Bromat (BrO3−): lastnosti, nastanek in tveganja

Bromat (BrO3−): močan oksidant v vodi — lastnosti, nastanek pri reakcijah bromid+ozon/klor, zdravstvena tveganja, rakotvornost in ukrepi za zmanjšanje izpostavljenosti.

Bromat je ion. Njegova kemijska formula je BrO₃^-. Vsebuje brom v oksidacijskem stanju +5. Je pogostejši od hipobromitov, perbromatov in bromitov. Kot primer bromatne soli se pogosto navaja natrijev bromat. Bromati so močni oksidanti, stabilni v nevtralnih in rahlo alkalnih raztopinah, topni v vodi kot soli (npr. kalijev ali natrijev bromat).

Lastnosti

• Struktura in oksidacijsko število: BrO₃^- vsebuje eno atomsko jedro broma, obdano s tremi kisikovimi atomi; brom je v oksidacijskem stanju +5.
• Redoks obnašanje: deluje kot močan oksidant — lahko sprejme elektrone in se reducira do bromida (Br^-), zlasti v prisotnosti močnih reducentov.
• Topnost in stabilnost: bromatne soli (npr. KBrO₃, NaBrO₃) so običajno dobro topne v vodi; v kislem okolju ali ob prisotnosti reducentov se lahko reducirajo.
• Fizikalne lastnosti: specifične vrednosti (talilna/ključišča) so odvisne od konkretne soli (kalijev, natrijev itd.).

Nastanek in pridobivanje

Bromati nastajajo z oksidacijo bromidov. Pogoste poti nastanka so:

• Z reakcijo bromidov z ozonom — to je pomembno v postopkih razkuževanja vode z ozonom, saj lahko iz bromidov v vodi nastane bromat kot stranski produkt.
• Elektroliza vroče raztopine bromidov — pri anodnem oksidiranju bromidov deloma nastane bromat.
• Klorov dioksid lahko na sončni svetlobi reagira z bromidom in nastane bromat — fotokemijske reakcije v vodnih sistemih prispevajo k nastanku bromata.
• Disproporcionacija bromovega elementa ob delovanju močnih baz, npr. reakcija kalijevega hidroksida z bromom — pri čemer se pri nekaterih pogojih tvorita bromid in bromat.
• Razgradnja oziroma bazična oblika bromove kisline z bazo vodi do nastanka bromata.

Uporaba

Bromati in njihove soli so se uporabljali kot oksidanti v industriji: v organski sintezi, barvarstvu, fotografiji in nekdaj kot aditivi v pekarstvu (kalijev bromat je bil uporabljen kot sredstvo za izboljšanje glutena v moki). Zaradi zdravstevnih skrbi pa je uporaba bromatov v hrani v mnogih državah prepovedana ali strogo omejena.

Tveganja za zdravje in okolje

Bromati so predmet zdravstevnih opozoril:

• Karakter raka: nekateri bromatni spojini, zlasti kalijev bromat (KBrO₃), so bili v študijah na živalih povezani z nastankom raka. Zato jih mednarodne agencije in regulativni organi obravnavajo kot potencialno nevarne za dolgotrajno izpostavljenost.
• Akutna toksičnost: visoke koncentracije bromata lahko povzročijo prebavne motnje, poškodbe ledvic in motnje v elektrolitnem ravnovesju; posebej ranljivi so kronični izpostavljeni posamezniki.
• Disinfection by‑product: v pitni vodi lahko nastane kot stranski produkt ob uporabi močnih oksidantov (ozon) v prisotnosti bromidov; zato je pomembno spremljanje in regulacija koncentracij bromata v vodi za pitje.

Regulacija: Svetovna zdravstvena organizacija (WHO) in nekateri nacionalni organi za varstvo vode priporočajo zelo nizke mejne vrednosti za bromat v pitni vodi (v več jurisdikcijah je priporočena ali zakonska meja okoli 10 µg/L oziroma 0,01 mg/L). V prehrani je uporaba bromatov v številnih državah prepovedana.

Kako zmanjšati nastanek in prisotnost bromata

• Preprečevanje nastanka: zmanjšanje koncentracije bromidov v surovi vodi (npr. izbira ustreznega vira vode), prilagoditev postopkov z razkuževanjem (manjša doza ozona, izogibanje kombinacijam, ki povečajo tvorbo bromata) in uporaba alternativnih postopkov razkuževanja.
• Mobilne in tehnične metode odstranjevanja: anionska izmenjava, reverzna osmoza in določene redoks reakcije (npr. redukcija z žveplovimi spojinami, sulfitom) so učinkovite metode za znižanje koncentracije bromata v vodi. Aktivno oglje je za bromat manj učinkovito kot za druge organske DBP, zato se pogosto uporablja v kombinaciji z drugimi metodami.
• Monitoring: redno spremljanje s standardnimi analitskimi metodami (ionska kromatografija, spektrofotometrija) je ključno za zgodnje odkrivanje in upravljanje tveganj.

Bromati nastanejo, ko je bromid v vodi in reagira z ozonom ali klorom, zato je včasih treba ukrepati in odpraviti ali znižati raven bromata v vodi, če presega varne meje. Zaradi potencialne rakotvornosti so sprejeti številni ukrepi za omejevanje izpostavljenosti in nadzor koncentracij v pitni vodi ter prepovedi uporabe v hrani.

Vprašanja in odgovori

V: Kaj je bromat?

V: Kaj je primer bromata?

V: Kako nastanejo bromati?

V: Kakšne so lastnosti bromatov?

V: Kako lahko klorov dioksid reagira z bromidom?

V: Ali je bromat varen za uživanje?

V: Kako se imenuje metoda reakcije kalijevega hidroksida z bromom?

Išči po črki