Ácido perbrómico (HBrO4): propiedades, riesgos y usos
El ácido perbrómico o ácido tetraoxo brómico es un compuesto inorgánico de fórmula HBrO4. Se trata de un ácido oxácido de bromo, donde este posee estado de oxidación 7+.
Es inestable y no puede formarse por desplazamiento del cloro del ácido perclórico, a medida que se prepara el ácido perbrómico; sólo puede hacerse mediante la protonación del ion perbromato.
El ácido perbrómico es un ácido fuerte y agente oxidante poderoso. Es el menos estable de los oxácidos de halógeno (VII). Se descompone rápidamente a ácido brómico y oxígeno liberando vapores marrones de bromo tóxico.
Su base conjugada es el ion perbromato que, a diferencia de los percloratos, no es accesible mediante electrolisis. Se forma al hacer reaccionar bromatos con ozono o cuando el ácido perbrómico reacciona con bases (Ropp, 2013). Se ha desarrollado una nueva síntesis de perbromatos, que consiste en la oxidación de bromato con flúor en solución alcalina.
BrO3– + F2 + H2O → BrO4– + HF
Fue descubierto por el decaimiento de una muestra radioactiva de selenato (SeO4–). También se produce el compuesto al exponer cristales de bromato a radiación γ (A. J. Downs, 1973)
El ácido perbrómico es un ácido monobásico fuerte. Sus soluciones acuosas son estables hasta aproximadamente 6 M (55% HBrO4) pero se descomponen a mayor concentración (Appelman, 1969).
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El ácido perbrómico existe únicamente en solución. Es un líquido incoloro sin aroma característico (National Center for Biotechnology Information, 2017).
El compuesto posee un peso molecular de 144,908 g/mol. Dada su inestabilidad, sus propiedades se calcularon mediante métodos computacionales obteniéndose que posee un punto de fusión y de ebullición de 204,77 °C y 512,23 °C respectivamente.
Su solubilidad en agua, obtenida también mediante cálculos computacionales, está al orden de 1 x 106 mg por litro a 25 °C (Royal Society of Chemistry , 2015). El ácido perbrómico es un ácido fuerte, teniendo un solo protón por cada átomo de bromo heptavalente. En solución acuosa se disocia completamente al ion hidronio y a BrO4–.
Soluciones de concentraciones mayores a 6M (55% p/v) son inestables en el aire ocurriendo una descomposición autocatalítica del compuesto que es completa a concentraciones de 80%. Esta reacción de descomposición también es catalizada por metales como el Ce4+ y Ag+ (Egon Wiberg, 2001).
El ácido perbrómico es un compuesto inestable sin embargo tiene propiedades de ácido fuerte cuando se logra aislar. Es extremadamente peligroso en caso de contacto con la piel (es corrosivo e irritante), de contacto con los ojos (irritante) y en caso de ingestión. También muy peligroso en caso de inhalación.
Una sobreexposición severa puede producir daño pulmonar, asfixia, pérdida del conocimiento o muerte. La exposición prolongada puede causar quemaduras en la piel y ulceraciones. La sobreexposición por inhalación puede causar irritación respiratoria.
La inflamación del ojo se caracteriza por enrojecimiento, riego y picazón. La inflamación de la piel se caracteriza por picazón, descamación, enrojecimiento y ocasionalmente, formación de ampollas.
La sustancia es tóxica para los riñones, los pulmones y las membranas mucosas. La exposición repetida o prolongada a la sustancia puede producir daños en estos órganos.
En caso de contacto con los ojos se debe verificar si se están usando lentes de contacto y removerlos inmediatamente. Se deben enjuagar los ojos con agua corriente durante al menos 15 minutos, manteniendo los párpados abiertos. Se puede usar agua fría. No se debe usar ungüento para los ojos.
Si el producto químico entra en contacto con la ropa, retírela lo más rápido posible, protegiendo sus propias manos y cuerpo. Coloque a la víctima bajo una ducha de seguridad.
Si el producto químico se acumula en la piel expuesta de la víctima, como las manos, se lava suave y cuidadosamente la piel contaminada con agua corriente y jabón no abrasivo.
También se puede neutralizar el ácido con hidróxido de sodio diluido o con una base débil como bicarbonato de sodio. Si la irritación persiste, busque atención médica. Lave la ropa contaminada antes de volver a usarla.
Si el contacto con la piel es grave, se debe lavar con un jabón desinfectante y cubrir la piel contaminada con una crema anti-bacteriana.
En caso de inhalación, se debe dejar reposar a la víctima en un área bien ventilada. Si la inhalación es grave, se debe evacuar a la víctima a una zona segura tan pronto como sea posible.
Afloje la ropa apretada tales como cuello de camisa, cinturones o corbata. Si a la víctima le resulta difícil respirar, se debe administrar oxígeno. Si la víctima no está respirando, se realiza una resucitación boca a boca.
Siempre tomando en cuenta que puede ser peligroso para la persona que proporciona ayuda dar reanimación boca a boca, cuando el material inhalado es tóxico, infeccioso o corrosivo.
En caso de ingestión, no induzca el vómito. Afloje la ropa apretada tal como cuellos de camisa, cinturones o corbatas. Si la víctima no está respirando, realice resucitación boca a boca. En todos los casos se debe buscar atención médica inmediata.
El principal uso del ácido perbrómico es como agente reductor en el laboratorio. Soluciones diluidas de ácido perbrómico son agentes oxidantes lentos a pesar de su gran potencial REDOX (+1,76 voltios) sin embargo es un mejor oxidante que el ácido perclórico.
El ácido perbrómico puede oxidar lentamente los iones bromuro y yoduro. En soluciones de concentración 12 molar puede oxidar rápidamente el ion cloruro y explota en presencia de ácido nítrico. Soluciones de concentración 3 molar de ácido perbrómico puede oxidar fácilmente el acero inoxidable.
A una temperatura de 100 °C, soluciones 6 molar de ácido perbrómico puede oxidar el ion manganeso (Mn2+) a permanganato (MnO4–). La reducción del compuesto a bromo se puede lograr con cloruro de estaño (SnO2).
El otro uso del ácido perbrómico es la síntesis de sales de perbromato como el perbromato de sodio o el perbromato de potasio.
Este último es un compuesto bastante estable que resiste temperaturas de 274 °C. A temperaturas superiores se reduce a bromato de potasio, a diferencia del perclorato el cual a altas temperaturas produce oxígeno y cloruro de potasio.
- J. Downs, C. J. (1973). The Chemistry of Chlorine, Bromine, Iodine and Astatine. Oxford: Pergamon press LTD.
- Appelman, E. H. (1969). Perbromic acid and perbromates: Synthesis and some properties. Inorganic Chemistry 8(2) · , 223–227. Recuperado de researchgate.net.
- Egon Wiberg, N. W. (2001). Inorganic Chemistry. New York: Academic Press.
- EMBL-EBI. (2007, Octubre 28). perbromic acid. Recuperado de ebi.ac.uk.
- National Center for Biotechnology Information. (2017, Abril 30). PubChem Compound Database; CID=192513. Recuperado de pubchem.ncbi.nlm.nih.gov.
- Ropp, R. C. (2013). Encyclopedia of the Alkaline Earth Compounds. Oxford: Elsevier.
- Royal Society of Chemistry . (2015). Perbromic acid. Recuperado de chemspider.com.