ЙОДНА КИСЛОТА (HIO2): ВЛАСТИВОСТІ ТА ВИКОРИСТАННЯ - ХІМІЯ - 2025

Йодистого кислота являє собою хімічну сполуку f'ormula СМО 2. Ця кислота, а також її солі (відомі як йодити) - надзвичайно нестійкі сполуки, які спостерігалися, але ніколи не виділялися.

Це слабка кислота, а це означає, що вона не повністю дисоціює. В аніоні йод перебуває в стані окислення III і має структуру, аналогічну хлорній або бромовій кислоті, як показано на малюнку 1.

Рисунок 1: Структура йодної кислоти

Незважаючи на нестабільність сполуки, йодова кислота та її йодисті солі були виявлені як проміжні речовини при перетворенні між йодидами (I ^- ) та йодатами (IO ₃ ^- ).

Її нестабільність обумовлена ​​реакцією дисмутації (або диспропорціонуванням) з утворенням гіпойодоїдної та йодної кислоти, яка аналогічна хлорній та бромовій кислотах наступним чином:

2HIO _{2 ->} HIO + HIO ₃

У Неаполі в 1823 році вчений Луїджі Сементіні написав листа до Е. Даніеля, секретаря королівської установи в Лондоні, де він пояснив спосіб отримання йодної кислоти.

У листі він зазначає, що враховуючи, що утворення азотної кислоти відбувається, поєднуючи азотну кислоту з тим, що він називає азотним газом (можливо, N ₂ O), йодна кислота може утворюватися таким же чином, реагуючи йодною кислотою з оксидом. йоду, сполука, яку він виявив.

Тим самим він отримав жовтувато-бурштинову рідину, яка втратила свій колір при контакті з атмосферою (сер Девід Брюстер, 1902).

Пізніше вчений М. Вьолер виявив, що кислота Сементіні - це суміш хлориду йоду та молекулярного йоду, оскільки окис йоду, що використовується в реакції, готувався з хлорат калію (Brande, 1828).

Фізичні та хімічні властивості

Як було сказано вище, йодна кислота є нестійкою сполукою, яка не була виділена, тому її фізичні та хімічні властивості теоретично отримуються шляхом розрахунків та обчислювальних моделювань (Royal Society of Chemistry, 2015).

Йодна кислота має молекулярну масу 175,91 г / моль, щільність 4,62 г / мл у твердому стані та температуру плавлення 110 градусів Цельсія (йодова кислота, 2013-2016 рр.).

Він також має розчинність у воді 269 г / 100 мл при 20 градусах Цельсія (є слабкою кислотою), має рКа 0,75 і має магнітну сприйнятливість −48,0 · 10−6 см3 / моль (національна Центр інформації про біотехнології, nd).

Оскільки йодна кислота - це нестабільна сполука, яка не була виділена, немає ризику поводження з нею. Теоретичними розрахунками було встановлено, що йодна кислота не горюча.

Програми

Нуклеофільне ацилювання

Йодна кислота використовується як нуклеофіл в реакціях нуклеофільного ацилювання. Приклад наведено з ацилюванням трифторуацетил, таких як 2,2,2-трифторэацетилбромід, 2,2,2-трифторуацетилхлорид, 2,2,2-трифторуацетилфторид та 2,2,2-трифторуацетил йодид до утворюють йодозил 2,2,2 трифторуацетату, як показано на малюнках 2.1, 2.2, 2.3 та 2.4 відповідно.

Фігура 2: Реакції утворення йодозилу 2,2,2 трифторуацетату

Йодна кислота також використовується як нуклеофіл для утворення йодозилацетату, взаємодіючи з бромідом ацетилу, хлоридом ацетилу, фторидом ацетилу та йодидом ацетилу, як показано на малюнках 3.1, 3.2, 3.3 та 3.4 відповідно ( Безкоштовна документація GNU, sf).

Малюнок 2: Реакції утворення йодозилацетату.

Реакції димутації

Реакції димутації чи диспропорціонування - це тип реакції відновлення оксиду, де окислена речовина є такою самою, що зменшується.

Що стосується галогенів, оскільки вони мають стани окислення -1, 1, 3, 5 і 7, то різні продукти реакцій димутації можуть бути отримані залежно від використовуваних умов.

Що стосується йодної кислоти, то приклад того, як вона реагує, утворює гіпойодинову кислоту та йодну кислоту форми, був згаданий вище.

2HIO _{2 ->} HIO + HIO ₃

Останні дослідження проаналізували реакцію димутації йодної кислоти шляхом вимірювання концентрацій протонів (Н ⁺ ), йодату (IO3 ^- ) та катіону кислотного гіпойодиту (H ₂ IO ⁺ ), щоб краще зрозуміти механізм демутації кислоти. йод (Сміляна Маркович, 2015).

Готували розчин, що містить проміжний вид I ³⁺ . Суміш видів йоду (I) та йоду (III) готували шляхом розчинення йоду (I ₂ ) та йодату калію (KIO ₃ ) у співвідношенні 1: 5 у концентрованій сірчаній кислоті (96%). У цьому розчині протікає складна реакція, яку можна описати реакцією:

I ₂ + 3IO ₃ ^- + 8H ^{+ -–>} 5IO ⁺ + H ₂ O

Види I ³⁺ стабільні лише за наявності надлишку йодату. Йод перешкоджає утворенню I ³⁺ . Іон IO ^+, отриманий у вигляді сульфату йоду (IO) ₂ SO ₄ ), швидко розкладається у кислому водному розчині та утворює I ³⁺ , представлений у вигляді кислоти HIO ₂ або іонного виду IO3 ^- . Згодом було проведено спектроскопічний аналіз для визначення значення концентрацій цікавих іонів.

Тут представлена ​​процедура оцінки псевдорівноважних концентрацій водню, йодату та іонів H ₂ OI ⁺ , важливих кінетичних та каталітичних видів у процесі непропорціонування йодної кислоти, HIO ₂ .

Брей - реакції Лібхафського

Хімічний годинник або коливальна реакція - це складна суміш реагуючих хімічних сполук, в яких концентрація одного або декількох компонентів періодично змінюється або коли відбуваються раптові зміни властивостей після передбачуваного часу індукції.

Вони є класом реакцій, які слугують прикладом нерівноважної термодинаміки, внаслідок чого встановлюється нелінійний осцилятор. Вони теоретично важливі, оскільки показують, що в хімічних реакціях не повинно домінувати рівноважна термодинамічна поведінка.

Реакція Брей-Лібхафського - це хімічний годинник, який вперше описав Вільям С. Брей в 1921 році і є першою коливальною реакцією в перемішаному однорідному розчині.

Йодна кислота використовується експериментально для дослідження цього типу реакцій, коли вона окислюється перекисом водню, знаходячи кращу згоду між теоретичною моделлю та експериментальними спостереженнями (Ljiljana Kolar-Anić, 1992).

Список літератури

1. Бранде, штат Вашингтон (1828). Посібник з хімії на основі професора Бранде. Бостон: Гарвардський університет.
2. Безкоштовна документація GNU (sf). йодова кислота. Отримано з chemsink.com: chemsink.com
3. йодова кислота. (2013-2016). Отримано з molbase.com: molbase.com
4. Ljiljana Kolar-Anić, GS (1992). Механізм реакції Брея - Лібхафського: вплив окислення йодної кислоти перекисом водню. Chem. Soc., Faraday Trans 1992,88, 2343-2349. http://pubs.rsc.org/en/content/articlelanding/1992/ft/ft9928802343#!divАбстракт
5. Національний центр інформації про біотехнології. (другий). PubChem Складова база даних; CID = 166623. Отримано з pubchem.com:pubchem.ncbi.nlm.nih.gov.
6. Королівське хімічне товариство. (2015). Йодова кислота ChemSpider ID145806. Отримано з ChemSpider: chemspider.com
7. Сер Девід Брюстер, RT (1902). Лондонський та Едінбургський філософський журнал та Журнал наук. Лондон: університет Лондона.
8. Сміляна Маркович, РК (2015). Реакція диспропорціонування йодної кислоти, ХІО. Визначення концентрацій відповідних іонних видів H +, H2OI + та IO3 -.