AXIT IỐT (HIO2): ĐẶC TÍNH VÀ CÔNG DỤNG - HÓA HỌC - 2025

Các axit iodous là một hợp chất hóa học của f'ormula HIO 2. Axit này, cũng như các muối của nó (được gọi là iốt), là những hợp chất cực kỳ không ổn định đã được quan sát thấy nhưng chưa bao giờ cô lập.

Nó là một axit yếu, có nghĩa là nó không phân ly hoàn toàn. Trong anion, iot ở trạng thái oxy hóa III và có cấu trúc tương tự như axit clo hoặc axit brom, như được minh họa trong Hình 1.

Hình 1: Cấu trúc của Axit Iốt

Mặc dù hợp chất này không bền, axit iot và các muối iotit của nó đã được phát hiện là chất trung gian trong quá trình chuyển đổi giữa iotua (I ^- ) và iot (IO ₃ ^- ).

Tính không ổn định của nó là do phản ứng khử (hoặc mất cân bằng) để tạo thành axit hypoiodoid và axit iotic, tương tự như axit clo và axit brôm theo cách sau:

2HIO _{2 ->} HIO + HIO ₃

Tại Naples năm 1823, nhà khoa học Luigi Sementini đã viết một bức thư cho E. Daniell, thư ký của tổ chức hoàng gia ở London, nơi ông giải thích một phương pháp thu được axit iốt.

Trong thư, ông nói rằng việc hình thành axit nitơ, bằng cách kết hợp axit nitric với chất mà ông gọi là khí nitơ (có thể là N ₂ O), axit iot có thể được tạo thành theo cách tương tự bằng cách cho axit iotic phản ứng với oxit. của iốt, một hợp chất mà ông đã khám phá ra.

Khi làm như vậy, ông thu được một chất lỏng màu vàng hổ phách mất màu khi tiếp xúc với khí quyển (Sir David Brewster, 1902).

Sau đó, nhà khoa học M. Wöhler phát hiện ra rằng axit Sementini là hỗn hợp của iốt clorua và iốt phân tử, vì ôxít iốt được sử dụng trong phản ứng được điều chế với kali clorat (Brande, 1828).

Các tính chất vật lý và hóa học

Như đã đề cập ở trên, axit iot là một hợp chất không bền chưa được phân lập, vì vậy các tính chất vật lý và hóa học của nó về mặt lý thuyết được thu thập thông qua các phép tính và mô phỏng tính toán (Hiệp hội Hóa học Hoàng gia, 2015).

Axit iốt có trọng lượng phân tử là 175,91 g / mol, mật độ 4,62 g / ml ở trạng thái rắn và nhiệt độ nóng chảy là 110 độ C. (axit iốt, 2013-2016).

Nó cũng có độ hòa tan trong nước là 269 g / 100 ml ở 20 độ C. (là một axit yếu), có pKa là 0,75 và có độ cảm từ là −48,0 · 10−6 cm3 / mol (Quốc Trung tâm Thông tin Công nghệ Sinh học, nd).

Vì axit iốt là một hợp chất không ổn định chưa được phân lập nên không có rủi ro khi xử lý nó. Theo tính toán lý thuyết, người ta thấy rằng axit iot không dễ cháy.

Các ứng dụng

Acyl hóa nucleophilic

Axit iốt được sử dụng làm chất nucleophile trong phản ứng acyl hóa nucleophilic. Ví dụ được đưa ra với sự acyl hóa của trifluoroacetyls như 2,2,2-trifluoroacetyl bromide, 2,2,2-trifluoroacetyl clorua, 2,2,2-trifluoroacetyl florua, và 2,2,2-trifluoroacetyl iodide thành tạo thành iodosyl 2,2,2 trifloaxetat như minh họa trong hình 2.1, 2.2, 2.3 và 2.4 tương ứng.

Hình 2: Các phản ứng hình thành iodosyl 2,2,2 trifluoroacetate

Axit iốt cũng được sử dụng làm nucleophile để tạo thành iodosyl axetat bằng cách cho nó phản ứng với axetyl bromua, axetyl clorua, axetyl florua và axetyl iodua như trong hình 3.1, 3.2, 3.3 và 3.4 tương ứng ( Tài liệu Miễn phí GNU, sf).

Hình 2: Các phản ứng tạo thành iodosyl axetat.

Phản ứng tách rời

Phản ứng khử hay phản ứng khử là một loại phản ứng khử oxit, trong đó chất bị oxi hóa là chất bị khử.

Trong trường hợp các halogen, vì chúng có các trạng thái oxy hóa -1, 1, 3, 5 và 7, có thể thu được các sản phẩm khác nhau của các phản ứng khử hóa chất tùy thuộc vào các điều kiện sử dụng.

Trong trường hợp axit iot, ví dụ về cách nó phản ứng để tạo thành axit hypoiodine và axit iotic ở dạng đã được đề cập ở trên.

2HIO _{2 ->} HIO + HIO ₃

Các nghiên cứu gần đây đã phân tích phản ứng khử axit iot bằng cách đo nồng độ của proton (H ⁺ ), iodat (IO3 ^- ) và cation hypoiodite có tính axit (H ₂ IO ⁺ ) để hiểu rõ hơn về cơ chế của quá trình khử axit. iốt (Smiljana Marković, 2015).

Một dung dịch được chuẩn bị có chứa loại trung gian I ³⁺ . Một hỗn hợp của các loại iốt (I) và iốt (III) được điều chế bằng cách hòa tan iốt (I ₂ ) và kali iodat (KIO ₃ ), theo tỷ lệ 1: 5, trong axit sunfuric đặc (96%). Trong dung dịch này, một phản ứng phức tạp xảy ra, có thể được mô tả bằng phản ứng:

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

Các loài I ³⁺ chỉ ổn định khi có thêm iốt dư thừa. Iốt ngăn cản sự hình thành I ³⁺ . Ion IO ⁺ thu được ở dạng iot sunfat (IO) ₂ SO ₄ ), phân hủy nhanh chóng trong dung dịch nước có tính axit và tạo thành I ³⁺ , được biểu diễn dưới dạng axit HIO ₂ hoặc dạng ion IO3 ^- . Sau đó, một phân tích quang phổ được thực hiện để xác định giá trị nồng độ của các ion quan tâm.

Điều này trình bày quy trình đánh giá nồng độ cân bằng giả của các ion hydro, iodat và H ₂ OI ⁺ , các dạng động học và xúc tác quan trọng trong quá trình làm mất cân bằng axit iot, HIO ₂ .

Bray - Liebhafsky phản ứng

Đồng hồ hóa học hay phản ứng dao động là một hỗn hợp phức tạp của các hợp chất hóa học phản ứng, trong đó nồng độ của một hoặc nhiều thành phần thay đổi theo chu kỳ, hoặc khi các đặc tính thay đổi đột ngột sau một thời gian cảm ứng có thể dự đoán được.

Chúng là một loại phản ứng dùng làm ví dụ về nhiệt động lực học không cân bằng, dẫn đến việc thiết lập một dao động phi tuyến tính. Chúng quan trọng về mặt lý thuyết bởi vì chúng chứng tỏ rằng các phản ứng hóa học không nhất thiết phải bị chi phối bởi hành vi cân bằng nhiệt động lực học.

Phản ứng Bray-Liebhafsky là một đồng hồ hóa học được William C. Bray mô tả lần đầu tiên vào năm 1921 và là phản ứng dao động đầu tiên trong một dung dịch đồng nhất được khuấy.

Axit iốt được sử dụng trong thực nghiệm để nghiên cứu loại phản ứng này khi nó bị oxy hóa bằng hydro peroxit, tìm ra sự phù hợp tốt hơn giữa mô hình lý thuyết và các quan sát thực nghiệm (Ljiljana Kolar-Anić, 1992).

Người giới thiệu

1. Brande, WT (1828). Sách hướng dẫn về hóa học, trên cơ sở của Giáo sư Brande. Boston: Đại học Harvard.
2. Tài liệu miễn phí GNU. (sf). axit iot. Lấy từ chemsink.com: chemsink.com
3. axit iot. (2013-2016). Lấy từ molbase.com: molbase.com
4. Ljiljana Kolar-Anić, GS (1992). Cơ chế của phản ứng Bray - Liebhafsky: hiệu ứng của quá trình oxy hóa axit iodous bằng hydrogen peroxide. Chem. Soc., Faraday Trans 1992,88, 2343-2349. http://pubs.rsc.org/en/content/articlelanding/1992/ft/ft9928802343#!divAbstract
5. Trung tâm Thông tin Công nghệ Sinh học Quốc gia. (nd). Cơ sở dữ liệu tổng hợp PubChem; CID = 166623. Lấy từ pubchem.com:pubchem.ncbi.nlm.nih.gov.
6. Hiệp hội Hóa học Hoàng gia. (2015). Axit iốt ChemSpider ID145806. Lấy từ ChemSpider: chemspider.com
7. Ngài David Brewster, RT (1902). Tạp chí Triết học và Tạp chí Khoa học London và Edinburgh. london: đại học của london.
8. Smiljana Marković, RK (2015). Phản ứng cân bằng axit iot, HOIO. Xác định nồng độ của các ion H +, H2OI +, và IO3 -.