HIDROJODINĖ RŪGŠTIS (HI): STRUKTŪRA, SAVYBĖS IR PANAUDOJIMAS - CHEMIJA - 2025

Hidrojodido rūgšties yra vandeninis tirpalas, vandenilio jodido, kuris yra būdingas didelio rūgštingumo. Apibrėžimas, artimesnis cheminei terminologijai ir IUPAC, yra tai, kad tai yra hidracidas, kurio cheminė formulė yra HI.

Tačiau norint atskirti jį nuo dujinių vandenilio jodido molekulių, HI (g) žymimas kaip HI (aq). Dėl šios priežasties cheminėse lygtyse svarbu nustatyti vidutinę arba fizinę fazę, kurioje randami reagentai ir produktai. Net ir taip, vandenilio jodidas ir hidrojodido rūgštis yra painiava.

Vandenilio rūgšties jonai. Šaltinis: Gabrielis Bolívaras.

Jei bus pastebėta, kad molekulės yra identiškos, pastebimi pastebimi skirtumai tarp HI (g) ir HI (ac). HI (g) yra HI jungtis; o HI (ac), jie iš tikrųjų yra I pora ^- ir H ₃ O ⁺ jonai sąveikauja elektrostatiškai (Viršutinės dalies vaizdas).

Kita vertus, HI (ac) yra HI (g) šaltinis, nes pirmasis paruošiamas ištirpinant antrąjį vandenyje. Dėl šios priežasties, jei tai nėra cheminė lygtis, HI gali būti naudojamas ir vandenilio jodo rūgščiai nurodyti. HI yra stiprus reduktorius ir puikus šaltinis I ^- jonai , esantys vandeninėje terpėje.

Hidrojodido rūgšties struktūra

Hidrojodinė rūgštis, kaip ką tik paaiškinta, susideda iš HI tirpalo vandenyje. Yra vandenyje, HI molekulės visiškai atskirti (stiprus elektrolitų), kurių kilmės I ^- ir H ₃ O ⁺ jonų . Šią disociaciją galima apibūdinti tokia chemine lygtimi:

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

Kas būtų lygiavertis, jei jis būtų parašytas taip:

HI (g) + H ₂ O (l) => HI (aq)

Tačiau HI (ac) iš viso neatskleidžia to, kas nutiko dujinėms HI molekulėms; tai tik parodo, kad jie yra vandeninėje terpėje.

Taigi tikrąją HI (ac) struktūrą sudaro I ^- ir H ₃ O ⁺ jonai, apsupti vandens molekulių, jas drėkindami; kuo labiau koncentruota hidrojodinė rūgštis, tuo mažesnis neprovokuotų vandens molekulių skaičius.

Komerciniu požiūriu HI koncentracija vandenyje yra nuo 48 iki 57%; labiau koncentruota būtų lygi rūgščiai, kuri yra per daug dūminė (ir dar pavojingesnė).

Paveikslėlyje galima pastebėti, kad anijoną I ^- deguonies atomu apibūdina purpurinė rutulys, o H ₃ O ⁺ su baltomis rutuliais ir raudona rutuliu. H ₃ O ⁺ katijonas turi trigonalinės piramidės molekulinę geometriją (žiūrint iš aukštesnės paveikslo plokštumos).

Savybės

Fizinis aprašymas

Bespalvis skystis; tačiau, jei jis tiesiogiai liečiasi su deguonimi, jis gali parodyti gelsvus ir rudus tonus. Tai yra, nes I ^- jonai galų gale oksiduojančios su molekuline jodo, aš ₂ . Jei yra daug I ₂ , labiau tikėtina, kad ^susidaro trijodidas anijonas I ₃ , kuris tirpalą paverčia ruda.

Molekulinė masė

127,91 g / mol.

Kvapas

Akras.

Tankis

57% HI tirpalo tankis yra 1,70 g / ml; nes tankiai skiriasi priklausomai nuo skirtingų HI koncentracijų. Esant šiai koncentracijai susidaro azeotropas (jis distiliuojamas kaip viena medžiaga, o ne kaip mišinys), kurio santykinis stabilumas gali būti sąlygotas jo komercializacijos su kitais tirpalais.

Virimo taškas

57% HI azeotropas verda 127 ° C temperatūroje, esant 1,03 bar slėgiui (Eiti į bankomatą).

pKa

–1,78.

Rūgštingumas

Tai ypač stipri rūgštis, tiek, kad ji yra ėsdinanti visiems metalams ir audiniams; net gumytėms.

Taip yra todėl, kad HI ryšys yra labai silpnas, o jonizuodamasis vandenyje lengvai suyra. Be to, vandenilio jungtys I ^- - HOH ₂ ⁺ yra silpnos, todėl niekas netrukdo H ₃ O ⁺ reaguoti su kitais junginiais; ty, H ₃ O ⁺ tapo "nemokamai", kaip ir I ^- kuris netraukia savo priešjonį per daug jėgos.

Reduktorius

HI yra galingas reduktorius, kurio pagrindinis reakcijos produktas yra I ₂ .

Nomenklatūra

Hidrojodido rūgšties nomenklatūra išplaukia iš to, kad jodas "veikia" esant vienkartinei oksidacijos būsenai: -1. Be to, tas pats pavadinimas rodo, kad jo konstrukcinėje formulėje yra vandens. Tai yra vienintelis jo pavadinimas, nes tai nėra grynas junginys, o tirpalas.

Programos

Jodo šaltinis organinėse ir neorganinėse sintezėse

HI yra puikus jonų šaltinis ^- neorganinei ir organinei sintezei, taip pat yra galingas reduktorius. Pavyzdžiui, jos 57% vandeninis tirpalas yra naudojamas alkilo jodidai (pavyzdžiui, CH sintezės ₃ CH ₂ I) iš pirminių alkoholių. Taip pat OH grupė gali būti pakeista I.

Reduktorius

Vandenilio rūgštis buvo naudojama, pavyzdžiui, angliavandeniams sumažinti. Jei šioje rūgštyje ištirpinta gliukozė yra kaitinama, ji praranda visas savo OH grupes ir gauna kaip angliavandenilį n-heksaną.

Jis taip pat buvo naudojamas grafeno lakštų funkcinėms grupėms sumažinti, kad juos būtų galima naudoti elektroniniams prietaisams.

Cativa procesas

„Cativa“ proceso katalizinė ciklo schema. Šaltinis: Benas Millsas. HI taip pat naudojamas acto rūgšties pramoninei gamybai, naudojant Cativa procesą. Tai susideda iš katalizinio ciklo, kurio metu vyksta metanolio karbonilinimas; tai yra, karbonilo grupė, C = O, yra įvesta į CH ₃ OH molekulės ją transformuoti į rūgšties CH ₃ COOH.

Žingsniai

Procesas prasideda (1) su organinio-iridis komplekso ^- , lygaus kvadratinį geometrijos. Šis junginys "gauna" metilo jodido, CH ₃ I, gamybos produktas, kurio CH parūgštinant ₃ OH, reakciją su HI 57%. Šioje reakcijoje taip pat gaminamas vanduo, kurio dėka galiausiai gaunama acto rūgštis, paskutiniame etape leidžiant atsistatyti HI.

Šiame etape ir –CH _3, ir –I grupė jungiasi su iridžio metalo centru (2), sudarydami aštuonkampį kompleksą, kurio briauną sudaro trys I ligadai. Vienas iš jodų galų gale yra pakeistas anglies monoksido molekule. , CO; o dabar (3) oktaedrinis kompleksas turi briauną, sudarytą iš trijų CO ligandų.

Tada, pertvarkymas įvyksta: -CH ₃ grupė "leidžia eiti" iš IR ir jungiasi į gretimą CO (4), kad suformuotų acetilo grupę, -COCH ₃ . Ši grupė yra paleistas iš iridžio komplekso susirišti su jodido jonai ir suteikti CH ₃ IKŠ, acetil jodidas. Čia išgaunamas iridžio katalizatorius, paruoštas dalyvauti kitame kataliziniame cikle.

Pagaliau, CH ₃ IKŠ patiria I keičią ^- pagal H molekulės ₂ O, kurio mechanizmas baigiasi atpalaiduojančio HI ir acto rūgšties.

Nelegali sintezė

Efedrino redukcinė reakcija su hidrojodido rūgštimi ir raudonuoju fosforu į metamfetaminą. Šaltinis: Metamfetaminas_ iš efedrino_ su_HI_ru.svg: „Ring0“ darinys: medžiagų mokslininkas (aptarimas) Hidrojodido rūgštis buvo naudojama psichotropinių medžiagų sintezei, pasinaudojant jos didele redukcine galia. Pvz., Esant raudonajam fosforui, galite sumažinti efedriną (vaistą astmai gydyti) iki metamfetamino (viršutinis vaizdas).

Galima pastebėti, kad pirmiausia OH grupė pakeičiama I grupe, po kurios antrąja pakeičiama H.

Nuorodos

1. Vikipedija. (2019 m.). Hidrojodinė rūgštis. Atkurta iš: en.wikipedia.org
2. Andrewsas, Natalie. (2017 m. Balandžio 24 d.). Vandenilio rūgšties naudojimo būdai. Mokslas. Atgauta iš: sciencing.com
3. „Alfa Aesar“, „Thermo Fisher Scientific“. (2019 m.). Hidriodo rūgštis. Atkurta iš: alfa.com
4. Nacionalinis biotechnologijų informacijos centras. (2019 m.). Hidriodo rūgštis. „PubChem“ duomenų bazė., CID = 24841. Atkurta iš: pubchem.ncbi.nlm.nih.gov
5. Stevenas A. Hardingeris. (2017). Iliustruotas organinės chemijos žodynėlis: vandenilio jono rūgštis. Atkurta iš: chem.ucla.edu
6. Reuschas Williamas. (2013 m. Gegužės 5 d.). Angliavandeniai. Atkurta iš: 2.chemija.msu.edu
7. „Kyu Moon“, Junghyun Lee, Rodney S. Ruoff ir Hyoyoung Lee. (2010). Sumažintas grafeno oksidas cheminės grafitizacijos būdu. DOI: 10.1038 / ncomms1067.