WikiSort.ru - Не сортированное

Иодоводород
Общие
Систематическое наименование	Иодоводород
Хим. формула	HI
Физические свойства
Состояние	бесцветный газ
Молярная масса	127.904 г/моль
Плотность	2.85 г/мл (-47 °C)
Термические свойства
Т. плав.	–50.80 °C
Т. кип.	–35.36 °C
Т. разл.	300 °C
Кр. точка	150,7 °C
Энтальпия образования	26,6 кДж/моль
Химические свойства
pKa	- 11
Растворимость в воде	72,47 (20°C)
Классификация
Рег. номер CAS	[10034-85-2]
PubChem	24841
Рег. номер EINECS	233-109-9
SMILES	I
InChI	1S/HI/h1H XMBWDFGMSWQBCA-UHFFFAOYSA-N
RTECS	MW3760000
ChEBI	43451
ChemSpider	23224
Приводятся данные для стандартных условий (25 °C, 100 кПа), если не указано иного.

Иодоводород 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:

${\displaystyle {\mathsf {2I_{2}+N_{2}H_{4}\rightarrow 4HI+N_{2}}}}$

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

${\displaystyle {\mathsf {H_{2}S+I_{2}\rightarrow S+2HI}}}$

и реакций обмена:

${\displaystyle {\mathsf {PI_{3}+3H_{2}O\rightarrow H_{3}PO_{3}+3HI}}}$

Иодоводород также получается при взаимодействии простых веществ. Эта реакция идет только при нагревании и протекает не до конца, так как в системе устанавливается равновесие:

${\displaystyle {\mathsf {H_{2}+I_{2}\rightleftarrows 2HI}}}$

Свойства

Водный раствор HI называется |иодоводородной кислотой (бесцветная жидкость с резким запахом). Иодоводородная кислота является сильной кислотой (pK_а = −11)^[1]. 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:

${\displaystyle {\mathsf {4HI+O_{2}\rightarrow 2H_{2}O+2I_{2}}}}$

HI способен восстанавливать концентрированную серную кислоту до сероводорода:

${\displaystyle {\mathsf {8HI+H_{2}SO_{4}\rightarrow 4I_{2}+H_{2}S+4H_{2}O}}}$

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

${\displaystyle {\mathsf {HI+CH_{2}{\text{=}}CH_{2}\rightarrow CH_{3}-CH_{2}I}}}$

Иодиды присоединяют элементарный иод с образованием полииодидов:

${\displaystyle {\mathsf {RI+I_{2}\rightarrow R(I_{3})_{x}}}}$

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:

${\displaystyle {\mathsf {2K_{2}CO_{3}+2I_{2}+HCHO\rightarrow 4KI+3CO_{2}\uparrow +H_{2}O}}}$

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 малорастворимые соли одновалентной меди CuI:

${\displaystyle {\mathsf {2NaI+2CuSO_{4}+Na_{2}SO_{3}+H_{2}O\rightarrow 2CuI\downarrow +2Na_{2}SO_{4}+H_{2}SO_{4}}}}$ ^[2]

Замещает элементы в кислородных кислотах по реакциям

${\displaystyle {\mathsf {12HNO_{3}+2I_{2}\rightarrow 4HIO_{3}+N_{2}\uparrow +10NO_{2}\uparrow +4H_{2}O}}}$

${\displaystyle {\mathsf {H_{2}SO_{4}+I_{2}\rightarrow HIO_{4}+HI+S\downarrow }}}$

${\displaystyle {\mathsf {2H_{3}PO_{4}+8I_{2}\rightarrow 2HIO_{4}+4HI+2PI_{5}}}}$

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^[3].

${\displaystyle {\mathsf {C_{4}H_{9}Cl+2HI\rightarrow C_{4}H_{10}+HCl+I_{2}}}}$

При действии HI на пентозы он все их превращает во вторичный иодистый амил: CH₃CH₂2CH₂CHICH₃, а гексозы — во вторичный иодистый н-гексил^[4]. 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^[5].

HI при нагреве диссоциирует на водород и I₂, что позволяет получать водород с низкими энергетическими затратами.

Токсичность

Иодистый водород - едкое, весьма токсичное вещество, обладающее удушающим действием.

Литература

• Ахметов Н. С. «Общая и неорганическая химия» М.:Высшая школа, 2001

Примечания