Hüpobromiit (BrO⁻) — ioon ja desinfitseeriv aine: omadused ja kasutus

Hüpobromiit (BrO⁻) — oksüdeeriv ioon ja tõhus desinfektant: omadused, tootmine, kasutus basseinides ja mikroobide tõrjeks.

Hüpobromiit on ioon. Selle keemiline valem on BrO^-. See sisaldab broomi +1 oksüdatsiooniastmes ja käitub oksüdeeriva ainena. Hüpobromiit on keemiliselt sarnane hüpokloriidiga ning on hüpobroomhappe soolade koostisosaks. Hüpobromiidid (näiteks naatriumhüpobromiit) kasutatakse erinevates desinfitseerimis- ja keemiatööstuse protsessides; hüpobromiit on ka üldiselt tunnustatud desinfitseerimisvahend.

Struktuur ja hüdroloogiline tasakaal

Vee lahuses eksisteerib hüpobromiit sageli tasakaalus hüpobroomhappega (HOBr). Selle tasakaalu sõltuvus pH-st on olulise tähtsusega: happesemas keskkonnas valitseb HOBr, aluselises keskkonnas deprotoniseerub see ja moodustub BrO^-. Reaktsioon broomi ja hüdroksiidi vahel kujuneb tavaliselt nii:

Br₂ + 2 OH^- → BrO^- + Br^- + H₂O

Lisaks tekib hüpobromiit ka siis, kui bromiidi oksüdeeritakse kloori või peroksiidi toimel (vt jaotist „Kasutus ja tekkeallikad“).

Valmistamine ja keemilised reaktsioonid

Hüpobromiite valmistatakse tavaliselt broomiga aluselises lahuses; originaalses tekstis mainitud vormistus on:

Hüpobromiidid valmistatakse broomi lahustamisel aluselises lahuses.

Hüpobromiit ei ole väga püsiv ja disproportsioneerub soojendamisel või aja jooksul, andes osa bromaadiks (BrO₃^-) ja bromiidiks (Br^-):

3 BrO^- → 2 Br^- + BrO₃^-

See disproportsioneerumine ning edasine oksüdeerumine võivad olla oluliseks ohutuse- ja jäätmekäitlusküsimuseks tööstuses ja veetöötluses.

Kasutus ja tekkeallikad

Hüpobromiiti kasutatakse desinfitseerijana, eriti kohtades, kus on olemas bromiidi või kui soovitakse alternatiivi kloorile. Praktikas moodustub desinfektsioonivahendina sageli hüpobroomhapet (HOBr) järgmiste protsesside kaudu:

• Hüpobromiit tekib, kui bromiidi oksüdeeritakse kloori (HOCl) toimel: Br^- + HOCl → HOBr + Cl^-.
• Basseinides ja vee desinfitseerimisel võib bromiide lisada koos klooriga, et moodustada hüpobromiiti, mis desinfitseerib basseinid.

Immuunsüsteemis moodustavad mõned valged vererakud (näiteks neutrofiilid ja eosinofiilid) peroksüdaasiaktiivsuse abil antimikroobse ainese, oksüdeerides bromiidi peroksiidiga hüpobromiidiks ning kasutades seda mikroobide tapmiseks; see protsess kirjeldatakse lühidalt nii: mõned valged vererakud oksüdeerivad bromiidi peroksiidiga hüpobromiidiks ja kasutavad hüpobromiiti mikroobide tapmiseks.

Võrdlus hüpokloriidiga ja antimikroobne toime

Hüpobromiit/HOBr on tugev oksüdeerija ja desinfektant, kuid selle reaktsioonivaldkond ja selektiivsus erinevad mõningal määral hüpokloriidist (HOCl). HOBr on tavaliselt selektiivsem ja reageerib kergemini teatud orgaaniliste rühmadega (näiteks tiolidega ja aminogruppidega), mistõttu selle desinfektsioonimehhanism hõlmab valkude halvenemist ja mikroobide raku struktuuri kahjustamist. Samas on hüpobromiinid vähem agressiivsed kui hüdroksükloriid mõnedes reaktsioonitingimustes, mis võib olla eelis või puudus sõltuvalt rakendusest.

Ohutus ja keskkonnamõjud

• Ohtlikkus ja käitlemine: hüpobromiidid ja HOBr on oksüdeerivad ning võivad olla söövitavad ja ärritavad. Töötamisel tuleb järgida tavapäraseid ohutusnõudeid: kaitseprillid, kindad, ventilatsioon ning vältida kokkupuudet orgaaniliste materjalide ja põlevate ainega.
• Keskkonnamõjud: bromiidi oksüdeerumine desinfektsiooniprotsessides võib viia ohtlike kõrvalproduktide tekkeni. Näiteks bromaadi (BrO₃^-) teke on terviseriskina oluline, sest bromaati peetakse potentsiaalselt kantserogeenseks. Samuti võib orgaanilise aine juuresolekul tekkida bromitud trihalometaanide (nt bromoform) või teiste bromitud disinfitseerimisjääkide teke, mis on olulised veekvaliteedi ja tervise seisukohad.

Praktilised näited ja soolad

Tavapärased hüpobromiidsoolad on näiteks naatriumhüpobromiit (NaBrO, tihti kirjeldatud kui NaOBr) ja vähem levinud kaltsiumhüpobromiit. Mõned hüpobromiidid leiavad rakendust ka orgaanilises keemias kui bromi allikad või selektiivsed oksüdeerijad, kuid neil on tavaliselt piiratud stabiilsus ja nõuavad ettevaatlikku käsitlemist.

Kokkuvõte

Hüpobromiit (BrO^-) on broomi +1 oksüdatsiooniastmega anion, mis toimib tugeva ja selektiivse oksüdeerijana ning millel on oluline roll desinfitseerimises ja immuunsüsteemi keemilistes mehhanismides. Selle kasutamine nõuab siiski tähelepanu stabiilsusele, kõrvalreaktsioonidele (nt disproportsioneerumine bromaadiks ja bromiidiks) ning võimalikele tervise- ja keskkonnariskidele desinfitseerimisprotsessides.

Küsimused ja vastused

K: Mis on hüpobromiit?

K: Milline on broomi aatomi oksüdatsiooniaste hüpobromiidis?

K: Kas hüpobromiit on oksüdeeriv aine?

K: Mis on hüpobromiit?

K: Milline on hüpobromiidi funktsioon?

K: Kuidas tehakse hüpobromiiti?

K: Mis juhtub, kui hüpobromiiti kuumutada?

Otsing