Structure d'acide yodhydrique (HI), propriétés et utilisations

Il acide iarhydrique C'est une solution aqueuse d'iodure d'hydrogène caractérisé par sa haute acidité. Une définition plus attachée à la terminologie chimique et à l'IUPAC, c'est qu'il s'agit d'une hydratie, dont la formule chimique est HI.

Cependant, pour le différencier des molécules gazeuses de l'iodure d'hydrogène, HI (G), il est désigné Hi (AC). C'est pour cette raison que dans les équations chimiques, il est important d'identifier l'environnement ou la phase physique dans laquelle les réactifs et les produits ont été. Même ainsi, les confusions entre l'iodure d'hydrogène et l'acide iarchlorique sont généralement courantes.

Si les molécules engagées sont observées dans leur identité, des différences notoires entre Hi (g) et Hi (AC) seront trouvées. Dans le HI (G), il y a un lien H-I; Pendant que dans le Hi (AC), ils sont en fait une paire d'ions i^- et h₃SOIT⁺ interagissant électrostátiquement (image supérieure).

D'un autre côté, le Hi (AC) est une source de hi (g), car le premier est préparé par la dissolution du second en eau. Pour cette raison, à moins qu'il ne soit dans une équation chimique, HI peut également être utilisé pour désigner également l'acide iarchydrique. Le HI est un agent réducteur fort et une excellente source d'ions i^- En milieu aqueux.

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Structure d'acide yodhydrique

L'acide yodhydrique, comme expliqué, consiste en une solution de HI dans l'eau. Étant dans l'eau, les molécules Hi se dissocient complètement (électrolyte fort), originaire des ions I^- et h₃SOIT⁺. Cette dissociation peut être représentée avec l'équation chimique suivante:

Salut (g) + h₂Ou (l) => i^-(AC) + H₃SOIT⁺(AC)

Ce qui serait équivalent s'il était écrit comme:

Salut (g) + h₂Ou (l) => hi (ac)

Cependant, Hi (AC) ne révèle pas du tout ce qui est arrivé aux molécules HI gazeuses; Cela indique seulement qu'ils sont en milieu aqueux.

Par conséquent, la véritable structure de hi (ac) se compose d'ions i^- et h₃SOIT⁺ entouré de molécules d'eau les hydrater; Plus l'acide iarydrique est concentré, plus le nombre de molécules d'eau sans proton est faible.

Commercialement, en fait, la concentration HI est de 48 à 57% dans l'eau; Plus concentré serait équivalent à avoir un acide trop fumer (et encore plus dangereux).

Dans l'image, on peut voir que l'anion i^- Il est représenté avec une sphère violette, et h₃SOIT⁺ Avec des sphères blanches et un rouge, pour l'atome d'oxygène. Le cation h₃SOIT⁺ Présente la pyramide trigonal de la géométrie moléculaire (vue à partir d'un plan supérieur dans l'image).

Propriétés

Description physique

Liquide incolore; Mais, vous pouvez présenter des tons jaunâtres et bruns si vous êtes en contact direct avec l'oxygène. C'est parce que les ions I^- Ils finissent par oxyder l'iode moléculaire, je₂. S'il y a beaucoup de moi₂, Il est plus que probable que l'anion triaduro sera formé, je₃^-, qui tache la solution comme brun.

Masse moléculaire

127,91 g / mol.

Odeur

Acre.

Densité

La densité est de 1,70 g / ml pour la solution HI à 57%; Depuis, les densités varient en fonction des différentes concentrations de HI. Cette concentration forme un azéotrope (il est distillé comme une seule substance et non comme un mélange) dont la stabilité relative peut être due à sa commercialisation au-dessus d'autres solutions.

Point d'ébullition

L'aéotrope HI à 57% bouillonne à 127 ° C à une pression de 1,03 barre (passer à ATM).

Pka

-1.78.

Acidité

C'est un acide extrêmement fort, à tel point qu'il est corrosif pour tous les métaux et tous les tissus; Même pour les caoutchoucs.

En effet. De plus, les ponts d'hydrogène I^- - Hoh₂⁺ Ils sont faibles, donc il n'y a rien pour interférer avec le H₃SOIT⁺ réagir avec d'autres composés; c'est-à-dire H₃SOIT⁺ a "gratuit", comme le i^- Cela n'attire pas trop dans son contre-ion.

Agent réducteur

Le HI est un puissant agent réducteur, dont le principal produit de réaction est i₂.

Nomenclature

La nomenclature de l'acide iarydrique dérive du fait que l'iode "fonctionne" avec un seul état d'oxydation: -1. Et en plus, le nom indique qu'il a de l'eau dans sa formule structurelle [i^-] [H₃SOIT⁺]]. C'est son seul nom, car ce n'est pas un composé pur mais une solution.

Applications

Source d'iode dans la synthèse organique et inorganique

Le HI est une excellente source d'ions i^- pour la synthèse inorganique et organique, et est également un puissant agent réducteur. Par exemple, sa dissolution aqueuse à 57% est utilisée pour la synthèse d'iodures alkyle (comme Cho₃Ch₂I) des alcools primaires. De même, un groupe OH peut remplacer dans une structure par un i.

Agent réducteur

L'acide yodhydrique a été utilisé pour réduire, par exemple, les glucides. Si le glucose dissous dans cet acide est chauffé, il perdra tous ses groupes OH, obtenant en tant que produit l'hydrocarbure n-hexane.

De même, il a été utilisé pour réduire les groupes fonctionnels de feuilles de graphène, afin qu'ils puissent être fonctionnalisés pour les appareils électroniques.

Processus de Cattiva

Diagramme du cycle catalytique du processus CATIVA. Source: Ben Mills [domaine public public].Le HI est également utilisé pour la production industrielle d'acide acétique à travers le processus CATIVA. Il s'agit d'un cycle catalytique dans lequel la carbonilation du méthanol se produit; c'est-à-dire à la molécule de ch₃Oh un groupe carbonyle est introduit, c = o, pour se transformer en acide cho₃COOH.

Pas

Le processus commence (1) avec le complexe organo-iridium [IR (CO)₂Toi₂]]^-, de géométrie plate carrée. Ce composé "reçoit" l'iodure de méthyle, ch₃I, produit de l'acidification Cho₃Oh avec 57% HI. L'eau se produit également dans cette réaction, et grâce à lui, l'acide acétique est obtenu à la fin, tout en permettant au HI de récupérer à la dernière étape.

Dans cette étape à la fois le groupe -ch₃ Alors que le -i rejoint le centre métallique idiodio (2), formant un complexe octaédrique avec une facette composée de trois ligands et. L'un des yodos finit par se remplacer par une molécule de monoxyde de carbone, CO; Et maintenant (3), le complexe octaédrique a une facette composée de trois co-ligands.

Puis un réarrangement se produit: le groupe -ch₃ Il est "libéré" d'IR et rejoint le adjacent (4) pour former un groupe acétyle, -coch₃. Ce groupe est libéré du complexe Iridido pour être lié aux ions iodure et donner Cho₃COI, iodure d'acétyle. Ici, le catalyseur Iridium est récupéré, prêt à participer à un autre cycle catalytique.

Enfin, Cho₃COI subit un remplacement du i^- Pour une molécule H₂Ou, dont le mécanisme se termine en libérant HI et acide acétique.

Synthèse illicite

Réaction de réduction de l'égédrine avec le phosphorique rouge et le phosphore à la méthapétamine. Source: méthamphétamine_from_ephedrine_with_hi_ru.SVG: Ring0 Trabajo dérivé: MaterialScientist (parlant) [Domaine public].L'acide yodhydrique a été utilisé pour la synthèse de substance psychotrope profitant de sa puissance réductrice élevée. Par exemple, vous pouvez réduire l'éphédrine (un médicament pour le traitement à l'asthme) en présence de phosphore rouge, à la méthamphétamine (image supérieure).

On peut voir qu'un remplacement du groupe OH par le I, suivi d'un deuxième remplacement pour un H.

Les références

1. Wikipédia. (2019). Acide hydroodique. Récupéré de: dans.Wikipédia.org
2. Andrews, Natalie. (24 avril 2017). Les utilisations de l'acide hydriodique. Science. Récupéré de: science.com
3. Alfa Aesar, Thermo Fisher Scientific. (2019). Acide hydriodique. Récupéré de: Alfa.com
4. Centre national d'information sur la biotechnologie. (2019). Acide hydriodique. Base de données PubChem., CID = 24841. Récupéré de: pubchem.NCBI.NLM.NIH.Gouvernement
5. Steven A. Hardinger. (2017). Glossaire illustré de la chimie organique: acide hydroiodique. Récupéré de: Chem.Ucla.Édu
6. Reusch William. (05 mai 2013). Les glucides. Récupéré de: 2.Chimie.MSU.Édu
7. Dans Kyu Moon, Junghyun Lee, Rodney S. Ruoff et Hyoyoung Lee. (2010). Refléter l'oxyde de traphène par graphitisation chimique. Doi: 10.1038 / ncomms1067.