的氢碘酸是碘化氢,其特征在于它的高酸性的水溶液。更接近化学术语和IUPAC的定义是它是一种水合物,其化学式为HI。
然而,为了将其与气态碘化氢分子区分开,HI(g)表示为HI(aq)。出于这个原因,在化学方程式中,重要的是确定找到反应物和产物的介质或物理相。即使这样,碘化氢和氢碘酸之间的混淆还是很普遍的。
氢碘酸的离子。资料来源:加布里埃尔·玻利瓦尔(GabrielBolívar)。
如果观察到以其身份完成的分子,则在HI(g)和HI(ac)之间会发现明显的差异。在HI(g)中,有一个HI键;而在HI(AC),它们实际上是一对I -和H 3 ö +离子相互作用静电(上部的图像)。
另一方面,HI(ac)是HI(g)的来源,因为第一种是通过将第二种溶解在水中来制备的。因此,除非在化学方程式中,否则HI也可用于指代氢碘酸。HI是强还原剂和我的极好来源-离子在含水介质中。
氢碘酸的结构
如上所述,氢碘酸由HI在水中的溶液组成。作为在水中时,HI分子完全解离(强电解质),发起我-和H 3 ö +离子。这种解离可以用以下化学方程式表示:
HI(G)+ H 2 O(1)=>我- (水溶液)+ H 3 ö +(水溶液)
如果将其写为:
HI(g)+ H 2 O(l)=> HI(aq)
但是,HI(ac)根本无法揭示气态HI分子发生了什么。仅表示它们在水性介质中。
因此,HI(AC)的真实结构由我的-和H 3 ö +离子通过水分子,它们水合包围; 氢碘酸浓度越高,未质子化的水分子的数量越少。
实际上,在商业上,HI在水中的浓度为48%至57%。浓度更高将等同于含有一种过于发烟的酸(甚至更危险)。
在图像中,可以看出的是,阴离子我-由紫球表示,和H 3 ö +白色球体和红色一体,为氧原子。H 3 O +阳离子具有三角金字塔分子的几何形状(从图像的较高平面看到)。
物产
物理描述
无色液体;但是,如果与氧气直接接触,它会显示出淡黄色和棕色的色调。这是因为I -离子最终氧化成分子碘,我2。如果有大量I 2,这是更有可能的三碘化物的阴离子,余3 -形成,从而关溶液棕色。
分子质量
127.91克/摩尔
气味
英亩。
密度
57%HI溶液的密度为1.70 g / mL;因为密度取决于HI的不同浓度。在该浓度下,形成共沸物(将其作为单一物质而不是混合物蒸馏),其相对稳定性可能是由于其相对于其他溶液的商业化。
沸点
57%HI共沸物在1.03 bar(GO TO ATM)的压力下于127°C沸腾。
钾
-1.78。
酸度
它是一种极强的酸,以至于对所有金属和织物都具有腐蚀性。即使是橡胶。
这是因为HI键非常弱,并且在水中离子化期间很容易断裂。此外,氢键I -- HOH 2 +较弱,因此不会干扰H 3 O +与其他化合物的反应。也就是说,将H 3 Ò +已经成为“免费”的,像我-不吸引其抗衡用力过猛。
还原剂
HI是一种强大的还原剂,其主要反应产物为I 2。
命名法
氢碘酸的术语源于碘以单一氧化态“ -1”“起作用”的事实。而且,相同的名称表示其结构式中有水。这是它的唯一名称,因为它不是纯化合物而是溶液。
应用领域
有机和无机合成物中碘的来源
HI是我离子的极好来源-为无机和有机合成,并且也是一个功能强大的还原剂。例如,其57%的水溶液用于由伯醇合成烷基碘(例如CH 3 CH 2 I)。同样,OH基团可以取代I。
还原剂
氢碘酸已被用于减少例如碳水化合物。如果加热溶解在该酸中的葡萄糖,它将失去所有的OH基团,从而获得烃正己烷的产物。
它也已用于减少石墨烯片的官能团,以便可以将其用于电子设备。
Cativa工艺
Cativa工艺的催化循环图。来源:Ben Mills。HI还通过Cativa工艺用于乙酸的工业生产。这由一个催化循环组成,其中发生甲醇的羰基化。即,将羰基C = O引入CH 3 OH 分子中,以将其转化为酸CH 3 COOH。
脚步
该过程开始于(1)有机铱配合物-扁平正方形的几何形状。该化合物“接收”的甲基碘,CH 3 I,CH的酸化的产品3在57%与OH HI。在该反应中也产生水,并且由于它,最终获得了乙酸,同时允许在最后步骤中回收HI。
在此步骤中,–CH 3和–I基团均与铱金属中心(2)结合,形成八面体配合物,其端面由三个I配体组成,其中一个碘化物最终被一氧化碳分子取代。 ,CO; 现在(3),八面体复合物的一个面由三个CO配体组成。
然后,发生重排:–CH 3基团从Ir处“放开”并与相邻的CO(4)结合形成乙酰基-COCH 3。该基团从铱络合物中释放出来,与碘离子结合,生成CH 3 COI,乙酰碘。在此回收铱催化剂,准备参与另一个催化循环。
最后,CH 3 COI经历I的取代-通过H的分子2 O,其机制两端向上释放HI和乙酸。
非法合成
麻黄碱与氢碘酸和红磷还原为甲基苯丙胺的反应。资料来源:Memphmphetamine_from_ephedrine_with_HI_ru.svg:Ring0衍生品:材料学家(谈话)。氢碘酸由于其高还原力而被用于合成精神药物。例如,您可以在存在红磷的情况下将麻黄碱(一种治疗哮喘的药物)还原为甲基苯丙胺(上图)。
可以看出,OH基先被I取代,然后被H取代。
参考文献
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