelige betingelser, ofte med frigivelse af ilt (O₂).

Fysiske og kemiske kendetegn

• Oxidationstrin: Brom i +7.
• Oxidationsmiddel: Perbromat er et stærkt oxidationsmiddel og kan oxidere mange uorganiske og organiske stoffer.
• Stabilitet: Perbromat er relativt ustabil; det nedbrydes især ved opvarmning, i sure opløsninger eller i nærvær af reduktionsmidler.
• Salte: Perbromater forekommer som salte (fx natrium- eller kaliumperbromat), som generelt er vandopløselige og bruges kun i begrænset omfang pga. ustabilitet.

Fremstilling

Perbromat fremstilles i laboratoriet og industrielt ved flere metoder:

• Den første isolering af perbromat skete ved henfald af en radioaktiv selenat, hvilket dokumenterede ionens eksistens i opløsning.
• Elektrolytisk oxidation af bromat (BrO₃^-) kan give perbromat under kontrollerede betingelser; dette er en almindelig fremstillingsmetode i laboratorier.
• Stærke fluoroxidanter kan oxidere bromat til perbromat, fx ved oxidation med fluor eller med xenondifluorid (XeF₂). Disse reaktioner udnytter fluors ekstremt høje oxidative evne til at løfte brom til +7.

Reaktivitet og anvendelser

På grund af sin kraftige oxidationskraft og begrænsede stabilitet er perbromat ikke et almindeligt anvendt kemikalie uden for specialiseret forskning. Eksempler på anvendelsesområder og reaktioner:

• Som oxidationsmiddel i syntesekemi, hvor det kan give adgang til højere oxideringsstadier af organiske eller uorganiske substrater.
• I studier af redoxkemi og mekanismer, hvor perbromat bruges til at undersøge reaktionsforløb for meget oxiderende forhold.
• Begrænsede analytiske eller syntetiske anvendelser, hvor perbromat dannes eller anvendes midlertidigt.

Sikkerhed og håndtering

• Perbromater er stærke oxidanter og kan reagere voldsomt med organiske materialer eller reducerende stoffer. Undgå kontakt med brændbare materialer.
• Håndteres med passende værnemidler (handsker, beskyttelsesbriller og laboratoriekittel) og i et godt ventileret område eller under emhætte.
• Kemikalierester bør neutraliseres eller disponeres efter gældende regler for oxiderende affald. Konsulter sikkerhedsdatabladet for konkret rådgivning.

Sammenfattende er perbromat (BrO₄^-) et kraftigt, men kemisk ustabilt oxidationsmiddel med begrænsede praktiske anvendelser pga. dets tilbøjelighed til at henfalde til bromat og frigive ilt. Fremstillingsmetoder omfatter både elektrolyse af bromat og oxidation med meget stærke fluorerede oxidanter.

Søg efter bogstav