Bromát: definíció, előállítás, tulajdonságok és egészségügyi kockázatok

Bromát: mi az, hogyan képződik és milyen kémiai tulajdonságai vannak — rákkeltő kockázatok, vízkezelés, megelőzés és szabályozás egy áttekintésben.

A bromát a BrO₃^- képlettel jelölt anion, vagyis egy ion. A benne lévő brómot +5-ös oxidációs állapotban tartalmazza. A bromátok általában gyakoribbak, mint az hipobromitok, a perbrómátok és a brómitok. Több bromát-só ismert; például a nátrium-bromát tipikus fehér, vízben jól oldódó kristályos vegyület. A bromátok erős oxidálószerek, reakcióképességük miatt fontosak mind a laboratóriumi, mind ipari környezetben.

Előállítás

A bromátok többféle úton előállíthatók:

• Oxidáció: a természetes és ipari gyakorlatban leggyakrabban bromidok ózonnal történő oxidációjával keletkeznek; ez a folyamat például vizes rendszerekben (ivóvíz, uszodavíz) fontos.
• Elektrolízis: forró brómoldat elektrolízisével is készíthetők bromátok.
• Diszproporcionálás: bróm reakciója lúgos oldatban, például bróm + kálium-hidroxid, során részben bromid és részben bromát keletkezik (egyszerűsítve: KBr + KBrO₃ keletkezése).
• Kémiai oxidálószerek: bizonyos oxidálószerek, például a klór-dioxid napfényben bromiddal reakcióba lépve brómátot hozhat létre.
• Más módszerek: a brómsav és bázis reakciójával szintén előállíthatók bromát-sók.

Fizikai és kémiai tulajdonságok

• A bromát-ion színtelen, oldatban stabilan jelen lehet.
• A bromát-sók (például nátrium- vagy kálium-bromát) általában fehér, kristályos anyagok, jó vízoldékonysággal.
• Erős oxidálószerként képesek más ionokat vagy szerves anyagokat oxidálni (pl. jodidot joddá oxidálják), ezért reaktívak és potenciálisan veszélyesek szerves anyagokkal érintkezve.
• Hő és erős redukálószerek hatására bomolhatnak, csökkentve oxidáló képességüket.

Felhasználás

Bromátokat ipari és laboratóriumi környezetben használnak oxidálószerként, valamint egyes speciális folyamatokban, például szintézisekben. Egyes országokban a kálium-bromát (potassium bromate) kenésjavítóként (dough improver) volt használatos lisztipari termékekben, mert elősegítette a tészta jobb szerkezetét és színt adott a sütés után. Ezt a gyakorlatot azonban sok helyen betiltották a potenciális egészségügyi kockázatok miatt.

Egészségügyi kockázatok és környezeti vonatkozások

Bromátok toxikusak lehetnek: akut expozíció hányást, hasmenést, gyomor-bélrendszeri irritációt és vesekárosodást okozhat. Hosszú távú kitettségre vonatkozóan a bromátok mutagén és rákkeltő hatásával kapcsolatos bizonyítékok miatt óvatosság indokolt; egyes szervezetek szerint a bromátok rákkeltő lehetnek (IARC, EPA osztályozásokról és a nemzetközi értékelésekről eltérő részletek találhatók a szakirodalomban).

Speciálisan:

• Rákkeltő potenciál: állatvizsgálatokban a bromátok daganatkeltő hatást mutattak, emiatt több ország szigorúan szabályozza vagy betiltotta a bromátok élelmiszeripari használatát és korlátozza a megengedett koncentrációt az ivóvízben.
• Krónikus hatások: veseműködési zavarok, a belső szervek károsodása és genetikai károsodás lehetséges hosszabb expozíció esetén.
• Környezeti szempontok: vizes környezetben bromátok képződése befolyásolhatja az ökoszisztémát, és a vízi élőlényekre nézve toxikus lehet.

Előfordulás vízkezelésben és élelmiszerekben

Bromátok leggyakrabban akkor keletkeznek, ha vizes rendszerekben jelenlévő bromidok ózonnal vagy bizonyos klórozó eljárásokkal érintkeznek. Emiatt ozonizálás alkalmazásakor különösen figyelni kell a bromátképződésre. Élelmiszerekben (például kenyérben) a kálium-bromát használata maradékok formájában egészségügyi kockázatot jelenthet, ezért sok országban tiltott.

Szabályozás, határértékek és megelőzés

• Nemzetközi és nemzeti szervezetek (pl. WHO, EU, EPA) irányelveket és határértékeket állapítanak meg az ivóvíz bromát-tartalmára; tipikus érték a 10 µg/l (10 ppb) körüli határérték, de a pontos szabályozás országonként változik.
• Sok ország betiltotta a kálium-bromát élelmiszeripari használatát; ahol használata megengedett, általában szigorú maradékmentességi előírások vannak.
• Vízkezelésnél megelőző intézkedések közé tartozik a bromid-források csökkentése, az ózonadagolás optimalizálása, alternatív fertőtlenítési módszerek alkalmazása, továbbá a képződött bromát eltávolítása vagy redukálása.

Mérése és eltávolítása

Bromát kimutatására és mennyiségének ellenőrzésére ionkromatográfiát, spektrofotometriás módszereket és más analitikai eljárásokat alkalmaznak. Az eltávolítás vagy csökkentés lehetséges módszerei:

• Előkezelés és megelőzés: bromid csökkentése a forrásnál, az ózon adagolásának csökkentése vagy alternatív fertőtlenítők használata.
• Kémiai redukció: például kén-dioxid/szulfitok, hidrogén-peroxid bizonyos körülmények között vissza tudják redukálni a bromátot bromiddá.
• Fizikai eltávolítás: fordított ozmózis (RO), nanofiltráció és ioncsere rendszerek hatékonyan képesek bromátot eltávolítani az ivóvízből.
• Aktív szén: általában nem hatékony bromát közvetlen eltávolítására, mivel a bromát ion formájában kevésbé adszorálódik.

Biztonsági óvintézkedések

Tárolás: bromát-sókat oxidálószerként kell kezelni: száraz, hűvös, jól szellőztetett helyen, gyúlékony és szerves anyagoktól távol kell tartani. Kerülni kell a kontaktust redukáló szerekkel.

Munkahelyi óvintézkedések: védőkesztyű, szemvédelem és megfelelő légzésvédelem ajánlott porral vagy magas koncentrációjú oldatokkal való munka esetén. Véletlen lenyelés vagy bőrrel/szemmel való érintkezés esetén azonnali orvosi ellátás javasolt.

Összefoglalva: a bromátok (BrO₃^-) erős oxidálószerek, amelyek ipari jelentőségűek lehetnek, ugyanakkor toxikusak és rákkeltő potenciállal bírhatnak. Keletkezésük és előfordulásuk különösen fontos a vízkezelésnél és élelmiszeripari felhasználásnál, ezért a megelőzésre, a monitoringra és a szabályozásra kiemelt figyelmet fordítanak.

Kérdések és válaszok

K: Mi az a bromát?

K: Mi a példa a bromátra?

K: Hogyan készülnek a brómátok?

K: Milyen tulajdonságokkal rendelkeznek a brómátok?

K: Hogyan reagálhat a klór-dioxid a brómmal?

K: Biztonságos a bromát fogyasztása?

K: Hogy hívják a kálium-hidroxid és a bróm reakciójának módszerét?

Keresés betűvel