JODSYRE (HIO2): EGENSKABER OG ANVENDELSER - KEMI - 2025

Den iodous syre er en kemisk forbindelse f'ormula HIO 2. Denne syre såvel som dens salte (kendt som ioditer) er ekstremt ustabile forbindelser, der er blevet observeret, men aldrig isoleret.

Det er en svag syre, hvilket betyder, at den ikke adskiller sig fuldstændigt. I anionen er iod i oxidationstilstand III og har en struktur analog med chlorsyre eller bromsyre, som illustreret i figur 1.

Figur 1: Struktur af jodsyre

På trods af at forbindelsen er ustabil, er jodsyre og dens ioditesalte blevet detekteret som mellemprodukter i omdannelsen mellem iodider (I ^-) og iodater (IO ₃ ^-).

Dets ustabilitet skyldes en nedbrytningsreaktion (eller disproportionering) til dannelse af hypoiodoid syre og jodsyre, som er analog med chlorsyre og bromsyrer på følgende måde:

2HIO _{2 ->} HIO + HIO ₃

I Napoli i 1823 skrev forskeren Luigi Sementini et brev til E. Daniell, sekretær for den kongelige institution i London, hvor han forklarede en metode til opnåelse af jodsyre.

I brevet, sagde han, at i betragtning af, at dannelsen af salpetersyrling var ved at kombinere salpetersyre med hvad han kaldte nitrøse gas (eventuelt N ₂ O), iod syre kan dannes på samme måde ved omsætning iodsyre med oxid. af jod, en forbindelse, han havde opdaget.

Dermed opnåede han en gulligt-rav væske, der mistede sin farve i kontakt med atmosfæren (Sir David Brewster, 1902).

Senere opdagede videnskabsmanden M. Wöhler, at Sementinis syre er en blanding af jodchlorid og molekylært jod, da det jodoxid, der blev anvendt i reaktionen, blev fremstillet med kaliumchlorat (Brande, 1828).

Fysiske og kemiske egenskaber

Som nævnt ovenfor er jodsyre en ustabil forbindelse, der ikke er blevet isoleret, så dens fysiske og kemiske egenskaber er teoretisk opnået gennem beregninger og beregningssimuleringer (Royal Society of Chemistry, 2015).

Jodsyre har en molekylvægt på 175,91 g / mol, en densitet på 4,62 g / ml i fast tilstand og et smeltepunkt på 110 grader celsius (iodøs syre, 2013-2016).

Det har også en opløselighed i vand på 269 g / 100 ml ved 20 ° C (idet den er en svag syre), har en pKa på 0,75 og har en magnetisk følsomhed på −48,0 · 10−6 cm3 / mol (National Center for Biotechnology Information, nd).

Da jodsyre er en ustabil forbindelse, der ikke er blevet isoleret, er der ingen risiko for at håndtere den. Det har vist sig ved teoretiske beregninger, at jodsyre ikke er brandfarlig.

Applikationer

Nukleofil acylering

Jodsyre anvendes som en nukleofil i nukleofile acyleringsreaktioner. Eksemplet er givet med acylering af trifluoracetyler, såsom 2,2,2-trifluoracetylbromid, 2,2,2-trifluoracetylchlorid, 2,2,2-trifluoracetylfluorid og 2,2,2-trifluoracetyliodid til danner iodosyl-2,2,2-trifluoracetatet som illustreret i henholdsvis figur 2.1, 2.2, 2.3 og 2.4.

Figur 2: iodosyl 2,2,2 trifluoracetatdannelsesreaktioner

Jodsyre anvendes også som en nukleofil til dannelse af iodosylacetat ved at omsætte den med henholdsvis acetylbromid, acetylchlorid, acetylfluorid og acetyliodid som vist i figur 3.1, 3.2, 3.3 og 3.4 (GNU Free Documentation, sf).

Figur 2: iodosylacetatdannelsesreaktioner.

Udsagnsreaktioner

Dismutation eller disproportionationsreaktioner er en type oxidreduktionsreaktion, hvor det stof, der oxideres, er det samme, som reduceres.

I tilfælde af halogener, da de har oxidationstilstande på -1, 1, 3, 5 og 7, kan der opnås forskellige produkter til nedbrydningsreaktioner afhængigt af de anvendte betingelser.

I tilfælde af jodsyre blev eksemplet på, hvordan det reagerer på dannelse af hypoiodinsyre og jodsyre af formen, nævnt ovenfor.

2HIO _{2 ->} HIO + HIO ₃

Nylige undersøgelser har analyseret iod syre dismutationsreaktion ved at måle koncentrationerne af protoner (H ⁺), iodat (IO3 ^-) og den sure hypoiodit kation (H ₂ IO ⁺) for bedre at forstå den mekanisme af syre dismutation. jod (Smiljana Marković, 2015).

Der blev fremstillet en opløsning indeholdende den mellemliggende art I ³⁺. En blanding af iod (I) og iod (III) arter blev fremstillet ved at opløse iod (I ₂) og kaliumjodat (KIO ₃) i forholdet 1: 5 i koncentreret svovlsyre (96%). I denne opløsning fortsætter en kompleks reaktion, som kan beskrives ved reaktionen:

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

Arter I ³⁺ er kun stabile i nærvær af tilsat overskydende iodat. Jod forhindrer dannelsen af ​​I ³⁺. IO ⁺ ion i form af iod sulfat (IO) ₂ SO ₄), dekomponerer hurtigt i sur vandig opløsning og danner jeg ³⁺, repræsenteret som syren HIO ₂ eller de ioniske komponenter IO3 ^-. Efterfølgende blev der udført en spektroskopisk analyse for at bestemme værdien af ​​koncentrationerne af de interessante ioner.

Dette præsenteret en procedure for evaluering af pseudo-ligevægtskoncentrationer af hydrogen, iodat og H ₂ OI ⁺ ioner, vigtig kinetiske og katalytiske arter i processen med disproportionering af iod syre, HIO ₂.

Bray - Liebhafsky-reaktioner

En kemisk ur- eller svingningsreaktion er en kompleks blanding af reagerende kemiske forbindelser, hvor koncentrationen af ​​en eller flere komponenter ændres periodisk, eller når pludselige ændringer i egenskaber forekommer efter en forudsigelig induktionstid.

De er en klasse af reaktioner, der tjener som et eksempel på ikke-ligevægts-termodynamik, hvilket resulterer i oprettelsen af ​​en ikke-lineær oscillator. De er teoretisk vigtige, fordi de viser, at kemiske reaktioner ikke behøver at være domineret af termodynamisk opførsel i ligevægt.

Bray-Liebhafsky-reaktionen er et kemisk ur, der først blev beskrevet af William C. Bray i 1921 og er den første svingningsreaktion i en omrørt homogen opløsning.

Jodsyre anvendes eksperimentelt til undersøgelse af denne type reaktion, når den oxideres med brintperoxid for at finde en bedre aftale mellem den teoretiske model og eksperimentelle observationer (Ljiljana Kolar-Anić, 1992).

Referencer

1. Brande, WT (1828). En kemivejledning på grundlag af professor Brande's. Boston: University of Harvard.
2. GNU-fri dokumentation. (Sf). jodsyre. Hentet fra chemsink.com: chemsink.com
3. jodsyre. (2013-2016). Hentet fra molbase.com: molbase.com
4. Ljiljana Kolar-Anić, GS (1992). Mekanisme af Bray - Liebhafsky-reaktionen: virkning af oxidationen af ​​jodsyre med brintperoxid. Chem. Soc., Faraday Trans 1992,88, 2343-2349.
5. National Center for Biotechnology Information. (Nd). PubChem Compound Database; CID = 166623. Hentet fra pubchem.com:pubchem.ncbi.nlm.nih.gov.
6. Royal Society of Chemistry. (2015). Jodsyre ChemSpider ID145806. Hentet fra ChemSpider: chemspider.com
7. Sir David Brewster, RT (1902). The London and Edinburgh Philosophical Magazine and Journal of Science. London: University of London.
8. Smiljana Marković, RK (2015). Disproportionsreaktion af iodøs syre, HOIO. Bestemmelse af koncentrationerne af de relevante ioniske arter H +, H2OI + og IO3 -.