חומצת iodous היא תרכובת כימית של f'ormula HIO 2. חומצה זו, כמו גם מלחייה (הידועים כיודים), הם תרכובות לא יציבות ביותר שנצפו אך מעולם לא היו מבודדות.
זו חומצה חלשה, כלומר היא לא מתנתקת לחלוטין. באניון, יוד נמצא במצב חמצון III ובעל מבנה המקביל לחומצה כלורית או חומצה ברומית, כפי שמודגם באיור 1.
איור 1: מבנה של חומצה יוד
על אף שהתרכובת איננה יציבה, חומצת יוד ומלחי היוד שלה התגלו כחומרים ביניים בהמרה בין יוד (I - ) ליודטים (IO 3 - ).
חוסר היציבות שלה נובע מתגובת פירוק (או חוסר פרופורציה) ליצירת חומצה היפו-יודואיד וחומצה יוד, המקבילה לחומצות כלוריות וברומיות באופן הבא:
2HIO 2 -> HIO + HIO 3
בנאפולי בשנת 1823 כתב המדען לואיג'י סמנטיני מכתב לא 'דניאל, מזכיר המוסד המלכותי בלונדון, שם הסביר שיטה להשגת חומצה יוד.
במכתב הוא אמר כי בהתחשב בכך שהיווצרות חומצה חנקתית היה, על ידי שילוב של חומצה חנקתית עם מה שכינה גז חנקתי (יתכן N 2 O), ניתן ליצור חומצה יוד באותה צורה על ידי תגובת חומצה יוד עם תחמוצת. של יוד, תרכובת שגילה.
בכך הוא השיג נוזל ענבר צהבהב שאיבד את צבעו במגע עם האטמוספרה (סר דייוויד ברוסטר, 1902).
מאוחר יותר גילה המדען מ. ווהלר כי חומצתו של סמנטיני היא תערובת של יוד כלוריד ויוד מולקולרי, שכן תחמוצת היוד ששימשה בתגובה הוכנה עם אשלגן כלורי (Brande, 1828).
תכונות פיזיקליות וכימיות
כאמור, חומצת יוד היא תרכובת לא יציבה שלא בודדה, ולכן תכונותיה הפיזיקליות והכימיות מתקבלות באופן תיאורטי באמצעות חישובים והדמיות חישוביות (Royal Society of Chemistry, 2015).
לחומצה יוד משקל מולקולרי של 175.91 גרם / מול, צפיפות של 4.62 גר '/ מ"ל במצב מוצק ונקודת התכה של 110 מעלות צלזיוס (חומצה יוד, 2013-2016).
כמו כן יש לו מסיסות במים של 269 גרם / 100 מ"ל בטמפרטורה של 20 מעלות צלזיוס (בהיותה חומצה חלשה), יש לו pKa של 0.75, ויש לו רגישות מגנטית של -48.0 · 10−6 cm3 / mol (לאומי המרכז למידע ביוטכנולוגי, nd).
מכיוון שחומצה יוד היא תרכובת לא יציבה שלא בודדה, אין כל סיכון לטפל בה. על ידי חישובים תיאורטיים נמצא כי חומצת יוד אינה דליקה.
יישומים
Acylation Nucleophilic
חומצה יוד משמשת כנוקלאופיל בתגובות acylation נוקלאופיליות. הדוגמה ניתנת באצילציה של טריפלואורו-אצטילים כגון 2,2,2-טריפלואורו-אצטיל ברומיד, 2,2,2-טריפלואורו-אצטיל כלוריד, 2,2,2-טריפלואורו-אצטיל פלואוריד, ו 2,2,2-טריפלואורו-אצטיל-יוד עד יוצרים את iodosyl 2,2,2 trifluoroacetate כפי שמודגם באיור 2.1, 2.2, 2.3 ו- 2.4 בהתאמה.
איור 2: תגובות ביודוזיל 2,2,2 טריפלואורו-אצטט
חומצה יוד משמשת גם כנוקלאופיל ליצירת יוד יוד אצטט על ידי תגובתו לאצטיל ברומיד, אצטיל כלוריד, אצטיל פלואוריד ואצטיל יוד כמוצג באיורים 3.1, 3.2, 3.3 ו 3.4 בהתאמה ( תיעוד חינם של GNU, sf).
איור 2: תגובות היווציל אצטט.
תגובות ביטול
תגובות הפרעה או חוסר פרופורציה הן סוג של תגובה להפחתת תחמוצת, כאשר החומר המחומצן זהה לזה שמופחת.
במקרה של הלוגנים, מכיוון שיש להם מצבי חמצון של -1, 1, 3, 5 ו 7, ניתן להשיג מוצרים שונים של תגובות פירוק בהתאם לתנאים בהם נעשה שימוש.
במקרה של חומצה יוד, הדוגמה כיצד היא מגיבה ליצירת חומצה היפו-יוד וחומצה יוד מהצורה הוזכרה לעיל.
2HIO 2 -> HIO + HIO 3
מחקרים אחרונים ניתחו את התגובה לפירוק חומצת יוד על ידי מדידת ריכוזי הפרוטונים (H + ), יוד (IO3 - ) ואת הקטיון ההיפויודיטי החומצי (H 2 IO + ) על מנת להבין טוב יותר את מנגנון פירוק החומצה. יוד (Smiljana Marković, 2015).
הוכן פיתרון המכיל את מינים הביניים I 3+ . תערובת של מינים יוד (I) ויוד (III) הוכנה על ידי המסת יוד (I 2 ) ויודן אשלגן (KIO 3 ), ביחס 1: 5, בחומצה גופרתית מרוכזת (96%). בתמיסה זו מתרחשת תגובה מורכבת, אותה ניתן לתאר על ידי התגובה:
I 2 + 3IO 3 - + 8H + -–> 5IO + + H 2 O
המינים I 3+ יציבים רק בנוכחות עודף יוד שנוסף. יוד מונע היווצרות של I 3+ . יון IO + המתקבל בצורת יוד גופרתי (IO) 2 SO 4 ), מתפרק במהירות בתמיסה מימית חומצית ויוצר I 3+ , המיוצג כחומצה HIO 2 או המין היוני IO3 - . לאחר מכן, בוצע ניתוח ספקטרוסקופי כדי לקבוע את ערך הריכוזים של יוני העניין.
זה הציג נוהל להערכה של ריכוזי פסאודו-שיווי משקל של מימן, יוד ויוני H 2 OI + , מינים קינטיים וקטליטיים חשובים בתהליך של חוסר פרופורציה של חומצה יוד, HIO 2 .
תגובות בריי - ליבשבסקי
שעון כימי או תגובת תנודה הוא תערובת מורכבת של תרכובות כימיות מגיבות, בהן ריכוז של מרכיב אחד או יותר משתנה מעת לעת, או כאשר מתרחשים שינויים פתאומיים בתכונות לאחר זמן אינדוקציה צפוי.
אלה הם סוג של תגובות המשמשות דוגמא לתרמודינמיקה שאינה שיווי משקל, וכתוצאה מכך נוצר מתנד לא לינארי. הם חשובים תיאורטית מכיוון שהם מראים שתגובות כימיות לא חייבות להיות נשלטות על ידי התנהגות תרמודינמית שיווי משקל.
תגובת בריי-ליבפסקי היא שעון כימי שתואר לראשונה על ידי ויליאם סי. בריי בשנת 1921 והיא תגובת התנודה הראשונה בתמיסה הומוגנית מוקפצת.
חומצה יוד משמשת באופן ניסיוני לחקר תגובה מסוג זה כאשר היא מתחמצנת במי חמצן, ומוצאת הסכמה טובה יותר בין המודל התיאורטי לתצפיות הניסוי (Ljiljana Kolar-Anić, 1992).
הפניות
- ברנדה, WT (1828). מדריך לכימיה, על בסיס פרופ 'ברנדה. בוסטון: אוניברסיטת הרווארד.
- תיעוד חינם של גנו. (sf). חומצה יוד. נשלח מ- chemsink.com: chemsink.com
- חומצה יוד. (2013-2016). נשלח מ- molbase.com: molbase.com
- Ljiljana Kolar-Anić, GS (1992). מנגנון התגובה של בריי - ליבפסקי: השפעה של חמצון של חומצה יוד על ידי מי חמצן. Chem. Soc., Faraday Trans 1992,88, 2343-2349. http://pubs.rsc.org/en/content/articlelanding/1992/ft/ft9928802343#!divAbstract
- המרכז הלאומי למידע ביוטכנולוגי. (ד '). מסד הנתונים של מתחם PubChem; CID = 166623. נשלח מ- pubchem.com:pubchem.ncbi.nlm.nih.gov.
- החברה המלכותית לכימיה. (2015). חומצה יודית ChemSpider ID145806. נשלח מ- ChemSpider: chemspider.com
- סר דייוויד ברוסטר, RT (1902). המגזין הפילוסופי של לונדון ואדינבורו ועיתון המדע. לונדון: אוניברסיטת לונדון.
- Smiljana Marković, RK (2015). תגובת חוסר פרופורציה של חומצה יוד, HOIO. קביעת ריכוזי המינים היוניים הרלוונטיים H +, H2OI + ו- IO3 -.