Kinetik der Reaktion zwischen Wasserstoffperoxid und hypobromiger Säure: Implication on water treatment and natural systems

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HOBr kann in verschiedenen Oxidationsprozessen in technischen und natürlichen Systemen gebildet werden. Die Geschwindigkeit der HOBr-Reduktion durch H2O2 ist entscheidend für die Vermeidung der Bildung von bromierten organischen Verbindungen und Bromat bei fortgeschrittenen oder natürlichen Oxidationsprozessen auf Ozon- oder Wasserstoffperoxidbasis. Aus der pH-Abhängigkeit dieser Rate, die durch Stop-Flow-Messungen ermittelt wurde, schließen wir, dass entweder OBr- und H2O2 oder HOBr und HO-2 miteinander reagieren. Unter der Annahme, dass eine der beiden Reaktionen stattfindet, wurden die entsprechenden Geschwindigkeitskonstanten zweiter Ordnung zu kOBr–H2O2 = (1,2 ± 0,2)-106M-1s-1 und kHOBr-HO-2 = (7,6 ± 1,3)-108M-1s-1 bestimmt. Mechanistische Überlegungen lassen den Schluss zu, dass ein nucleophiler Angriff von HO-2 auf HOBr die dominierende Reaktion im System sein muss. Aus den ermittelten Geschwindigkeitskonstanten lässt sich abschätzen, dass die Halbwertszeit für HOBr bei einer H2O2-Konzentration von 0,1 mg L-1 (3 μM) bei pH 8 weniger als ein paar Sekunden beträgt. Bei einem niedrigeren pH-Wert von 5, wie er in Wolkengewässern anzutreffen ist, beträgt die Halbwertszeit von HOBr bei gleicher H2O2-Konzentration jedoch mehrere Stunden.

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