Йодозо кислота (HIO2) свойства и использование



Йодовая кислота представляет собой химическое соединение формулы HIO2. Эта кислота, а также ее соли (известные как йодиды) являются чрезвычайно нестабильными соединениями, которые наблюдались, но никогда не выделялись..

Это слабая кислота, что означает, что она не диссоциирует полностью. В анионе йод находится в степени окисления III и имеет структуру, аналогичную хлористой кислоте или бромной кислоте, как показано на рисунке 1..

Хотя соединение является нестабильным, йодатная кислота и ее йодитовые соли были обнаружены в качестве промежуточных продуктов в превращении между йодидами (I-) и йодаты (IO)3-).

Его нестабильность обусловлена ​​реакцией дисмутации (или диспропорционирования) с образованием гипоодозокислоты и йодной кислоты, которая аналогична хлоросо и бромосокислотам следующим образом:

2HIO2 ->  HIO + HIO3

В 1823 году в Неаполе ученый Луиджи Сементини написал письмо секретарю Лондонского королевского института Э. Даниэлю, в котором объяснил способ получения йодозо кислоты..

В письме он сказал, что, учитывая образование азотистой кислоты, объединение азотной кислоты с тем, что он назвал азотистым газом (возможно, N).2O), йодовая кислота может быть сформирована таким же образом при взаимодействии йодной кислоты с оксидом йода, соединением, которое он открыл.

При этом он получил желтовато-янтарную жидкость, которая потеряла свой цвет при контакте с атмосферой (сэр Дэвид Брюстер, 1902).

Впоследствии ученый М. Вёлер обнаружил, что кислота Сементини представляет собой смесь хлорида йода и молекулярного йода, поскольку оксид йода, используемый в реакции, был приготовлен с хлоратом калия (Brande, 1828)..

индекс

  • 1 Физико-химические свойства
  • 2 использования
    • 2.1 Нуклеофильное ацилирование
    • 2.2 Дисмутационные реакции
    • 2.3 Реакции Брея-Либхафского
  • 3 Ссылки

Физико-химические свойства

Как упоминалось выше, йодозовая кислота является нестабильным соединением, которое не было выделено, поэтому ее физические и химические свойства теоретически получены с помощью расчетов и компьютерного моделирования (Royal Society of Chemistry, 2015).

Йодозиновая кислота имеет молекулярную массу 175,91 г / моль, плотность 4,62 г / мл в твердом состоянии, температуру плавления 110 градусов Цельсия (йодная кислота, 2013-2016).

Он также имеет растворимость в воде 269 г / 100 мл при 20 градусах Цельсия (будучи слабой кислотой), имеет pKa 0,75 и обладает магнитной восприимчивостью -48,0 · 10-6 см3 / моль (National Центр Информации Биотехнологии, sf).

Так как йодовая кислота является нестабильным соединением, которое не было выделено, нет риска при обращении с ним. Теоретическими расчетами было установлено, что йодовая кислота не является легковоспламеняющейся.

 приложений

Нуклеофильное ацилирование

Йодозовая кислота используется в качестве нуклеофила в реакциях нуклеофильного ацилирования. Примером является ацилирование трифторацетилов, таких как 2,2,2-трифторацетилбромид, 2,2,2-трифторацетилхлорид, 2,2,2-трифторацетилфторид и 2,2,2-трифторацетилйодид. образуют йодосил 2,2,2 трифторацетат, как показано на рисунках 2.1, 2.2, 2.3 и 2.4 соответственно.

Йодозовая кислота также используется в качестве нуклеофила для образования йодозилацетата, когда она реагирует с ацетилбромидом, ацетилхлоридом, ацетилфторидом и ацетилйодидом, как показано на рисунках 3.1, 3.2, 3.3 и 3.4 соответственно ( GNU Free Documentation, sf).

Реакции дисмутации

Реакции дисмутации или диспропорционирования представляют собой тип реакции восстановления оксида, где окисляемое вещество является тем же, что и восстанавливаемое..

В случае галогенов, так как они имеют степени окисления -1, 1, 3, 5 и 7, различные продукты реакций дисмутации могут быть получены в зависимости от используемых условий..

В случае йодовой кислоты пример того, как она реагирует с образованием гипоиодозовой кислоты и йодовой кислоты в форме, был упомянут выше..

2HIO2 ->  HIO + HIO3

В недавних исследованиях динатриевая реакция йодовой кислоты была проанализирована путем измерения концентрации протонов (H+), йодат (IO3)-) и катион гипоиодитовой кислоты (H2IO+) чтобы лучше понять механизм диссоциации йодовой кислоты (Смильяна Маркович, 2015).

Раствор, содержащий промежуточные виды I, был приготовлен3+. Смесь йода (I) и йода (III) была приготовлена ​​растворением йода (I).2) и йодат калия (KIO)3), в соотношении 1: 5, в концентрированной серной кислоте (96%). В этом растворе протекает сложная реакция, которую можно описать реакцией:

Я2 + 3Io3- + 8H+  ->  5IO+ + H2О

Вид я3+ они стабильны только в присутствии избытка йодата. Йод предотвращает образование I3+. Ион ИО+ полученный в форме сульфата йода (IO) 2SW4), быстро разлагается в кислом водном растворе и образует3+, представлен как HIO кислота2 или ионный вид IO3-. Впоследствии был проведен спектроскопический анализ для определения значения концентраций ионов, представляющих интерес.

Это представило процедуру оценки псевдоравновесных концентраций водорода, йодата и иона H.2О.И.+, кинетические и каталитические виды, важные в процессе диспропорционирования йодовой кислоты, HIO2.

Реакции Брея-Либхафского

Химические часы или реакция колебаний - это сложная смесь химических соединений, которые реагируют, в которых концентрация одного или нескольких компонентов показывает периодические изменения, или когда внезапные изменения свойств происходят после предсказуемого времени индукции..

Они представляют собой класс реакций, которые служат примером неравновесной термодинамики, приводящей к созданию нелинейного осциллятора. Они теоретически важны, потому что они показывают, что химические реакции не должны быть подчинены равновесному термодинамическому поведению..

Реакция Брея-Либхафски - это химические часы, впервые описанные Уильямом С. Бреем в 1921 году, и первая реакция колебаний в гомогенном перемешиваемом растворе..

Йодовая кислота используется экспериментально для изучения этого типа реакций, когда она окисляется перекисью водорода, находя лучшее соответствие между теоретической моделью и экспериментальными наблюдениями (Ljiljana Kolar-Anić, 1992).

ссылки

  1. Brande, W. T. (1828). Учебное пособие по химии, на основе профессора Бранде. Бостон: Гарвардский университет.
  2. GNU Бесплатная документация. (Н.Д.). йодная кислота. Получено с chemsink.com: chemsink.com
  3. йодная кислота. (2013-2016). Получено с molbase.com: molbase.com
  4. Лиляна Колар-Анич, Г.С. (1992). Механизм реакции Брея-Либхафского: эффект окисления йодной кислоты перекисью водорода. Chem. Soc., Faraday Trans 1992,88, 2343-2349. http://pubs.rsc.org/en/content/articlelanding/1992/ft/ft9928802343#!divAbstract
  5. Национальный центр биотехнологической информации. (Н.Д.). База данных PubChem Compound; CID = 166623. Получено с pubchem.com:pubchem.ncbi.nlm.nih.gov.
  6. Королевское химическое общество. (2015). Йодная кислота ChemSpider ID145806. Получено от ChemSpider: chemspider.com
  7. Сэр Дэвид Брюстер, Р. Т. (1902). Лондонский и Эдинбургский философский журнал и журнал науки. Лондон: Лондонский университет.
  8. Смильяна Маркович, Р. К. (2015). Реакция диспропорционирования йодной кислоты, HOIO. Определение концентраций соответствующих ионных частиц H +, H2OI + и IO3 -.