HYDROJODIHAPPO (HI): RAKENNE, OMINAISUUDET JA KÄYTÖT - KEMIA - 2025

Jodivetyhappo on vesipitoinen liuos, vetyjodidin, jolle on tunnusomaista sen suuri happamuus. Määritelmä, joka on lähempänä kemiallista terminologiaa ja IUPAC: ia, on, että se on hydracid, jonka kemiallinen kaava on HI.

Jotta se voidaan erottaa kaasumaisista vetyjodidimolekyyleistä, HI (g): llä käytetään merkintää HI (aq). Tästä syystä kemiallisissa yhtälöissä on tärkeää tunnistaa väliaine tai fysikaalinen faasi, jossa reagensseja ja tuotteita löytyy. Jopa niin, vetyjodidin ja jodivetyhapon välinen sekoitus on yleinen.

Hydrojodihapon ionit. Lähde: Gabriel Bolívar.

Jos havaitaan identiteetissä sitoutuneita molekyylejä, havaitaan huomattavia eroja HI (g): n ja HI (ac): n välillä. Kohdassa HI (g) on ​​HI-sidos; ollessa HI (ac), ne ovat tosiasiallisesti paria I ^- ja H ₃ O ⁺ -ioneja, jotka ovat vuorovaikutuksessa sähköstaattisesti (ylempi kuva).

Toisaalta HI (ac) on HI (g) -lähde, koska ensimmäinen valmistetaan liuottamalla toinen veteen. Tämän takia, ellei se ole kemiallisessa yhtälössä, HI: tä voidaan käyttää myös viittaamaan hydrojodihappoon. HI on voimakas pelkistin ja erinomainen lähde I ^- ionien vesipitoisessa väliaineessa.

Hydrojodihapon rakenne

Hydrojodihappo, kuten juuri selitettiin, koostuu HI-liuoksesta vedessä. On veteen, HI molekyylit täysin Dissociate (voimakas elektrolyytti), peräisin I ^- ja H ₃ O ⁺ ioneja. Tätä dissosiaatiota voidaan edustaa seuraavalla kemiallisella yhtälöllä:

HI (g) + H ₂ O (l) => I ^- (aq) + H ₃ O ⁺ (aq)

Mikä olisi vastaavaa, jos se kirjoitettaisiin seuraavasti:

HI (g) + H ₂ O (l) => HI (aq)

HI (ac) ei kuitenkaan paljasta ollenkaan, mitä on tapahtunut kaasumaisille HI-molekyyleille; se osoittaa vain, että ne ovat vesipitoisessa väliaineessa.

Näin ollen, todellinen rakenne HI (ac) koostuu I ^- ja H ₃ O ⁺ ionit vesimolekyylien ympäröimiksi, kosteuttava niitä; mitä väkevämpi on hydrojodihappo, sitä pienempi on protonoimattomien vesimolekyylien lukumäärä.

Kaupallisesti tosiasiassa HI-pitoisuus on 48 - 57% vedessä; väkevöitynyt olisi yhtä suuri kuin happo, joka on liian savuttavaa (ja vieläkin vaarallisempaa).

Kuvassa, voidaan nähdä, että anioni I ^- edustaa violetti pallo, ja H ₃ O ⁺ valkoinen aloilla ja punainen yksi, happiatomin. H ₃ O ⁺ -kationilla on trigonaalipyramidi-molekyyligeometria (nähtynä kuvan korkeammalta tasolta).

ominaisuudet

Fyysinen kuvaus

Väritön neste; mutta sillä voi olla kellertäviä ja ruskeita sävyjä, jos se on suorassa kosketuksessa hapen kanssa. Tämä johtuu siitä, että I ^- ionit päätyvät hapetetaan mole- jodi, I ₂. Jos on paljon I ₂, se on enemmän kuin todennäköistä, että trijodidi anioni, I ₃ ^{- muodostuu}, joka muuttaa liuoksen ruskea.

Molekyylimassa

127,71 g / mol.

Haju

Acre.

Tiheys

Tiheys on 1,70 g / ml 57% HI-liuokselle; koska tiheydet vaihtelevat HI: n eri pitoisuuksien mukaan. Tässä konsentraatiossa muodostuu aseotrooppi (se tislataan yhtenä aineena eikä seoksena), jonka suhteellinen stabiilisuus voi johtua sen kaupallisuudesta muihin liuoksiin nähden.

Kiehumispiste

57%: n HI-aseotrooppi kiehuu 127 ° C: ssa paineessa 1,03 bar (JATKU ATM).

pKa

-1,78.

Happamuus

Se on erittäin vahva happo, niin paljon, että se syövyttää kaikkia metalleja ja kankaita; jopa kumeille.

Tämä johtuu siitä, että HI-sidos on erittäin heikko, ja se hajoaa helposti ionisaation aikana vedessä. Lisäksi, vetysidoksia I ^- - HOH ₂ ⁺ ovat heikkoja, niin ei ole mitään haittaa H ₃ O ⁺ reagoimaan muiden yhdisteiden kanssa; toisin sanoen, H ₃ O ⁺ on tullut "vapaaksi", kuten minä ^- mikä ei houkuttele vastakontaansa liikaa voimaa.

Pelkistävä aine

HI on voimakas pelkistävä aine, pääasiallinen reaktiotuote, joka on I ₂.

nimistö

Hydrojodihapon nimikkeistö johtuu siitä, että jodi "toimii" yhdellä hapettumisasteella: -1. Ja sama nimi osoittaa, että sillä on vettä rakennekaavansa sisällä. Tämä on sen ainoa nimi, koska se ei ole puhdasta yhdistettä, vaan liuosta.

Sovellukset

Jodilähde orgaanisissa ja epäorgaanisissa synteeseissä

HI on erinomainen ionien lähde ^- epäorgaanisessa ja orgaanisessa synteesissä, ja se on myös voimakas pelkistin. Esimerkiksi, sen 57%: ista liuosta käytetään synteesiin alkyylijodidien (kuten CH ₃ CH ₂ I) primaariset alkoholit. Samoin OH-ryhmä voidaan korvata I: llä.

Pelkistävä aine

Hydrojodihappoa on käytetty vähentämään esimerkiksi hiilihydraatteja. Jos tässä hapossa liuennut glukoosi lämmitetään, se menettää kaikki OH-ryhmänsä, jolloin saadaan hiilivety n-heksaania tuotteena.

Sitä on käytetty myös vähentämään grafeenilevyjen funktionaalisia ryhmiä, jotta ne voidaan toimittaa sähköisiä laitteita varten.

Cativa-prosessi

Katalyyttinen syklikaavio Cativa-prosessille. Lähde: Ben Mills. HI: tä käytetään myös etikkahapon teolliseen tuotantoon Cativa-menetelmällä. Tämä koostuu katalyyttisyklistä, jossa tapahtuu metanolin karbonylointi; että on, karbonyyliryhmä, C = O, on otettu käyttöön, että CH ₃ OH- molekyyli sen muuttamiseksi happo CH ₃ COOH.

Askeleet

Prosessi alkaa (1) organo-iridiumkompleksilla ^- tasaisen neliön geometrialla. Tämä yhdiste "vastaanottaa" metyylijodidia, CH ₃ I, tuote happamoitumista CH ₃ OH-HI 57%. Vesi syntyy myös tässä reaktiossa, ja sen ansiosta etikkahappo saadaan lopulta, samalla kun HI voidaan ottaa talteen viimeisessä vaiheessa.

Tässä vaiheessa, niin -CH ₃ ja -I ryhmä liittyä iridiummetalli keskus (2), joka muodostaa oktahedraaliseen kompleksin puoli koostuu kolmesta I ligandien. Yksi iodes päiden ylös korvataan hiilimonoksidi molekyyli, CO; ja nyt (3), oktaedrikompleksilla on kerros, joka koostuu kolmesta CO-ligandista.

Sitten toisiintuminen tapahtuu: -CH ₃ ryhmä "antaa mennä" päässä Ir ja sitoutuu viereiseen CO (4) muodostamiseksi, asetyyliryhmä, -COCH ₃. Tämä ryhmä vapautuu iridium monimutkainen sitoutuvat jodidi-ionien ja antavat CH ₃ COI, asetyyli jodidi. Tässä iridiumkatalyytti otetaan talteen, valmis osallistumaan toiseen katalyyttiseen sykliin.

Lopuksi, CH ₃ COI läpikäy vaihdosta I ^- molekyylistä, H ₂ O, jonka mekanismi päät ylös vapauttaen HI ja etikkahappoa.

Laittomat synteesit

Efedriinin pelkistysreaktio hydrojodihapon ja punaisen fosforin kanssa metamfetamiiniksi. Lähde: Metamfetamiini_from_epedriini_ja_HI_ru.svg: Ring0-johdannaisteos: materiaalitieteilijä (keskustelu) Hydrojodihappoa on käytetty psykotrooppisten aineiden synteesiin hyödyntäen sen korkeaa pelkistävää voimaa. Voit esimerkiksi vähentää efedriinin (astman hoitoon käytettävä lääke) punaisen fosforin läsnä ollessa metamfetamiiniksi (yläkuva).

Voidaan nähdä, että OH-ryhmän substituutio tapahtuu ensin I, jota seuraa toinen substituutio H.

Viitteet

1. Wikipedia. (2019). Hydrojodihappo. Palautettu osoitteesta: en.wikipedia.org
2. Andrews, Natalie. (24. huhtikuuta 2017). Hydridihapon käyttö. Sciencing. Palautettu osoitteesta: sciencing.com
3. Alfa Aesar, Thermo Fisher tieteellinen. (2019). Hydriodihappo. Palautettu osoitteesta: alfa.com
4. Kansallinen bioteknologiatietokeskus. (2019). Hydriodihappo. PubChem-tietokanta., CID = 24841. Palautettu: pubchem.ncbi.nlm.nih.gov
5. Steven A. Hardinger. (2017). Kuvitettu orgaanisen kemian sanasto: jodivetyhappo. Palautettu: chem.ucla.edu
6. Reusch William. (5. toukokuuta 2013). Hiilihydraatteja. Palautettu: 2.chemistry.msu.edu
7. Kyu Moonissa, Junghyun Lee, Rodney S. Ruoff ja Hyoyoung Lee. (2010). Pelkistetty grafeenioksidi kemiallisella grafiittimalla. DOI: 10.1038 / ncomms1067.