Hipobromit: formula, lastnosti, razkužilna in biološka vloga

Hipobromit je ion. Njegova kemijska formula je BrO^-. Vsebuje brom v oksidacijskem stanju +1 in je oksidativno sredstvo. Podoben je hipokloritu. Hipobromiti so soli hipobromove kisline. Hipobromit je razkužilo. Nekatere bele krvničke s peroksidom oksidirajo bromid v hipobromit in s hipobromitom uničujejo mikrobe. Bromide lahko dodamo v bazene skupaj s klorom, da nastane hipobromit, ki razkuži bazene.

Kemijska formula, struktura in pH‑odvisnost

Hipobromit (BrO^-) je enkoordiniran anion, v vodnih raztopinah pa je v ravnovesju z nepotopno obliko hipobromove kisline (HOBr). Pri nižjem pH prevladuje HOBr, pri višjem pH pa BrO^-. pKa hipobromove kisline je približno 8,6, zato je pri običajnem pH vode (okoli 7–8) prisotna obe obliki. Molekulska masa aniona (pribl.) ustreza seštevku mase Br in O (≈95,9 g·mol⁻¹ za en atomski ekvivalent).

Lastnosti in tipične reakcije

• Hipobromit je močno oksidacijsko sredstvo; oksidira organske snovi in anorganske reducentne spojine.
• Reakcije z amini, thioli in sulfidi lahko vodijo do oksidativne substitucije ali do nastanka bromiranih produktov.
• Ob segrevanju ali daljšem shranjevanju hipobromit disproporcionira v bromat (BrO₃^-) in bromid (Br^-); značilna uravnotežena reakcija je:

3 BrO^- → 2 Br^- + BrO₃^-

Ta disproporcionacija je eden od razlogov, zakaj hipobromit ni dolgoročno stabilen pri povišanih temperaturah ali v močno alkalnih raztopinah brez dodatkov, ki ga stabilizirajo.

Priprava

Hipobromit nastane z raztapljanjem broma v bazični raztopini:

Br₂ + 2 OH^- → BrO^- + Br^- + H₂O

Prav tako ga lahko tvorimo oksidacijo bromidov z močnejšimi oksidanti (npr. z aktivnim klorom), kar izkoriščajo sisteme za razkuževanje, kjer se bromidi ob prisotnosti klora ali drugih oksidantov pretvorijo v hipobromit/hipobromovo kislino.

Razkužilna vloga in uporaba v kopalnih vodah

Hipobromit in hipobromova kislina sta učinkoviti razkužili; HOBr je dobro topen v vodi in prodira v mikroorganizme, kjer oksidativno poškoduje celične membrane, beljakovine in nukleinske kisline. Zato se bromidi pogosto uporabljajo v kombinaciji s klorom v bazenih in toplicah, saj nastali hipobromit deluje kot sekundarno razkužilo. Sistem s tokom bromida in klora omogoča ohranjanje dezinfekcijske učinkovitosti tudi pri povišanih koncentracijah amonijskih spojin, kjer klor tvori kloramine, medtem ko brom tvori bromamine z drugačnim profilom učinkovanja.

Biološka vloga

V telesu je hipobromit povezan z imunskimi obrambnimi mehanizmi. Nekatere bele krvničke s peroksidom oksidirajo bromid v hipobromit (ali v ekvivalentno oksidirano obliko, npr. HOBr) in s tem uničujejo mikrobe. To je pomembno pri delovanju določenih celic, kot so eozinofilci in nekatere druge fagocitne celice, ki uporabljajo peroksidazne encima za tvorbo halogeniranih oksidantov.

Stabilnost, stranski produkti in varnost

• Hipobromit se razkraja s časom in ob segrevanju; nastaja bromat (BrO₃^-) kot stranski produkt, ki je okoljsko in zdravstveno pomemben (bromat je preučevan kot potencialno kancerogen).
• V kopalnih vodah se lahko tvorijo bromirani stranski produkti (bromirani DPB), vključno z bromamini, ki povzročajo neprijeten vonj in lahko dražijo sluznico.
• Pri ravnanju s koncentriranimi raztopinami je potrebna zaščita oči in kože; spojine so oksidativne in lahko povzročijo opekline ali draženje.

Uporabnost in omejitve

Hipobromit je cenjen zaradi razkužilnih lastnosti in primeren za uporabo v določenih sistemih (toplice, industrijski protibakterijski postopki, laboratorijska oksidacija). Vendar je njegova razpoložljivost, stabilnost in tvorba neželenih stranskih produktov (bromatov in bromiranih DBP) omejevalni dejavnik; zato se uporablja s previdnostjo in ustreznim nadzorom parametrov (pH, temperatura, koncentracije).

Za praktično uporabo: pri obdelavi vode se pogosto uporablja ne neposredno hipobromit, temveč izdelki in sistemi, ki ustvarjajo in vzdržujejo ustrezno ravnovesje bromid/HOBr/BrO^-, ter hkrati zmanjšujejo nastanek nevarnih nečistoč. Pri laboratorijskih postopkih je hipobromit uporaben kot oksidant ali kot reagent za selektivno halogenacijo, a ga je treba uporabljati kratkotrajno in v nadzorovanih pogojih.

Vprašanja in odgovori

V: Kaj je hipobromit?

V: Kakšno je oksidacijsko stanje bromovega atoma v hipobromitu?

V: Ali je hipobromit oksidativno sredstvo?

V: Kaj so hipobromiti?

V: Kakšna je funkcija hipobromita?

V: Kako se izdela hipobromit?

V: Kaj se zgodi, ko hipobromit segrevamo?

Išči po črki