Свойства и приложения на йодосовата киселина (HIO2)



на Йодозна киселина е химично съединение с формула HIO2. Тази киселина, както и нейните соли (известни като йодиди), са изключително нестабилни съединения, които са наблюдавани, но никога не са изолирани.

Това е слаба киселина, което означава, че не се разпада напълно. В аниона йодът е в състояние на окисление III и има структура, аналогична на хлорна киселина или бромова киселина, както е показано на фигура 1.

Въпреки че съединението е нестабилно, йодната киселина и нейните йодитни соли са открити като междинни съединения при превръщането между йодиди (I)-) и йодат (IO)3-).

Неустойчивостта му се дължи на реакция на димутация (или диспропорциониране), за да се образува хипоидозозна киселина и йодна киселина, която е аналогична на хлорозо и бромосовите киселини, както следва:

2HIO2 ->  HIO + HIO3

В Неапол през 1823 г. ученият Луиджи Сементини пише писмо до Е. Даниел, секретар на Кралската институция в Лондон, където обяснява метод за получаване на киселинен йодо..

В писмото той каза, че като се има предвид образуването на азотиста киселина, комбинирането на азотна киселина с това, което той нарича азотен газ (вероятно N).2О), йодозната киселина може да се образува по същия начин чрез взаимодействие на йодна киселина с йоден оксид, съединение, което той е открил.

По този начин той получава жълтеникаво-кехлибарена течност, която губи цвета си при контакт с атмосферата (Sir David Brewster, 1902).

Впоследствие ученият M. Wöhler открива, че киселината на Sementini е смес от йоден хлорид и молекулен йод, тъй като йодният оксид, използван в реакцията, е приготвен с калиев хлорат (Brande, 1828)..

индекс

  • 1 Физични и химични свойства
  • 2 Използване
    • 2.1 Нуклеофилно ацилиране
    • 2.2 Реакции на увреждане
    • 2.3 Реакции на Bray-Liebhafsky
  • 3 Препратки

Физични и химични свойства

Както е споменато по-горе, йодозната киселина е нестабилно съединение, което не е изолирано, така че неговите физични и химични свойства са теоретично получени чрез изчисления и изчислителни симулации (Royal Society of Chemistry, 2015).

Йодозната киселина има молекулно тегло 175.91 g / mol, плътност от 4.62 g / ml в твърдо състояние, точка на топене 110 градуса по Целзий (йодна киселина, 2013-2016 г.).

Той също така има разтворимост във вода от 269 g / 100 ml при 20 градуса по Целзий (като слаба киселина), има рКа от 0,75 и има магнитна чувствителност от -48,0 · 10-6 cm3 / mol (национална) Център за биотехнологична информация, sf).

Тъй като йодозната киселина е нестабилно съединение, което не е изолирано, няма риск при неговото боравене. От теоретичните изчисления е установено, че йодната киселина не е запалима.

 приложения

Нуклеофилно ацилиране

Йодозната киселина се използва като нуклеофил в реакции на нуклеофилна ацилиране. Примерът е даден чрез ацилиране на трифлуороацетил като 2,2,2-трифлуороацетил бромид, 2,2,2-трифлуороацетил хлорид, 2,2,2-трифлуороацетил флуорид и 2,2,2-трифлуороацетил йодид. образуват йодозил 2,2,2 трифлуорацетат, както е показано съответно на фигури 2.1, 2.2, 2.3 и 2.4.

Йодозната киселина се използва също и като нуклеофил за образуването на йодозил ацетат, когато реагира с ацетилбромид, ацетилхлорид, ацетил флуорид и ацетилйодид, както е показано съответно на фигури 3.1, 3.2, 3.3 и 3.4 ( Свободна документация на GNU, sf).

Реакции на увреждане

Реакциите на увреждане или диспропорциониране са вид реакция на редуциращ оксид, където окисленото вещество е същото, което се намалява.

В случая на халогените, тъй като те имат окислителни състояния от -1, 1, 3, 5 и 7, могат да се получат различни продукти на реакциите на димутация в зависимост от използваните условия..

В случая на йодозната киселина, споменатият по-горе пример за това как той реагира за образуване на хипоиодозна киселина и йодна киселина от формата..

2HIO2 ->  HIO + HIO3

В последните проучвания динатриевата реакция на йодозната киселина е анализирана чрез измерване на концентрациите на протон (Н+), йодат (IO3)-) и катиона на хипоидоидната киселина (Н2IO+) по-добро разбиране на механизма на дисоциация на йодозната киселина (Smiljana Marković, 2015).

Приготвя се разтвор, съдържащ междинните видове I3+. Смес от йоден (I) и йоден (III) вид се приготвя чрез разтваряне на йод (I2) 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:

аз2 + 3IO3- + 8Н+  ->  5IO+ + Н2О

Видът I3+ те са стабилни само в присъствието на добавен йодат в излишък. Йодът предотвратява образуването на I3+. Йонът IO+ получени под формата на йоден сулфат (IO) 2SW4), бързо се разлага в кисел воден разтвор и форми3+, представен като HIO киселина2 или IO3 йонни видове-. След това беше извършен спектроскопичен анализ, за ​​да се определи стойността на концентрациите на интересуващите се йони.

Това представя процедура за оценка на псевдо-равновесните концентрации на водород, йодат и йон.2OI+, кинетични и каталитични видове, важни в процеса на диспропорциониране на йодозната киселина, HIO2.

Реакции на Bray-Liebhafsky

Химичен часовник или реакция на колебание е сложна смес от химични съединения, които реагират, при които концентрацията на един или повече компоненти показва периодични промени, или когато внезапни промени на свойствата настъпят след предвидимо време за индукция..

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

Реакцията на Bray-Liebhafsky е химически часовник, описан първо от Уилям Брей през 1921 г. и е първата осцилираща реакция в хомогенно разбъркан разтвор..

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

препратки

  1. Brande, W. T. (1828). Наръчник по химия на базата на професора Бранде. Бостън: Университет на Харвард.
  2. Безплатна документация на GNU. (Н.О.). йодна киселина. Извлечено от chemsink.com: chemsink.com
  3. йодна киселина. (2013-2016). Взето от molbase.com: molbase.com
  4. Лиляна Колар-Анич, Г. С. (1992). Механизъм на реакцията на Bray-Liebhafsky: ефект на окислението на йодна киселина от водороден пероксид. Chem., Soc., Faraday Trans 1992, 88, 2343-2349. http://pubs.rsc.org/en/content/articlelanding/1992/ft/ft9928802343#!divAbstract
  5. Национален център за биотехнологична информация. (Н.О.). PubChem Compound Database; CID = 166623. Извлечено от pubchem.com:pubchem.ncbi.nlm.nih.gov.
  6. Кралско химическо дружество. (2015). Йодната киселина ChemSpider ID145806. Извлечено от ChemSpider: chemspider.com
  7. Сър Дейвид Брустър, Р. Т. (1902). Лондонското и Единбургското философско списание и вестник на науката. Лондон: университет в Лондон.
  8. Smiljana Marković, R. К. (2015). Реакция на диспропорциониране на йодна киселина, HOIO. Определяне на концентрациите на съответните йонни видове H +, H2OI + и IO3 -.