ЙОДНА КИСЕЛИНА (HIO2): СВОЙСТВА И ПРИЛОЖЕНИЯ - ХИМИЯ - 2025

В iodous киселина е химично съединение с f'ormula тио 2. Тази киселина, както и нейните соли (известни като йодити), са изключително нестабилни съединения, които са наблюдавани, но никога не са изолирани.

Това е слаба киселина, което означава, че не се дисоциира напълно. В аниона йодът е в състояние на окисляване III и има структура, аналогична на хлорната или бромовата киселина, както е показано на фигура 1.

Фигура 1: Структура на йодна киселина

Въпреки че съединението е нестабилно, йодната киселина и нейните йодни соли са открити като междинни продукти при превръщането между йодиди (I ^-) и йодати (IO ₃ ^-).

Нестабилността му се дължи на реакция на дисмутация (или непропорционалност) за образуване на хипойодоидна киселина и йодна киселина, която е аналогична на хлорната и бромната киселини по следния начин:

2HIO _{2 ->} HIO + HIO ₃

В Неапол през 1823 г. ученият Луиджи Сементини написа писмо до Е. Даниел, секретар на кралската институция в Лондон, където обясни метод за получаване на йодна киселина.

В писмото той казва, че като се има предвид, че образуването на азотна киселина е чрез комбиниране на азотна киселина с това, което той нарича азотен газ (вероятно N ₂ O), йодната киселина може да се образува по същия начин чрез взаимодействие на йодна киселина с оксид. на йод, съединение, което той е открил.

По този начин той получи жълтеникаво-кехлибарена течност, която загуби цвета си при контакт с атмосферата (сър Дейвид Брюстър, 1902).

По-късно ученият М. Вьолер открива, че киселината на Сентименти е смес от йоден хлорид и молекулен йод, тъй като йодният оксид, използван в реакцията, е приготвен с калиев хлорат (Brande, 1828).

Физични и химични свойства

Както бе споменато по-горе, йодната киселина е нестабилно съединение, което не е изолирано, така че неговите физически и химични свойства теоретично се получават чрез изчисления и изчислителни симулации (Royal Society of Chemistry, 2015).

Йодната киселина има молекулно тегло 175,91 g / mol, плътност 4,62 g / ml в твърдо състояние и точка на топене 110 градуса по Целзий (йодна киселина, 2013-2016).

Освен това има разтворимост във вода от 269 g / 100 ml при 20 градуса по Целзий (като слаба киселина), има рКа 0,75 и има магнитна чувствителност от −48,0 · 10–6 cm3 / mol (Национална Център за информация за биотехнологиите, nd).

Тъй като йодната киселина е нестабилно съединение, което не е изолирано, няма риск от боравене с нея. От теоретични изчисления е установено, че йодната киселина не е запалима.

Приложения

Нуклеофилна ацилация

Йодната киселина се използва като нуклеофил при реакции на нуклеофилна ацилация. Примерът е даден с ацилирането на трифлуороацетили като 2,2,2-трифлуороацетил бромид, 2,2,2-трифлуороацетил хлорид, 2,2,2-трифлуороацетил флуорид и 2,2,2-трифлуороацетил йодид до образуват йодозил 2,2,2 трифлуороацетат, както е показано на фигури 2.1, 2.2, 2.3 и 2.4 съответно.

Фигура 2: Реакции за образуване на йодозил 2,2,2 трифлуороацетат

Йодната киселина също се използва като нуклеофил за образуването на йодозил ацетат, като взаимодейства с ацетил бромид, ацетил хлорид, ацетил флуорид и ацетил йодид, както съответно са показани на фигури 3.1, 3.2, 3.3 и 3.4 (GNU Free Documentation, sf).

Фигура 2: Реакции за образуване на йодозилацетат.

Димутационни реакции

Реакциите на дисмутация или диспропорция са вид реакция на редукция на оксида, при която веществото, което се окислява, е същото, което се редуцира.

В случай на халогени, тъй като те имат окислителни състояния от -1, 1, 3, 5 и 7, могат да се получат различни продукти на реакции на дисмутация в зависимост от използваните условия.

В случая на йодна киселина, примера за това как реагира да образува хипойодинова киселина и йодна киселина от формата беше споменат по-горе.

2HIO _{2 ->} HIO + HIO ₃

Последните проучвания анализират реакцията на димутация на йодната киселина чрез измерване на концентрациите на протони (H ⁺), йодат (IO3 ^-) и киселинен хипойодитен катион (H ₂ IO ⁺), за да се разбере по-добре механизмът на киселинна дисмутация. йод (Смиляна Маркович, 2015).

Приготвя се разтвор, съдържащ междинния вид I ³⁺. Смес от йод (I) и йод (III) видове се получава чрез разтваряне на йод (I ₂) и калиев йодат (KIO ₃), в съотношение 1: 5, в концентрирана сярна киселина (96%). В този разтвор протича сложна реакция, която може да бъде описана чрез реакцията:

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

Видовете I ³⁺ са стабилни само при наличие на йодат, добавен в излишък. Йодът предотвратява образуването на I ³⁺. IO ⁺ йонът, получен под формата на йоден сулфат (IO) ₂ SO ₄), бързо се разлага в кисел воден разтвор и образува I ³⁺, представен като киселинен HIO ₂ или йонен вид IO3 ^-. Впоследствие беше направен спектроскопски анализ, за ​​да се определи стойността на концентрациите на интересуващите йони.

Това представени на процедура за оценка на псевдо-равновесните концентрации на водород, йодат и Н ₂ OI ⁺ йони, важно кинетични и каталитични видове в процеса на диспропорциониране на йод киселина, тио ₂.

Брей - реакции на Либхафски

Химическият часовник или колебателната реакция представлява сложна смес от взаимодействащи химически съединения, при която концентрацията на един или повече компоненти се променя периодично или когато се появят резки промени в свойствата след предсказуемо време на индукция.

Те са клас реакции, които служат като пример за неравновесна термодинамика, в резултат на което се създава нелинеен осцилатор. Теоретично са важни, защото показват, че химичните реакции не трябва да бъдат доминирани от равновесното термодинамично поведение.

Реакцията на Брей-Либхафски е химичен часовник, описан за първи път от Уилям С. Брей през 1921 г. и е първата реакция на трептене в разбъркан хомогенен разтвор.

Йодната киселина се използва експериментално за изследване на този тип реакции, когато се окислява с водороден пероксид, като се намира по-добро съгласие между теоретичния модел и експерименталните наблюдения (Ljiljana Kolar-Anić, 1992).

Препратки

1. Brande, WT (1828). Наръчник по химия, базиран на този на професор Бранде. Бостън: университет в Харвард.
2. GNU Безплатна документация. (SF). йодна киселина. Извлечено от chemsink.com: chemsink.com
3. йодна киселина. (2013-2016). Извлечено от molbase.com: molbase.com
4. Ljiljana Kolar-Anić, GS (1992). Механизъм на реакцията на Брей - Либхафски: ефект от окисляването на йодна киселина с водороден пероксид. Chem. Soc., Faraday Trans 1992,88, 2343-2349.
5. Национален център за информация за биотехнологиите. (Ро). PubChem Compound Database; CID = 166623. Извлечено от pubchem.com:pubchem.ncbi.nlm.nih.gov.
6. Кралско химическо дружество. (2015). Йодна киселина ChemSpider ID145806. Извлечено от ChemSpider: chemspider.com
7. Сър Дейвид Брустър, RT (1902). Лондонското и Единбургското философско списание и Journal of Science. Лондон: университет в Лондон.
8. Смиляна Маркович, РК (2015). Реакция на диспропорционалност на йодна киселина, HOIO. Определяне на концентрациите на съответните йонни видове H +, H2OI + и IO3 -.