JÓDSAV (HIO2): TULAJDONSÁGOK ÉS FELHASZNÁLÁSOK - KÉMIA - 2026

A jódossav egy kémiai vegyület, f'ormula HIO 2. Ez a sav, valamint sói (jodit néven ismertek) rendkívül instabil vegyületek, amelyeket megfigyelték, de soha nem izoláltak.

Ez egy gyenge sav, ami azt jelenti, hogy nem tér el teljesen. Az anionban a jód III oxidációs állapotban van, és a klórsavhoz vagy brómsavhoz hasonló szerkezettel rendelkezik, amint az az 1. ábrán látható.

1. ábra: Jódsav szerkezete

Annak ellenére, hogy a vegyület instabil, a jódsavat és annak joditsóit közbenső termékekként mutatták ki a jodidok (I ^-) és jodátok (IO ₃ ^-) átalakulásában.

Instabilitása egy diszmutációs reakció (vagy aránytalanság) következménye, amely hipojodidsav és jódsav képződéséhez vezet, amely analóg a klórozott és brómsavval az alábbiak szerint:

2HIO _{2 ->} HIO + HIO ₃

Nápolyban 1823-ban Luigi Sementini levelet írt E. Daniellnek, a londoni királyi intézmény titkárának, ahol elmagyarázta a jódsav előállításának módszerét.

A levélben azt mondta, hogy tekintve, hogy salétromsav képződése az, ha salétromsavat kombinálnak az úgynevezett salétromgázzal (esetleg N ₂ O), jódsav alakulhat ki ugyanilyen módon, miközben jódsavat oxiddal reagáltatnak. jód, egy vegyület, amelyet felfedez.

Ennek során sárgásbarna színű folyadékot kapt, amely a légkörrel érintkezve elvesztette színét (Sir David Brewster, 1902).

Később, M. Wöhler, tudós felfedezte, hogy a Sementini sav jód-klorid és molekuláris jód keveréke, mivel a reakcióban alkalmazott jód-oxidot kálium-kloráttal állították elő (Brande, 1828).

Fizikai és kémiai tulajdonságok

Mint fentebb említettük, a jódsav instabil vegyület, amelyet még nem izoláltak, tehát fizikai és kémiai tulajdonságait elméletileg számítások és számítási szimulációk segítségével nyerik (Royal Society of Chemistry, 2015).

A jódsav molekulatömege 175,91 g / mol, sűrűsége szilárd állapotban 4,62 g / ml, olvadáspontja 110 Celsius fok (jódsav, 2013-2016).

Oldékonysága vízben 269 g / 100 ml 20 Celsius fokon is (gyenge sav), pKa értéke 0,75, mágneses érzékenysége −48,0 · 10–6 cm3 / mol (Nemzeti Biotechnológiai Információs Központ, második).

Mivel a jódsav instabil vegyület, amelyet még nem izoláltak, ezért nincs kockázata annak kezelésére. Elméleti számítások szerint a jódsav nem tűzveszélyes.

Alkalmazások

Nukleofil acilezés

A jódsavat nukleofilként használják a nukleofil acilezési reakciókban. A példát trifluor-acetil-származékok, például 2,2,2-trifluor-acetil-bromid, 2,2,2-trifluor-acetil-klorid, 2,2,2-trifluor-acetil-fluorid és 2,2,2-trifluor-acetil-jodid acilezésével kapjuk. képezzük a jódil-2,2,2-trifluor-acetátot, amint az a 2.1., a 2.2., a 2.3. és a 2.4. ábrán látható.

2. ábra: Jódil-2,2,2-trifluor-acetát-képződés reakciók

A jódsavat nukleofilként is használják jódil-acetát képződéséhez, azután acetil-bromiddal, acetil-kloriddal, acetil-fluoriddal és acetil-jodiddal reagáltatva, ahogyan az a 3.1., 3.2., 3.3. És 3.4. Ábrán látható. GNU Free Documentation, sf).

2. ábra: Jódil-acetát képződés reakciói.

Diszutációs reakciók

A deszutációs vagy aránytalanítási reakciók egyfajta oxid redukciós reakciók, ahol az oxidálódó anyag ugyanaz, mint a redukált.

A halogének esetében, mivel ezek oxidációs állapota -1, 1, 3, 5 és 7, az alkalmazott körülményektől függően különböző dezutációs reakciótermékeket kaphatunk.

Jódsav esetében a fentiekben említésre került annak példa, hogy miként reagál hipo-jodinsav és jódsav formájára.

2HIO _{2 ->} HIO + HIO ₃

A legfrissebb tanulmányok elemezték a jódsav-diszmutációs reakciót a protonok (H ⁺), a jodát (IO3 ^-) és a savas hypoiodite kation (H ₂ IO ⁺) koncentrációjának mérésével, hogy jobban megértsék a sav-dezutáció mechanizmusát. jód (Smiljana Marković, 2015).

Elkészítettünk oldatot, amely az I ³⁺ intermediert tartalmazza. Előállítása jód (I) és jód (III) fajok állítjuk elő oly módon jód (I ₂) és kálium-jodát (KIO ₃), az arány 1: 5, tömény kénsavban (96%). Ebben az oldatban összetett reakció zajlik, amelyet a reakció jellemezhet:

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

Az I ³⁺ fajok csak akkor vannak stabilak, ha hozzáadott jódsavat tartalmaznak. A jód megakadályozza az I ³⁺ képződését. A ion IO ⁺ formájában kapjuk jód-szulfát (IO) ₂ SO ₄), bomlik gyorsan savas vizes oldatban és formák I ³⁺, képviseletében a sav HIO ₂ vagy ionos anyagok IO3 ^-. Ezt követően spektroszkópos elemzést hajtottunk végre a vizsgált ionok koncentrációjának meghatározására.

Ez egy eljárást mutatott be a hidrogén, a jódát és a H ₂ OI ⁺ ionok ál-egyensúlyi koncentrációinak értékelésére, amelyek fontos kinetikai és katalitikus fajok a jódsav (HIO ₂₎ aránytalanságának folyamatában.

Bray - Liebhafsky reakciók

A kémiai óra vagy az oszcillációs reakció a reakcióba lépő kémiai vegyületek komplex elegye, amelyben egy vagy több komponens koncentrációja periodikusan változik, vagy amikor a tulajdonságok hirtelen változása megtörténik egy előre jelzett indukciós idő után.

Ezek egy olyan reakcióosztály, amelyek a nem egyensúlyi termodinamika példájává válnak, és egy nemlineáris oszcillátor létrehozását eredményezik. Elméletileg fontosak, mivel megmutatják, hogy a kémiai reakciókban nem kell dominálnia az egyensúlyi termodinamikai viselkedésnek.

A Bray-Liebhafsky reakció egy kémiai óra, amelyet először William C. Bray 1921-ben írt le, és ez az első oszcillációs reakció kevert homogén oldatban.

A jódsavat kísérletileg használják az ilyen típusú reakciók tanulmányozására, amikor hidrogén-peroxiddal oxidálódnak, így jobb egyezést találnak az elméleti modell és a kísérleti megfigyelések között (Ljiljana Kolar-Anić, 1992).

Irodalom

1. Brande, WT (1828). Kémiai kézikönyv, Brande professzor alapján. Boston: Harvardi Egyetem.
2. GNU Ingyenes dokumentáció. (Sf). jódsav. Visszakeresve a chemsink.com webhelyről: chemsink.com
3. jódsav. (2013-2016). Visszakeresve a molbase.com webhelyről: molbase.com
4. Ljiljana Kolar-Anić, GS (1992). A Bray - Liebhafsky reakció mechanizmusa: a jódsav hidrogén-peroxiddal történő oxidációjának hatása. Chem. Soc., Faraday Trans, 88, 2343-2349 (1992).
5. Országos Biotechnológiai Információs Központ. (ND). PubChem vegyület adatbázis; CID = 166623. Visszakeresve a pubchem.com oldalról: pubchem.ncbi.nlm.nih.gov.
6. A Kémiai Királyi Társaság. (2015). Jódsav, ChemSpider ID145806. Beolvasva a ChemSpiderből: chemspider.com
7. Sir David Brewster, RT (1902). A londoni és az edinburghi filozófiai magazin és a Journal of Science. London: a londoni egyetem.
8. Smiljana Marković, RK (2015). Jódsav aránytalansági reakciója, HOIO. A vonatkozó H +, H2OI + és IO3 ionos fajok koncentrációjának meghatározása.