Właściwości i zastosowanie kwasu Yodoso (HIO2)



The Kwas jodozowy jest związkiem chemicznym o wzorze HIO2. Ten kwas, jak również jego sole (znane jako jodki), są niezwykle niestabilnymi związkami, które zaobserwowano, ale nigdy nie izolowano.

Jest to słaby kwas, co oznacza, że ​​nie dysocjuje całkowicie. W anionie jod znajduje się w stanie utlenienia III i ma strukturę analogiczną do kwasu chlorawego lub kwasu bromowego, jak pokazano na rysunku 1.

Chociaż związek jest niestabilny, kwas jodanowy i jego sole jodkowe zostały wykryte jako związki pośrednie w konwersji między jodkami (I-) i jodany (IO)3-).

Jego niestabilność wynika z reakcji dysmutacji (lub dysproporcjonowania) w celu utworzenia kwasu hipoyodosowego i kwasu jodowego, co jest analogiczne do kwasów chloroso i bromoso w następujący sposób:

2HIO2 ->  HIO + HIO3

W Neapolu w 1823 r. Naukowiec Luigi Sementini napisał list do E. Daniell, sekretarza Royal Institution of London, gdzie wyjaśnił metodę otrzymywania kwaśnego jodoso.

W liście powiedział, że biorąc pod uwagę tworzenie się kwasu azotawego, połączenie kwasu azotowego z gazem nazywanym gazem azotowym (prawdopodobnie N).2O), kwas jodozowy może być utworzony w ten sam sposób poprzez reakcję kwasu jodowego z tlenkiem jodu, związkiem, który odkrył.

W ten sposób uzyskał żółtawo-bursztynowy płyn, który stracił kolor po kontakcie z atmosferą (Sir David Brewster, 1902).

Następnie naukowiec M. Wöhler odkrył, że kwas Sementiniego jest mieszaniną chlorku jodu i molekularnego jodu, ponieważ tlenek jodu użyty w reakcji został przygotowany z chloranem potasu (Brande, 1828).

Indeks

  • 1 Właściwości fizyczne i chemiczne
  • 2 zastosowania
    • 2.1 Acylacja nukleofilowa
    • 2.2 Reakcje rozejścia
    • 2.3 Reakcje Bray-Liebhafsky'ego
  • 3 referencje

Właściwości fizyczne i chemiczne

Jak wspomniano powyżej, kwas jodozowy jest niestabilnym związkiem, który nie został wyizolowany, więc jego właściwości fizyczne i chemiczne są teoretycznie uzyskiwane poprzez obliczenia i symulacje obliczeniowe (Royal Society of Chemistry, 2015).

Kwas jodozowy ma masę cząsteczkową 175,91 g / mol, gęstość 4,62 g / ml w stanie stałym, temperatura topnienia 110 stopni Celsjusza (kwas jodowy, 2013-2016).

Ma także rozpuszczalność w wodzie 269 g / 100 ml w 20 stopniach Celsjusza (jako słaby kwas), ma pKa 0,75 i ma podatność magnetyczną -48,0 · 10-6 cm3 / mol (National Centre for Biotechnology Information, sf).

Ponieważ kwas jodozowy jest niestabilnym związkiem, który nie został wyizolowany, nie ma ryzyka manipulowania nim. W obliczeniach teoretycznych stwierdzono, że kwas jodowy nie jest łatwopalny.

 Używa

Acylacja nukleofilowa

Kwas jodozowy stosuje się jako nukleofil w reakcjach acylowania nukleofilowego. Przykład podano przez acylowanie trifluoroacetyl, takich jak bromek 2,2,2-trifluoroacetylu, chlorek 2,2,2-trifluoroacetylu, fluorek 2,2,2-trifluoroacetylu i jodek 2,2,2-trifluoroacetylu. utworzyć 2,2,2 trifluorooctan jodozylowy, jak pokazano odpowiednio na rysunku 2.1, 2.2, 2.3 i 2.4.

Kwas jodozowy stosuje się również jako nukleofil do tworzenia octanu jodosilu, gdy poddaje się go reakcji z bromkiem acetylu, chlorkiem acetylu, fluorkiem acetylu i jodkiem acetylu, jak pokazano odpowiednio na rysunkach 3.1, 3.2, 3.3 i 3.4 ( GNU Free Documentation, sf).

Reakcje rozpadu

Reakcje rozłączania lub dysproporcjonowania są rodzajem reakcji redukcji tlenku, w której utleniona substancja jest taka sama, jak zredukowana.

W przypadku halogenów, ponieważ mają one stopnie utlenienia -1, 1, 3, 5 i 7, można uzyskać różne produkty reakcji dysmutacji w zależności od zastosowanych warunków..

W przypadku kwasu jodozowego wyżej wymieniono przykład tego, jak reaguje on z wytworzeniem kwasu hipoiodozowego i kwasu jodowego w formie..

2HIO2 ->  HIO + HIO3

W ostatnich badaniach analizowano reakcję disodową kwasu jodozowego przez pomiar stężenia protonów (H+), jodat (IO3)-) i kation kwasu hypodiodowego (H2IO+) aby lepiej zrozumieć mechanizm dysocjacji kwasu jodozowego (Smiljana Marković, 2015).

Przygotowano roztwór zawierający gatunki pośrednie I3+. Przygotowano mieszaninę jodu (I) i jodu (III) przez rozpuszczenie jodu (I2) i jodan potasu (KIO)3), w stosunku 1: 5, w stężonym kwasie siarkowym (96%). W tym roztworze zachodzi złożona reakcja, którą można opisać reakcją:

Ja2 + 3IO3- + 8H+  ->  5IO+ + H2O

Gatunek I3+ są stabilne tylko w obecności nadmiaru jodanu. Jod zapobiega powstawaniu I3+. Jon IO+ otrzymany w postaci siarczanu jodu (IO) 2TAK4), szybko rozkłada się w kwaśnym roztworze wodnym i formach3+, reprezentowany jako kwas HIO2 lub gatunki jonowe IO3-. Następnie przeprowadzono analizę spektroskopową w celu określenia wartości stężeń interesujących jonów.

Przedstawiono procedurę oceny pseudo-równowagowych stężeń wodoru, jodanu i jonu H.2OI+, gatunki kinetyczne i katalityczne ważne w procesie dysproporcjonowania kwasu jodozowego, HIO2.

Reakcje Bray-Liebhafsky'ego

Zegar chemiczny lub reakcja oscylacji to złożona mieszanina związków chemicznych, które reagują, w których stężenie jednego lub większej liczby składników wykazuje okresowe zmiany lub gdy występują nagłe zmiany właściwości po przewidywalnym czasie indukcji.

Są one klasą reakcji, które służą jako przykład termodynamiki nierównowagowej, w wyniku której powstaje oscylator nieliniowy. Są one teoretycznie ważne, ponieważ pokazują, że reakcje chemiczne nie muszą być zdominowane przez zachowanie równowagi termodynamicznej.

Reakcja Braya-Liebhafsky'ego to zegar chemiczny opisany po raz pierwszy przez Williama C. Braya w 1921 r. I jest pierwszą reakcją oscylacyjną w jednorodnym mieszanym roztworze.

Kwas jodowy jest używany eksperymentalnie do badania tego typu reakcji, gdy jest utleniany nadtlenkiem wodoru, znajdując lepszą zgodność między modelem teoretycznym a obserwacjami doświadczalnymi (Ljiljana Kolar-Anić, 1992).

Referencje

  1. Brande, W. T. (1828). Podręcznik chemii na podstawie profesora Brande'a. Boston: Uniwersytet Harvarda.
  2. Bezpłatna dokumentacja GNU. (s.f.). kwas jodowy. Źródło: chemsink.com: chemsink.com
  3. kwas jodowy. (2013-2016). Pobrane z molbase.com: molbase.com
  4. Ljiljana Kolar-Anić, G. S. (1992). Mechanizm reakcji Braya-Liebhafsky'ego: efekt utleniania kwasu jodowego nadtlenkiem wodoru. Chem. Soc., Faraday Trans 1992,88, 2343-2349. http://pubs.rsc.org/en/content/articlelanding/1992/ft/ft9928802343#!divAbstract
  5. National Center for Biotechnology Information. (n.d.). PubChem Compound Database; CID = 166623. Pobrane z pubchem.com:pubchem.ncbi.nlm.nih.gov.
  6. Królewskie Towarzystwo Chemiczne. (2015). Jodowy kwas ChemSpider ID145806. Źródło: ChemSpider: chemspider.com
  7. Sir David Brewster, R. T. (1902). The London and Edinburgh Philosophical Magazine i Journal of Science. london: uniwersytet w londynie.
  8. Smiljana Marković, R. K. (2015). Reakcja dysproporcjonowania kwasu jodowego, HOIO. Określenie stężeń odpowiednich gatunków jonowych H +, H2OI + i IO3 -.