Русская Википедия:Иодоводород

Содержание

Текст

Текст

Текст

Текст

Текст

Текст

Текст

Текст

Текст

Иóдоводорóд (гидроиодид, иóдистый водорóд, HI) — бесцветный удушливый газ (при нормальных условиях), сильно дымит на воздухе. Хорошо растворим в воде, образует азеотропную смесь с Т_кип 127 °C и концентрацией HI 57 %. Неустойчив, разлагается при 300 °C.

Получение

В промышленности HI получают по реакции иода с гидразином:

<math>\mathsf{2I_2 + N_2H_4 \rightarrow 4HI\uparrow + N_2}</math>

В лаборатории HI можно получать с помощью окислительно-восстановительных реакций:

<math>\mathsf{H_2S + I_2 \rightarrow S + 2HI} \uparrow</math>

Восстанавливая иод другими восстановителями:

<chem>2PH_3 + 3I_2 -> 2P + 6HI ^ </chem>

<chem>SO_2 + I_2 + 2H_2O -> H_2SO_4 + 2HI ^ </chem>

Воздействием стабильной и достаточно сильной кислоты на иодиды (обычно берут горячую концентрированную ортофосфорную кислоту, серная не подходит):

<chem>KI + H_3PO_4 -> KH_2PO_4 + HI ^ </chem>

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:

<math>\mathsf{PI_3 + 3H_2O \rightarrow H_3PO_3 + 3HI} \uparrow</math>

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:

<math>\mathsf{H_2 + I_2 \rightleftarrows 2HI} \uparrow</math>

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 (pK_а = −11). 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:

<math>\mathsf{4HI + O_2 \rightarrow 2H_2O + 2I_2}</math>

HI способен восстанавливать концентрированную серную кислоту до сероводорода:

<math>\mathsf{8HI + H_2SO_4 \rightarrow 4I_2 + H_2S + 4H_2O}</math>

Подобно другим галогенводородам, HI присоединяется к кратным связям (реакция электрофильного присоединения):

<math>\mathsf{HI + CH_2\text{=}CH_2 \rightarrow CH_3-CH_2I}</math>

Иодиды присоединяют элементарный иод с образованием полииодидов:

<math>\mathsf{RI + I_2 \rightarrow R(I_3)_x}</math>

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:

<math>\mathsf{2K_2CO_3 + 2I_2 + HCHO \rightarrow 4KI + 3CO_2\uparrow + H_2O}</math>

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:

<math>\mathsf{2NaI + 2CuSO_4 + Na_2SO_3 + H_2O \rightarrow 2CuI\downarrow + 2Na_2SO_4 + H_2SO_4}</math>

Замещает элементы в кислородных кислотах по реакциям

<math>\mathsf{12HNO_3 + 2I_2 \rightarrow 4HIO_3 + N_2 \uparrow + 10NO_2 \uparrow + 4H_2O}</math>

<math>\mathsf{H_2SO_4 + I_2 \rightarrow HIO_4 + HI + S \downarrow}</math>

<math>\mathsf{2H_3PO_4 + 8I_2 \rightarrow 2HIO_4 + 4HI + 2PI_5}</math>

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.

<math>\mathsf{C_4H_9Cl + 2HI \rightarrow C_4H_{10} + HCl + I_2}</math>

При действии HI на пентозы он все их превращает во вторичный иодистый амил: CHШаблон:SubCHШаблон:SubCHШаблон:SubCHICHШаблон:Sub, а гексозы — во вторичный иодистый н-гексил. 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.

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. — Шаблон:М.: Высшая школа, 2001.