Štruktúra, vlastnosti a použitie kyseliny yodhydrovej (HI)

On kyselina iahydrová Je to vodný roztok vodíkového jodidu, ktorý sa vyznačuje jeho vysokou kyslosťou. Definícia viac pripojená k chemickej terminológii a IUPAC je, že je to hydracia, ktorej chemický vzorec je HI.

Avšak, aby sa rozlíšilo od plynných molekúl vodíka jodidu, HI (G), označuje sa ako HI (AC). Z tohto dôvodu je v chemických rovniciach dôležité identifikovať prostredie alebo fyzickú fázu, v ktorej boli činidlá a výrobky. Napriek tomu sú zvyčajne bežné zmätky medzi jodínom vodíka a kyselinou iarchovou.

Ak sa v ich totožnosti pozorujú odhodlané molekuly, nájdia sa notoricky známe rozdiely medzi HI (G) a HI (AC). V HI (G) je odkaz H-I; Zatiaľ čo v hi (ac) sú vlastne pár iónov i^- a h₃Ani⁺ Interakcia elektrostaticky (vynikajúci obraz).

Na druhej strane, HI (AC) je zdrojom HI (G), pretože prvý je pripravený rozpustením druhého vo vode. Z tohto. HI je silným redukčným činidlom a vynikajúcim zdrojom iónov i^- Vo vodnom médiu.

[TOC]

Štruktúra kyseliny yodhydrovej

Kyselina yodhydrová, ako je vysvetlené, pozostáva z roztoku HI vo vode. Keď sú vo vode, HI molekuly sa úplne disociujú (silný elektrolyt), pôvod, ktorý pochádza z iónov i^- a h₃Ani⁺. Táto disociácia môže byť reprezentovaná s nasledujúcou chemickou rovnicou:

Ahoj (g) + h₂Alebo (l) => i^-(Ac) + h₃Ani⁺(Ac)

Čo by bolo rovnocenné, ak by bolo napísané ako:

Ahoj (g) + h₂Alebo (l) => hi (ac)

HI (AC) však vôbec neodhaľuje to, čo sa stalo s plynnými molekulami HI; Znamená to iba to, že sú vo vodnom médiu.

Preto skutočná štruktúra HI (AC) pozostáva z iónov i^- a h₃Ani⁺ obklopené molekulami vody ich zvlhčujú; Čím viac koncentrovanej kyseliny iahydrovej, tým nižší počet molekúl vody bez protónu.

Komerčne je koncentrácia HI 48 až 57% vo vode; Koncentrovanejšie by bolo ekvivalentné tomu, že by bolo príliš fajčenie kyseliny (a ešte nebezpečnejšie).

Na obrázku je možné vidieť, že anión i^- Je zastúpený fialovou guľou a h₃Ani⁺ S bielymi guľami a červenou farbou pre atóm kyslíka. Katión H₃Ani⁺ Predstavuje molekulárnu geometriu trigonálnu pyramídu (pozorovanú z vyššej roviny na obrázku).

Vlastnosti

Fyzický popis

Bezfarebná tekutina; Ak ste však v priamom kontakte s kyslíkom, môžete vykazovať žltkasté a hnedé tóny. Je to preto, že ióny i^- Nakoniec oxidujú molekulárny jód, i₂. Ak je toho veľa₂, Je viac ako pravdepodobné, že sa vytvorí aj anión TriaDuro, i₃^-, ktoré zafarbí roztok ako hnedé.

Molekulárna hmotnosť

127,91 g/mol.

Vôňa

Aker.

Hustota

Hustota je 1,70 g/ml pre roztok 57%HI; Pretože hustoty sa líšia v závislosti od rôznych koncentrácií HI. Táto koncentrácia tvorí azeotropickú (je destilovaná ako jedna látka a nie ako zmes), ktorej relatívna stabilita môže byť dlžná jej komercializácia nad inými roztokmi.

Bod varu

57% Hi Azeotrop vrie pri 127 ° C pri tlaku 1,03 baru (priechod do bankomatu).

Pka

-1,78.

Kyslosť

Je to mimoriadne silná kyselina, natoľko, že je korozívna pre všetky kovy a tkanivá; Dokonca aj pre gumy.

Je to preto, že spojenie H-I je veľmi slabé a počas svojej vodnej ionizácie sa ľahko rozbije. Okrem toho vodíkové mosty i^- - Hanba₂⁺ Sú slabí, takže nie je nič, čo by zasahoval do h₃Ani⁺ reagovať s ostatnými zlúčeninami; to znamená, h₃Ani⁺ má „zadarmo“, ako i^- To príliš nepriťahuje do jeho protiiónu.

Redukčné činidlo

HI je silné redukčné činidlo, ktorého hlavným reakčným produktom je ja₂.

Menovanie

Nomenklatúra kyseliny iahydrovej odvodzuje zo skutočnosti, že jód „pracuje“ s jediným oxidačným stavom: -1. A navyše názov naznačuje, že má vodu v rámci svojho štrukturálneho vzorca [i^-] [H₃Ani⁺]. Toto je jeho jediné meno, pretože nejde o čistú zlúčeninu, ale riešenie.

Žiadosti

Zdroj jódu v organickej a anorganickej syntéze

HI je vynikajúci zdroj iónov i^- pre anorganickú a organickú syntézu a je tiež silným redukčným činidlom. Napríklad jeho 57% vodné rozpustenie sa používa na syntézu alkyl jodidov (napríklad Cho₃Chvály₂I) z primárnych alkoholov. Podobne môže skupina OH nahradiť v štruktúre i.

Redukčné činidlo

Kyselina yodhydrová sa používa na zníženie napríklad uhľohydrátov. Ak je glukóza rozpustená v tejto kyseline zahrievaná, stratí všetky svoje OH skupiny a získa ako produkt uhľovodík N-hexán.

Podobne sa používa na zníženie funkčných skupín grafénových listov, aby sa dali funkcionalizovať pre elektronické zariadenia.

Cativa

Schéma katalytického cyklu pre proces Cativa. Zdroj: Ben Mills [doména verejnej domény].HI sa používa aj na priemyselnú výrobu kyseliny octovej prostredníctvom procesu Cativa. Skladá sa z katalytického cyklu, v ktorom dochádza k karbonilamácii metanolu; to znamená do molekuly ch₃OH, karbonylová skupina je zavedená, C = O, na transformáciu na kyselinu Cho₃Kohútik.

Kroky

Proces začína (1) komplexom Organo-Iridium [IR (CO)₂Jo₂]^-, štvorcovej plochej geometrie. Táto zlúčenina „prijíma“ metyljodid, ch₃I, produkt okyslenosti Cho₃Ach s 57% ahoj. Voda sa tiež vyskytuje v tejto reakcii a vďaka nej sa na konci získava kyselina octová, pričom sa HI umožňuje zotaviť sa v poslednom kroku.

V tomto kroku obidve skupiny -ch₃ Keď sa -i pripojí k kovovému centru Ididio (2), vytvorenie oktaedrálneho komplexu s aspektom zloženou z troch ligandov a. Jeden z Yodos končí nahradením molekuly oxidu uhoľnatého, CO; A teraz (3), oktaedrický komplex má aspekt zloženú z troch ligandov.

Potom dôjde k usporiadaniu: skupina -ch₃ Je „prepustený“ z IR a pripojí sa k susednému (4), aby vytvoril acetylovú skupinu -coch₃. Táto skupina je prepustená z komplexu Iridido na odkazy na jodidové ióny a dáva Cho₃COI, acetyl jodid. Tu je katalyzátor Iridium obnovený, pripravený zúčastniť sa na inom katalytickom cykle.

Nakoniec, Cho₃COI trpí nahradením i^- Pre molekulu H₂Alebo, ktorého mechanizmus končí uvoľnením HI a kyseliny octovej.

Nezákonná syntéza

Reakcia redukcie efedrínu s červenou fosforickou a fosfore na metaphetamín. Zdroj: metamfetamín_from_ephedrine_with_hi_ru.SVG: odvodený Ring0 Trabajo: MaterialScientist (Speaking) [Public Domain].Kyselina yodhydrová sa používa na syntézu psychotropnej látky, ktorá využíva svoju vysokú redukčnú silu. Napríklad môžete redukovať efedrín (liek na liečbu astmy) v prítomnosti červeného fosforu, na metamfetamín (vynikajúci obraz).

Je zrejmé, že nahradenie skupiny OH I., po ktorej nasleduje druhá náhrada za H.

Odkazy

1. Wikipedia. (2019). Kyselina hydroiodová. Zdroj: In.Wikipedia.orgán
2. Andrews, Natalie. (24. apríla 2017). Použitie kyseliny hydriodovej. Vedecký. Obnovené z: vedeckých.com
3. Alfa Aesar, Thermo Fisher Scientific. (2019). Kyselina hydriodová. Získané z: Alfa.com
4. Národné centrum pre biotechnologické informácie. (2019). Kyselina hydriodová. Databáza pubchem., CID = 24841. Získané z: pubchem.Ncbi.NLM.NIH.Vláda
5. Steven a. Hardinger. (2017). Ilustrovaný glosár organickej chémie: kyselina hydroiodová. Získané z: Chem.UCLA.Edu
6. Reusch William. (5. mája 2013). Uhľohydráty. Získané z: 2.Chémia.MSU.Edu
7. V Kyu Moon, Junghyun Lee, Rodney S. Ruoff & Hyoyoung Lee. (2010). Sčervenaný oxid trafénu chemickou grafitizáciou. Doi: 10.1038/ncomms1067.