KYSELINA JODOVÁ (HIO2): VLASTNOSTI A POUŽITÍ - CHEMIE - 2025

Kyselina iodous je chemická sloučenina f'ormula HIO 2. Tato kyselina, stejně jako její soli (známé jako jodity), jsou extrémně nestabilní sloučeniny, které byly pozorovány, ale nikdy nebyly izolovány.

Je to slabá kyselina, což znamená, že se nedisociuje úplně. V aniontu je jod v oxidačním stavu III a má strukturu analogickou kyselině chlorovité nebo bromové, jak je znázorněno na obrázku 1.

Obrázek 1: Struktura kyseliny jodové

Přestože je sloučenina nestabilní, byla jodová kyselina a její joditové soli detekovány jako meziprodukty při přeměně mezi jodidy (I ^-) a jodičany (IO ₃ ^-).

Jeho nestabilita je způsobena disociační reakcí (nebo disproporcionací) za vzniku kyseliny hypoiodoidové a jodové, která je analogická kyselinám chlorovým a bromovým následujícím:

2HIO _{2 ->} HIO + HIO ₃

V Neapoli v roce 1823 vědec Luigi Sementini napsal dopis E. Daniellovi, tajemníkovi královské instituce v Londýně, kde vysvětlil metodu získávání kyseliny jodové.

V dopisu, řekl, že za to, že tvorba kyseliny dusité se tím, že spojuje kyseliny dusičné s tím, co se nazývá dusného plynu (případně N ₂ O), kyselina jod mohou být vytvořeny stejným způsobem reakcí kyseliny jodičné s oxidem. jodu, sloučeniny, kterou objevil.

Získal tak nažloutlou jantarovou kapalinu, která při kontaktu s atmosférou ztratila barvu (Sir David Brewster, 1902).

Později vědec M. Wöhler zjistil, že Sementiniho kyselina je směsí jodového chloridu a molekulárního jodu, protože oxid jodičitý použitý v reakci byl připraven s chlorečnanem draselným (Brande, 1828).

Fyzikální a chemické vlastnosti

Jak je uvedeno výše, kyselina jodová je nestabilní sloučenina, která nebyla izolována, takže její fyzikální a chemické vlastnosti jsou teoreticky získány výpočty a výpočtovými simulacemi (Royal Society of Chemistry, 2015).

Kyselina jodová má molekulovou hmotnost 175,91 g / mol, hustotu 4,62 g / ml v pevném stavu a teplotu tání 110 stupňů Celsia (kyselina jodová, 2013-2016).

Má také rozpustnost ve vodě 269 g / 100 ml při 20 stupních Celsia (což je slabá kyselina), má pKa 0,75 a má magnetickou susceptibilitu –48,0 · 10–6 cm3 / mol (National Centrum pro biotechnologické informace, nd).

Protože kyselina jodová je nestabilní sloučenina, která nebyla izolována, nehrozí žádné nebezpečí při manipulaci s ní. Teoretickými výpočty bylo zjištěno, že kyselina jodová není hořlavá.

Aplikace

Nukleofilní acylace

Kyselina jodová se používá jako nukleofil v nukleofilních acylačních reakcích. Příklad je uveden s acylací trifluoroacetylů, jako je 2,2,2-trifluoracetylbromid, 2,2,2-trifluoracetylchlorid, 2,2,2-trifluoracetylfluorid a 2,2,2-trifluoracetyljodid na tvoří jodosyl 2,2,2-trifluoracetát, jak je znázorněno na obrázcích 2.1, 2.2, 2.3 a 2.4.

Obrázek 2: Reakce tvorby jodosyl-2,2,2-trifluoracetátu

Kyselina jodová se také používá jako nukleofil pro tvorbu jodosylacetátu reakcí s acetylbromidem, acetylchloridem, acetylfluoridem a acetyljodidem, jak je znázorněno na obrázcích 3.1, 3.2, 3.3 a 3.4 (Dokumentace GNU zdarma, sf).

Obrázek 2: Reakce tvorby jodosylacetátu.

Dismutační reakce

Dismutační nebo disproporcionační reakce jsou typem oxidační redukční reakce, kdy je oxidovaná látka stejná, jako je redukovaná.

V případě halogenů, protože mají oxidační stavy -1, 1, 3, 5 a 7, lze získat různé produkty disociačních reakcí v závislosti na použitých podmínkách.

V případě kyseliny jodové byl výše uveden příklad toho, jak reaguje za vzniku kyseliny hypoodinové a kyseliny jodové této formy.

2HIO _{2 ->} HIO + HIO ₃

Nedávné studie analyzovaly reakci odstraňování jodových kyselin měřením koncentrací protonů (H ⁺), jodičnanů (IO3 ^-) a kyselých kationtů hypooditů (H ₂ IO ⁺), aby se lépe porozumělo mechanismu odstraňování kyselin. jod (Smiljana Marković, 2015).

Byl připraven roztok obsahující meziprodukt I ³⁺. Směs jodu (I) a jodu (III) druh byl připraven rozpuštěním jodu (I ₂), a jodidu draselného (KIO ₃), v poměru 1: 5, v koncentrované kyselině sírové (96%). V tomto řešení probíhá složitá reakce, která může být popsána reakcí:

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

Druhy I ³⁺ jsou stabilní pouze v přítomnosti nadbytku přidaného jodičnanu. Jód zabraňuje tvorbě I ³⁺. Iontový IO ⁺ získá ve formě jodu sulfát (IO) ₂ SO ₄), rozkládá se rychle v kyselém vodném roztoku a formy I ³⁺, reprezentované jako kyselou HIO ₂ nebo iontů IO3 ^-. Následně byla provedena spektroskopická analýza pro stanovení hodnoty koncentrací požadovaných iontů.

To přineslo postup pro hodnocení koncentrací pseudo-rovnovážných vodíku, jodičnanu a H ₂ OI ⁺ ionty, důležité kinetických a druhy katalyzátorů v procesu disproporcionaci kyseliny jodu, HIO ₂.

Bray - Liebhafskyho reakce

Chemické hodiny nebo oscilační reakce je komplexní směs reakčních chemických sloučenin, ve kterých se koncentrace jedné nebo více složek periodicky mění, nebo když se po předvídatelné indukční době vyskytnou náhlé změny vlastností.

Jedná se o třídu reakcí, které slouží jako příklad nerovnovážné termodynamiky a vedou k vytvoření nelineárního oscilátoru. Jsou teoreticky důležité, protože ukazují, že chemickým reakcím nemusí dominovat rovnovážné termodynamické chování.

Bray-Liebhafskyova reakce je chemický čas, který poprvé popsal William C. Bray v roce 1921 a je první oscilační reakcí v míchaném homogenním roztoku.

Kyselina jodová se experimentálně používá ke studiu tohoto typu reakce, když je oxidována peroxidem vodíku, čímž se dosáhne lepší shody mezi teoretickým modelem a experimentálními pozorováními (Ljiljana Kolar-Anić, 1992).

Reference

1. Brande, WT (1828). Manuál chemie na základě profesora Brandeho. Boston: University of Harvard.
2. Dokumentace GNU zdarma. (sf). jodová kyselina. Citováno z webu chemsink.com: chemsink.com
3. jodová kyselina. (2013–2016). Citováno z molbase.com: molbase.com
4. Ljiljana Kolar-Anić, GS (1992). Mechanismus Bray - Liebhafskyho reakce: účinek oxidace jodové kyseliny peroxidem vodíku. Chem. Soc., Faraday Trans 1992,88, 2343-2349.
5. Národní centrum pro biotechnologické informace. (nd). PubChem Compound Database; CID = 166623. Citováno z pubchem.com:pubchem.ncbi.nlm.nih.gov.
6. Královská společnost chemie. (2015). Jodová kyselina ChemSpider ID145806. Citováno z ChemSpider: chemspider.com
7. Sir David Brewster, RT (1902). The London and Edinburgh Philosophical Magazine and Journal of Science. Londýn: londýnská univerzita.
8. Smiljana Marković, RK (2015). Disproporcionační reakce jodové kyseliny, HOIO. Stanovení koncentrací příslušných iontových druhů H +, H2OI + a IO3 -.