Struktura, lastnosti in uporabe jodhidrične kisline (HI)

On Iarhidrična kislina Je vodna raztopina vodikovega jodida, za katero je značilna njegova visoka kislost. Definicija, bolj pritrjena na kemično terminologijo in IUPAC.

Vendar pa je za razlikovanje od plinastih molekul vodikovega jodida, HI (G), označeno kot HI (AC). Zaradi tega je v kemičnih enačbah pomembno prepoznati okolje ali fizično fazo, v kateri so bili reagenti in izdelki. Kljub temu so zmede med vodikovim jodidom in iarklorovo kislino običajno pogoste.

Če v njihovi identiteti opazimo zavezane molekule, bodo našli razvpite razlike med HI (G) in HI (AC). V Hi (g) je povezava H-I; Medtem ko so v hi (AC), so pravzaprav par ionov^- in h₃Tudi⁺ interakcijo z elektrostom (nadrejena slika).

Po drugi strani je HI (AC) vir HI (g), saj je prvi pripravil raztapljanje drugega v vodi. Zaradi tega, razen če je v kemični enačbi, lahko HI uporabimo tudi za navajanje iarhidrične kisline. HI je močno reducirajoče sredstvo in odličen vir ionov i^- V vodnem mediju.

[TOC]

Struktura jodhidrične kisline

Yodhidric kislina, kot je razloženo, je sestavljena iz raztopine HI v vodi. HI molekule, ki so v vodi, se popolnoma ločijo (močan elektrolit), ki izvira^- in h₃Tudi⁺. Ta disociacija je lahko predstavljena z naslednjo kemijsko enačbo:

Živjo (g) + h₂Ali (l) => i^-(Ac) + h₃Tudi⁺(AC)

Kaj bi bilo enakovredno, če bi napisano kot:

Živjo (g) + h₂Ali (l) => hi (ac)

Vendar HI (AC) sploh ne razkrije, kaj se je zgodilo z plinastimi hi molekulami; To samo kaže, da so v vodnem mediju.

Zato je resnična struktura HI (AC) sestavljena iz ionov i^- in h₃Tudi⁺ Obkrožene z molekulami vode, ki jih vlažijo; Bolj ko koncentriramo iarhidrično kislino, nižje je število molekul vode brez protona.

Komercialno je v resnici koncentracija HI 48 do 57% v vodi; Bolj koncentrirano bi bilo enakovredno, če bi kislina preveč kadila (in še bolj nevarna).

Na sliki je razvidno, da anion i^- Predstavljen je z vijolično kroglo in h₃Tudi⁺ Z belimi sferami in rdečo, za kisik. Kation h₃Tudi⁺ Predstavlja molekularno trigonalno piramido (vidno iz višje ravnine na sliki).

Lastnosti

Fizični opis

Brezbarvna tekočina; Lahko pa pokažete rumenkaste in rjave tone, če ste v neposrednem stiku s kisikom. To je zato, ker ioni I^- Na koncu oksidalizirajo molekularni jod, i₂. Če je veliko jaz₂, Več kot verjetno je, da se bo oblikoval triaduro anion, i₃^-, ki obarva raztopino kot rjava.

Molekularna masa

127,91 g/mol.

Vonj

Hektar.

Gostota

Gostota je 1,70 g/ml za 57%HI rešitev; Ker se gostote razlikujejo glede na različne koncentracije HI. Ta koncentracija tvori azeotropsko (destilirano je kot ena sama snov in ne kot mešanica), katere relativna stabilnost je mogoče dolgovati nad njeno komercializacijo nad drugimi rešitvami.

Vrelišče

57% Hi azeotrop zavre pri 127 ° C pri tlaku 1,03 bara (prehodite na ATM).

PKA

-1,78.

Kislost

Je izjemno močna kislina, toliko, da je jedla za vse kovine in tkiva; tudi za gumarje.

To je zato, ker je povezava H-I zelo šibka in je med ionizacijo vode zlahka prekinjena. Poleg tega vodikov mostovi i^- - Hoh₂⁺ So šibki, zato ni nič, kar bi motilo H₃Tudi⁺ reagirati z drugimi spojinami; to je, h₃Tudi⁺ ima "brezplačno", kot sem^- to ne pritegne preveč njegovega protiutiona.

Zmanjšanje sredstva

HI je močno reducirajoče sredstvo, katerega glavni reakcijski izdelek je jaz₂.

Nomenklatura

Nomenklatura iarhidrične kisline izhaja iz dejstva, da jod "deluje" z enim samim oksidacijskim stanjem: -1. In poleg tega ime kaže, da ima v svoji strukturni formuli vodo [i^-] [H₃Tudi⁺]. To je edino ime, saj ni čista spojina, ampak rešitev.

Prijave

Vir joda v organski in anorganski sintezi

HI je odličen vir ionov i^- za anorgansko in organsko sintezo in je tudi močno reducirajoče sredstvo. Na primer, njegovo 57 -odstotno vodno raztapljanje se uporablja za sintezo alkil jodidov (na primer CHO₃Pogl₂I) iz primarnih alkoholov. Prav tako lahko skupina OH v strukturi nadomesti z i.

Zmanjšanje sredstva

Yodhidric kislina je bila uporabljena za zmanjšanje na primer ogljikove hidrate. Če se segreva glukoza, raztopljena v tej kislini, bo izgubila vse svoje skupine OH in kot izdelek dobila ogljikovodik N-heksana.

Prav tako se uporablja za zmanjšanje funkcionalnih skupin grafenskih listov, tako da jih je mogoče funkcionalizirati za elektronske naprave.

Proces Cativa

Diagram katalitičnega cikla za postopek Cativa. Vir: Ben Mills [javna domena].HI se uporablja tudi za industrijsko proizvodnjo ocetne kisline s postopkom Cativa. To je sestavljeno iz katalitičnega cikla, v katerem pride do karbonilacije metanola; to pomeni za molekulo ch₃Oh, uvedena je karbonilna skupina, c = o, za preoblikovanje v cho kislino₃COOH.

Koraki

Postopek se začne (1) s kompleksom organo-iridij [IR (CO)₂Yo₂]^-, kvadratne ravne geometrije. Ta spojina "sprejema" metil jodid, ch₃I, produkt zakisitve Cho₃Oh s 57% zdravo. Voda se pojavi tudi v tej reakciji in po zaslugi tega dobimo ocetno kislino na koncu, hkrati pa omogočimo, da se HI opomore v zadnjem koraku.

V tem koraku obe skupini -CH₃ Ko se -i pridruži kovinskemu centru Ididio (2), tvori oktaedrski kompleks z fasetom, sestavljenim iz treh ligandov in. Eden od Yodos se na koncu nadomesti z molekulo ogljikovega monoksida, CO; In zdaj (3) ima oktaedrski kompleks faseta, sestavljena iz treh co -ligand.

Potem pride do preureditve: skupina -ch₃ Iz IR se "sprosti" in se pridruži sosednji (4), da tvori acetilno skupino, -coch₃. Ta skupina je izdana iz kompleksa Iridido, da se poveže z jodidnimi ioni in daje Cho₃Coi, acetil jodid. Tu je obnovljen Iridium katalizator, pripravljen za sodelovanje v drugem katalitičnem ciklu.

Končno, Cho₃Coi trpi za zamenjavo i^- Za h molekulo₂Ali, čigar mehanizem se konča z sproščanjem HI in ocetne kisline.

Nedovoljena sinteza

Reakcija redukcije efedrina z rdečim fosforičnim in fosforjem do metafetamina. Vir: metamfetamin_from_ephedrine_with_hi_ru.SVG: izpeljan Ring0 Trabajo: Materialist (govorjenje) [javna domena].Yodhidric kislina je bila uporabljena za sintezo psihotropne snovi, ki izkorišča svojo visoko reduktivno moč. Na primer, lahko zmanjšate efedrin (zdravilo za zdravljenje astme) v prisotnosti rdečega fosforja, na metamfetamin (nadrejena slika).

Vidimo, da zamenjava skupine OH s strani I, ki ji sledi druga zamenjava za h.

Reference

1. Wikipedija. (2019). Hidroidna kislina. Pridobljeno iz: v.Wikipedija.org
2. Andrews, Natalie. (24. aprila 2017). Uporaba hidriodne kisline. Znanstvenik. Okrevano od: Znanstvenik.com
3. Alfa Aesar, Thermo Fisher Scientific. (2019). Hidriodna kislina. Okreval od: alfa.com
4. Nacionalni center za informacije o biotehnologiji. (2019). Hidriodna kislina. Baza podatkov Pubchem., Cid = 24841. Okrevano od: pubchem.NCBI.NLM.ameriški nacionalni inštitut za zdravje.Gov
5. Steven a. Hardinger. (2017). Ilustrirani slovar organske kemije: hidroidna kislina. Okrevano od: kem.UCLA.Edu
6. Reusch William. (05. maj 2013). Ogljikovi hidrati. Okrevano od: 2.Kemija.MSU.Edu
7. V Kyu Moon, Junghyun Lee, Rodney S. Ruoff & Hyoyoung Lee. (2010). REDENT TRAPHENI OKID s kemično grafitizacijo. Doi: 10.1038/NCOMMS1067.