Иодоводород: различия между версиями
[непроверенная версия] | [непроверенная версия] |
→Получение: согласование предложений - починен хвост после массированной правки |
|||
Строка 47: | Строка 47: | ||
Другой путь получения HI в лабораторных условиях - это реакции обмена: |
|||
и реакций обмена: |
|||
:: <math>\mathsf{PI_3 + 3H_2O \rightarrow H_3PO_3 + 3HI} \uparrow</math> |
:: <math>\mathsf{PI_3 + 3H_2O \rightarrow H_3PO_3 + 3HI} \uparrow</math> |
||
Версия от 08:40, 17 мая 2023
Иодоводород | |||
---|---|---|---|
| |||
Общие | |||
Систематическое наименование |
Иодоводород | ||
Традиционные названия | Гидроиодид, иодистый водород | ||
Хим. формула | HI | ||
Рац. формула | HI | ||
Физические свойства | |||
Состояние | бесцветный газ | ||
Молярная масса | 127.904 г/моль | ||
Плотность | 2.85 г/мл (-47 °C) | ||
Энергия ионизации | 10,39 эВ[1] | ||
Термические свойства | |||
Температура | |||
• плавления | –50.80 °C | ||
• кипения | –35.36 °C | ||
• разложения | 300 °C | ||
Критическая точка | 150,7 °C | ||
Энтальпия | |||
• образования | 26,6 кДж/моль | ||
Химические свойства | |||
Константа диссоциации кислоты | - 11 | ||
Растворимость | |||
• в воде | 72,47 (20°C) | ||
Структура | |||
Дипольный момент | 1,5E−30 Кл·м[1] | ||
Классификация | |||
Рег. номер CAS | [10034-85-2] | ||
PubChem | 24841 и 21844680 | ||
Рег. номер EINECS | 233-109-9 | ||
SMILES | |||
InChI | |||
RTECS | MW3760000 | ||
ChEBI | 43451 | ||
ChemSpider | 23224 | ||
Безопасность | |||
NFPA 704 | |||
Приведены данные для стандартных условий (25 °C, 100 кПа), если не указано иное. | |||
Медиафайлы на Викискладе |
Иóдоводорóд (гидроиодид, иóдистый водорóд, HI) — бесцветный удушливый газ (при нормальных условиях), сильно дымит на воздухе. Хорошо растворим в воде, образует азеотропную смесь с Ткип 127 °C и концентрацией HI 57 %. Неустойчив, разлагается при 300 °C.
Получение
В промышленности HI получают по реакции иода с гидразином:
В лаборатории HI можно получать с помощью окислительно-восстановительных реакций:
Восстанавливая иод другими восстановителями:
Воздействием стабильной и достаточно сильной кислоты на иодиды (обычно берут горячую концентрированную ортофосфорную кислоту, серная не подходит):
Очень часто ортофосфорную кислоту производят контактным методом, и поэтому она загрязнена и серной кислотой, что при получении иодоводорода является крайне опасным (выделяется чрезвычайно токсичный сероводород). Именно по этой причине, в лабораториях чаще прибегают к восстановлению иода.
Другой путь получения HI в лабораторных условиях - это реакции обмена:
Реакцию следует проводить в водном растворе в отсутствие спиртов.
Иодоводород также получается при взаимодействии простых веществ. Эта реакция идет только при нагревании и протекает не до конца, так как в системе устанавливается равновесие:
На одной из стадии получения иодоводорода (получение иодидов из иода) следует убедиться в отсутствии спиртов в растворе, так как будет образовываться иодоформ, который при получении иодоводорода окисляет его до иода (восстанавливаясь до дииодметана).
Свойства
Водный раствор HI называется иодоводородной кислотой (бесцветная жидкость с резким запахом). Иодоводородная кислота является сильной кислотой (pKа = −11)[2]. Соли иодоводородной кислоты называются иодидами. В 100 г воды при нормальном давлении и 20 °C растворяется 132 г HI, а при 100 °C — 177 г. 45%-ная йодоводородная кислота имеет плотность 1,4765 г/см³.
Иодоводород является сильным восстановителем. На воздухе водный раствор HI окрашивается в бурый цвет вследствие постепенного окисления его кислородом воздуха и выделения молекулярного иода:
HI способен восстанавливать концентрированную серную кислоту до сероводорода:
Подобно другим галогенводородам, HI присоединяется к кратным связям (реакция электрофильного присоединения):
Иодиды присоединяют элементарный иод с образованием полииодидов:
Что обуславливает тёмно-бурый цвет долго стоящей на воздухе иодоводородной кислоты.
Под действием света щелочные соли разлагаются, выделяя I2, придающий им жёлтую окраску. Иодиды получают взаимодействием иода со щелочами в присутствии восстановителей, не образующих твердых побочных продуктов: муравьиная кислота, формальдегид, гидразин:
Можно использовать также сульфиты, но они загрязняют продукт сульфатами. Без добавок восстановителей при получении щелочных солей наряду с иодидом образуется иодат MIO₃ (1 часть на 5 частей иодида).
Ионы Cu2+ при взаимодействии c иодидами легко дают малорастворимый иодид одновалентной меди CuI:
Замещает элементы в кислородных кислотах по реакциям
Образующийся пентайодид фосфора гидролизуется водой.
Применение
Иодоводород используют в лабораториях как восстановитель во многих органических синтезах, а также для приготовления различных иодсодержащих соединений.
Спирты, галогениды и кислоты восстанавливаются HI, давая алканы[4].
При действии HI на пентозы он все их превращает во вторичный иодистый амил: CH3CH2CH2CHICH3, а гексозы — во вторичный иодистый н-гексил[5]. Легче всего восстанавливаются иодпроизводные, некоторые хлорпроизводные не восстанавливаются вовсе. Третичные спирты восстанавливаются легче всего. Многоатомные спирты также реагируют в мягких условиях, часто давая вторичные иодалкилы[6].
HI при нагреве диссоциирует на водород и I2, что позволяет получать водород с низкими энергетическими затратами.
Физиологическое воздействие и токсикология
- Иодоводород — едкое, токсичное вещество. Обладает удушающим действием.
- При попадании на кожу иодоводородная кислота может вызвать ожоги.
- Предельно допустимая концентрация иодоводорода в воздухе рабочей зоны составляет 2 мг/м³.
- Согласно ГОСТ 12.1.007-76 йодистоводородная кислота относится к III классу опасности (умеренно-опасное химическое вещество).
Литература
- Ахметов Н. С. Общая и неорганическая химия. — М.: Высшая школа, 2001.
Примечания
- ↑ 1 2 David R. Lide, Jr. Basic laboratory and industrial chemicals (англ.): A CRC quick reference handbook — CRC Press, 1993. — ISBN 978-0-8493-4498-5
- ↑ Рабинович В. А., Хавин З. Я. Краткий химический справочник: Справочник. — 3-е изд. — Л.: Химия, 1991. — 432 с.
- ↑ Ксензенко В. И., Стасиневич Д. С. Химия и технология брома, иода и их соединений. — М.: Химия, 1995. − 432 с.
- ↑ Несмеянов А. Н., Несмеянов Н. А. «Начала органической химии т. 1» М., 1969 стр. 68
- ↑ Несмеянов А. Н., Несмеянов Н. А. «Начала органической химии т. 1» М., 1969 стр. 440
- ↑ «Препаративная органическая химия» М., Гос. н.т. изд-во хим. лит-ры, 1959 стр. 499 и В. В. Марковников Ann. 138, 364 (1866)