- Proprietà fisiche e chimiche
- applicazioni
- Acilazione nucleofila
- Reazioni di dismutazione
- Bray - Reazioni di Liebhafsky
- Riferimenti
L' acido iodio è un composto chimico della f'ormula HIO 2. Questo acido, così come i suoi sali (noti come ioditi), sono composti estremamente instabili che sono stati osservati ma mai isolati.
È un acido debole, il che significa che non si dissocia completamente. Nell'anione, lo iodio è nello stato di ossidazione III e ha una struttura analoga all'acido cloridrico o all'acido bromo, come illustrato nella Figura 1.
Figura 1: struttura dell'acido iodico
Nonostante il composto sia instabile, l'acido iodico ei suoi sali di iodito sono stati rilevati come intermedi nella conversione tra ioduri (I - ) e iodati (IO 3 - ).
La sua instabilità è dovuta a una reazione di dismutazione (o sproporzione) per formare acido ipoiodoide e acido iodico, che è analogo agli acidi cloro e bromo nel modo seguente:
2HIO 2 -> HIO + HIO 3
A Napoli nel 1823, lo scienziato Luigi Sementini scrisse una lettera a E. Daniell, segretario dell'istituto reale di Londra, dove spiegò un metodo per ottenere l'acido iodico.
Nella lettera diceva che considerando che la formazione di acido nitroso era, combinando l'acido nitrico con quello che chiamava gas nitroso (possibilmente N 2 O), l'acido iodico poteva essere formato allo stesso modo facendo reagire l'acido iodico con l'ossido. di iodio, un composto che aveva scoperto.
In tal modo, ha ottenuto un liquido giallo-ambrato che ha perso il suo colore a contatto con l'atmosfera (Sir David Brewster, 1902).
Successivamente, lo scienziato M. Wöhler scoprì che l'acido di Sementini è una miscela di cloruro di iodio e iodio molecolare, poiché l'ossido di iodio utilizzato nella reazione era preparato con clorato di potassio (Brande, 1828).
Proprietà fisiche e chimiche
Come accennato in precedenza, l'acido di iodio è un composto instabile che non è stato isolato, quindi le sue proprietà fisiche e chimiche sono teoricamente ottenute attraverso calcoli e simulazioni computazionali (Royal Society of Chemistry, 2015).
L'acido di iodio ha un peso molecolare di 175,91 g / mol, una densità di 4,62 g / ml allo stato solido e un punto di fusione di 110 gradi centigradi (acido iodio, 2013-2016).
Ha anche una solubilità in acqua di 269 g / 100 ml a 20 gradi centigradi (essendo un acido debole), ha un pKa di 0,75 e ha una suscettibilità magnetica di −48,0 · 10−6 cm3 / mol (National Center for Biotechnology Information, nd).
Poiché l'acido iodico è un composto instabile che non è stato isolato, non c'è rischio di maneggiarlo. È stato trovato da calcoli teorici che l'acido iodico non è infiammabile.
applicazioni
Acilazione nucleofila
L'acido iodio è usato come nucleofilo nelle reazioni di acilazione nucleofila. L'esempio è fornito con l'acilazione di trifluoroacetili come 2,2,2-trifluoroacetil bromuro, 2,2,2-trifluoroacetil cloruro, 2,2,2-trifluoroacetil fluoruro e 2,2,2-trifluoroacetile ioduro per formano lo iodosil 2,2,2 trifluoroacetato come illustrato nelle figure 2.1, 2.2, 2.3 e 2.4 rispettivamente.
Figura 2: reazioni di formazione di iodosil 2,2,2 trifluoroacetato
L'acido di iodio è anche usato come nucleofilo per la formazione di iodosil acetato facendolo reagire con bromuro di acetile, cloruro di acetile, fluoruro di acetile e ioduro di acetile come mostrato nelle figure 3.1, 3.2, 3.3 e 3.4 rispettivamente ( GNU Free Documentation, sf).
Figura 2: reazioni di formazione di iodosil acetato.
Reazioni di dismutazione
Le reazioni di dismutazione o sproporzione sono un tipo di reazione di riduzione dell'ossido, in cui la sostanza che viene ossidata è la stessa che viene ridotta.
Nel caso degli alogeni, avendo stati di ossidazione -1, 1, 3, 5 e 7, si possono ottenere diversi prodotti di reazioni di dismutazione a seconda delle condizioni utilizzate.
Nel caso dell'acido iodico, è stato menzionato sopra l'esempio di come reagisce per formare acido ipoiodico e acido iodico della forma.
2HIO 2 -> HIO + HIO 3
Studi recenti hanno analizzato la reazione di dismutazione dell'acido iodico misurando le concentrazioni di protoni (H + ), iodato (IO3 - ) e il catione ipoiodito acido (H 2 IO + ) per meglio comprendere il meccanismo di dismutazione acida. iodio (Smiljana Marković, 2015).
È stata preparata una soluzione contenente la specie intermedia I 3+ . Una miscela di specie di iodio (I) e iodio (III) è stata preparata sciogliendo iodio (I 2 ) e iodato di potassio (KIO 3 ), in rapporto 1: 5, in acido solforico concentrato (96%). In questa soluzione procede una reazione complessa, che può essere descritta dalla reazione:
I 2 + 3IO 3 - + 8H + -–> 5IO + + H 2 O
Le specie I 3+ sono stabili solo in presenza di un eccesso di iodato aggiunto. Lo iodio previene la formazione di I 3+ . Lo ione IO + ottenuto sotto forma di iodio solfato (IO) 2 SO 4 ), si decompone rapidamente in soluzione acquosa acida e forma I 3+ , rappresentato come l'acido HIO 2 o la specie ionica IO3 - . Successivamente è stata eseguita un'analisi spettroscopica per determinare il valore delle concentrazioni degli ioni di interesse.
Questo ha presentato una procedura per la valutazione delle concentrazioni di pseudo-equilibrio di idrogeno, iodato e ioni H 2 OI + , importanti specie cinetiche e catalitiche nel processo di sproporzione dell'acido iodico, HIO 2 .
Bray - Reazioni di Liebhafsky
Un orologio chimico o una reazione di oscillazione è una miscela complessa di composti chimici che reagiscono, in cui la concentrazione di uno o più componenti cambia periodicamente o quando si verificano cambiamenti improvvisi nelle proprietà dopo un tempo di induzione prevedibile.
Sono una classe di reazioni che servono come esempio di termodinamica di non equilibrio, risultando nella creazione di un oscillatore non lineare. Sono teoricamente importanti perché mostrano che le reazioni chimiche non devono essere dominate dal comportamento termodinamico di equilibrio.
La reazione di Bray-Liebhafsky è un orologio chimico descritto per la prima volta da William C. Bray nel 1921 ed è la prima reazione di oscillazione in una soluzione omogenea agitata.
L'acido iodico viene utilizzato sperimentalmente per lo studio di questo tipo di reazione quando viene ossidato con acqua ossigenata, trovando un migliore accordo tra il modello teorico e le osservazioni sperimentali (Ljiljana Kolar-Anić, 1992).
Riferimenti
- Brande, WT (1828). Un manuale di chimica, sulla base del professor Brande. Boston: Università di Harvard.
- Documentazione GNU Free. (Sf). acido iodio. Estratto da chemsink.com: chemsink.com
- acido iodio. (2013-2016). Estratto da molbase.com: molbase.com
- Ljiljana Kolar-Anić, GS (1992). Meccanismo della reazione di Bray - Liebhafsky: effetto dell'ossidazione dell'acido iodio da parte del perossido di idrogeno. Chem. Soc., Faraday Trans 1992,88, 2343-2349. http://pubs.rsc.org/en/content/articlelanding/1992/ft/ft9928802343#!divAbstract
- Centro nazionale per le informazioni sulla biotecnologia. (Nd). Database composto di PubChem; CID = 166623. Estratto da pubchem.com:pubchem.ncbi.nlm.nih.gov.
- Royal Society of Chemistry. (2015). Acido iodoso ChemSpider ID145806. Estratto da ChemSpider: chemspider.com
- Sir David Brewster, RT (1902). The London and Edinburgh Philosophical Magazine and Journal of Science. londra: università di londra.
- Smiljana Marković, RK (2015). Reazione di sproporzione dell'acido iodio, HOIO. Determinazione delle concentrazioni delle specie ioniche rilevanti H +, H2OI + e IO3 -.