JODA SKĀBE (HIO2): ĪPAŠĪBAS UN LIETOJUMS - ĶĪMIJA - 2025

Iodous skābe ir ķīmisks savienojums no f'ormula HIO 2. Šī skābe, kā arī tās sāļi (pazīstami kā jodīti) ir ārkārtīgi nestabili savienojumi, kas novēroti, bet nekad nav izolēti.

Tā ir vāja skābe, kas nozīmē, ka tā pilnībā nesadalās. Anjonā jods atrodas III oksidācijas stāvoklī un tam ir hlorskābei vai broma skābei līdzīga struktūra, kā parādīts 1. attēlā.

1. attēls: joda skābes struktūra

Neskatoties uz to, ka savienojums ir nestabils, joda skābe un tās jodīta sāļi ir atklāti kā starpprodukti pārveidošanā starp jodīdiem (I ^- ) un jodātiem (IO ₃ ^- ).

Tās nestabilitāte rodas dismutācijas reakcijas (vai nesamērīgas proporcijas) dēļ, veidojot hipoidoīdu un jodskābi, kas ir analoga hlora un broma skābēm šādā veidā:

2HIO _{2 ->} HIO + HIO ₃

Neapolē 1823. gadā zinātnieks Luigi Sementini rakstīja vēstuli Londonas karaliskās institūcijas sekretāram E. Daniell, kur viņš izskaidro joda skābes iegūšanas metodi.

Vēstulē viņš sacīja, ka, ņemot vērā, ka slāpekļskābes veidošanās bija, apvienojot slāpekļskābi ar to, ko viņš sauca par slāpekļa gāzi (iespējams, N ₂ O), joda skābi varētu veidot tādā pašā veidā, reaģējot joda skābi ar oksīdu. joda, savienojuma, kuru viņš bija atklājis.

To darot, viņš ieguva dzeltenīgi dzintara krāsas šķidrumu, kas zaudēja krāsu saskarē ar atmosfēru (sers Deivids Brewsters, 1902).

Vēlāk zinātnieks M. Vērlers atklāja, ka Sementini skābe ir joda hlorīda un molekulārā joda maisījums, jo reakcijā izmantotais joda oksīds tika sagatavots ar kālija hlorātu (Brande, 1828).

Fizikālās un ķīmiskās īpašības

Kā minēts iepriekš, joda skābe ir nestabils savienojums, kas nav izdalīts, tāpēc tā fizikālās un ķīmiskās īpašības teorētiski tiek iegūtas, veicot aprēķinus un aprēķināšanas simulācijas (Royal Society of Chemistry, 2015).

Joda skābes molekulmasa ir 175,91 g / mol, blīvums 4,62 g / ml cietā stāvoklī un kušanas temperatūra 110 grādi pēc Celsija (joda skābe, 2013-2016).

Tā šķīdība ūdenī ir 269 g / 100 ml pie 20 grādiem pēc Celsija (ir vāja skābe), tās pKa ir 0,75 un magnētiskā jutība ir –48,0 · 10–6 cm3 / mol (Nacionālais Biotehnoloģijas informācijas centrs, nd).

Tā kā joda skābe ir nestabils savienojums, kas nav izdalīts, nav riska ar to rīkoties. Teorētiskos aprēķinos ir noskaidrots, ka joda skābe nav uzliesmojoša.

Lietojumprogrammas

Nukleofīlā acilēšana

Joda skābi izmanto kā nukleofilu nukleofīlās acilācijas reakcijās. Piemērs dots ar tādu trifluoracetilu acilēšanu kā 2,2,2-trifluoracetilbromīds, 2,2,2-trifluoracetilhlorīds, 2,2,2-trifluoracetilfluorīds un 2,2,2-trifluoracetiljodīds veido jodosil 2,2,2 trifluoracetātu, kā parādīts attiecīgi 2.1., 2.2., 2.3. un 2.4. attēlā.

2. attēls: jodosil 2,2,2 trifluoracetāta veidošanās reakcijas

Joda skābi izmanto arī kā nukleofilu jodosila acetāta veidošanai, reaģējot ar acetilbromīdu, acetilhlorīdu, acetilfluorīdu un acetiljodīdu, kā parādīts attiecīgi 3.1., 3.2., 3.3. Un 3.4. Attēlā ( GNU bezmaksas dokumentācija, sf).

2. attēls: jodosila acetāta veidošanās reakcijas.

Dismutācijas reakcijas

Dismutācijas vai disproporcijas reakcijas ir oksīdu reducēšanas reakciju veids, kad oksidētā viela ir tā pati, kas reducējas.

Halogenu gadījumā, tā kā to oksidācijas stāvokļi ir -1, 1, 3, 5 un 7, atkarībā no izmantotajiem apstākļiem var iegūt dažādus dezutācijas reakciju produktus.

Joda skābes gadījumā iepriekš tika minēts piemērs, kā tā reaģē, veidojot hipojodīnskābi un formas joda skābi.

2HIO _{2 ->} HIO + HIO ₃

Jaunākajos pētījumos ir analizēta joda skābes dezutācijas reakcija, izmērot protonu (H ⁺ ), jodāta (IO3 ^- ) un skābā hipojodīta katjona (H ₂ IO ⁺ ) koncentrācijas, lai labāk izprastu skābes demutācijas mehānismu. jods (Smiljana Marković, 2015).

Tika sagatavots šķīdums, kas satur starpproduktu I ³⁺ . Joda (I) un joda (III) sugu maisījums tika sagatavots, izšķīdinot jodu (I ₂ ) un kālija jodātu (KIO ₃ ) proporcijā 1: 5 koncentrētā sērskābē (96%). Šajā šķīdumā norisinās sarežģīta reakcija, ko var raksturot ar reakciju:

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

Sugas I ³⁺ ir stabilas tikai tad, ja ir pievienots pārmērīgs jodāts. Jods novērš I ³⁺ veidošanos . Jons IO ^{+, kas} iegūts joda sulfāta (IO) ₂ SO ₄ ) formā, ātri sadalās skābā ūdens šķīdumā un veido I ³⁺ , kas attēlots kā skābe HIO ₂ vai jonu grupa IO3 ^- . Pēc tam tika veikta spektroskopiska analīze, lai noteiktu interesējošo jonu koncentrāciju vērtību.

Tajā tika prezentēta procedūra ūdeņraža, jodāta un H ₂ OI ⁺ jonu , kas ir svarīgas kinētiskās un katalītiskās sugas , pseido līdzsvara līdzsvara koncentrācijas novērtēšanai joda skābes HIO ₂ disproporcijas procesā .

Bray - Liebhafsky reakcijas

Ķīmiskais pulkstenis vai svārstību reakcija ir reaģējošu ķīmisku savienojumu komplekss maisījums, kurā viena vai vairāku komponentu koncentrācija periodiski mainās vai kad pēkšņas īpašību izmaiņas notiek pēc paredzamā indukcijas laika.

Tās ir reakciju klase, kas kalpo par nelīdzsvarotas termodinamikas piemēru, kā rezultātā tiek izveidots nelineārs oscilators. Tie ir teorētiski svarīgi, jo parāda, ka ķīmiskajās reakcijās nav jābūt dominējošai līdzsvara termodinamiskajai uzvedībai.

Bray-Liebhafsky reakcija ir ķīmisks pulkstenis, kuru pirmo reizi aprakstīja Viljams C. Braijs 1921. gadā, un tā ir pirmā svārstību reakcija sajauktā viendabīgā šķīdumā.

Joda skābi šāda veida reakciju pētīšanai eksperimentāli izmanto, kad tā tiek oksidēta ar ūdeņraža peroksīdu, panākot labāku saikni starp teorētisko modeli un eksperimentālajiem novērojumiem (Ljiljana Kolar-Anić, 1992).

Atsauces

1. Brande, WT (1828). Ķīmijas rokasgrāmata, pamatojoties uz profesora Brandes rokasgrāmatu. Bostona: Hārvardas universitāte.
2. GNU bezmaksas dokumentācija. (sf). joda skābe. Izgūts no vietnes chemsink.com: chemsink.com
3. joda skābe. (2013-2016). Saņemts no vietnes molbase.com: molbase.com
4. Ljiljana Kolar-Anić, GS (1992). Bray - Liebhafsky reakcijas mehānisms: joda skābes oksidācijas ietekme uz ūdeņraža peroksīdu. Chem. Soc., Faraday Trans 1992,88, 2343-2349. http://pubs.rsc.org/en/content/articlelanding/1992/ft/ft9928802343#!divAb Abstract
5. Nacionālais biotehnoloģijas informācijas centrs. (nd). PubChem salikto datu bāze; CID = 166623. Izgūts no pubchem.com: pubchem.ncbi.nlm.nih.gov.
6. Karaliskā ķīmijas biedrība. (2015). Jodskābe ChemSpider ID145806. Izgūts no ChemSpider: chemspider.com
7. Sers Deivids Brewsters, RT (1902). Londonas un Edinburgas filozofiskais žurnāls un Journal of Science. Londona: Londonas Universitāte.
8. Smiljana Marković, RK (2015). Joda skābes, HOIO disproporcijas reakcija. Attiecīgo jonu sugu H +, H2OI + un IO3 koncentrācijas noteikšana.