Estrutura, propriedades e usos de ácido yodhydric (HI)

Ele ácido iarhídrico É uma solução aquosa de iodeto de hidrogênio que é caracterizado por sua alta acidez. Uma definição mais ligada à terminologia química e à IUPAC é que é uma hidratia, cuja fórmula química é oi.

No entanto, para diferenciá -lo das moléculas gasosas de iodeto de hidrogênio, oi (g), é indicado como HI (AC). É por esse motivo que nas equações químicas é importante identificar o ambiente ou a fase física em que reagentes e produtos. Mesmo assim, as confusões entre iodeto de hidrogênio e ácido iiarclorico são geralmente comuns.

Se as moléculas comprometidas forem observadas em sua identidade, serão encontradas diferenças notórias entre HI (G) e HI (AC). No HI (G), há um link H-I; Enquanto estão no HI (AC), eles são na verdade um par de íons i^- e h₃QUALQUER⁺ Interagindo eletrosticicamente (imagem superior).

Por outro lado, o HI (AC) é uma fonte de HI (G), já que o primeiro é preparado pela dissolução do segundo na água. Por causa disso, a menos que esteja em uma equação química, oi também pode ser usado para se referir ao ácido iarchydric. O HI é um agente redutor forte e uma excelente fonte de íons i^- Em meio aquoso.

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Estrutura do ácido yodhídrico

Ácido yodhydric, como explicado, consiste em uma solução de HI na água. Estar na água, oi moléculas se dissociam completamente (eletrólito forte), originando os íons i^- e h₃QUALQUER⁺. Esta dissociação pode ser representada com a seguinte equação química:

Oi (g) + h₂Ou (l) => eu^-(AC) + H₃QUALQUER⁺(AC)

O que seria equivalente se escrito como:

Oi (g) + h₂Ou (l) => oi (AC)

No entanto, oi (AC) não revela o que aconteceu com as moléculas gasosas HI; Isso apenas indica que eles estão em meio aquoso.

Portanto, a verdadeira estrutura de Hi (AC) consiste em íons i^- e h₃QUALQUER⁺ cercado por moléculas de água hidratando -as; Quanto mais concentrado o ácido iarídrico, menor o número de moléculas de água sem próton.

Comercialmente, de fato, a concentração de HI é de 48 a 57% na água; Mais concentrado seria equivalente a ter um ácido fumando (e ainda mais perigoso).

Na imagem, pode -se ver que o ânion eu^- É representado com uma esfera roxa, e h₃QUALQUER⁺ Com esferas brancas e um vermelho, para oxigênio átomo. O cátion h₃QUALQUER⁺ Apresenta a geometria molecular pirâmide trigonal (vista de um plano mais alto na imagem).

Propriedades

Descrição física

Líquido incolor; Mas você pode exibir tons amarelados e marrons se estiver em contato direto com oxigênio. Isso ocorre porque os íons eu^- Eles acabam oxidando iodo molecular, eu₂. Se houver muito eu₂, É mais do que provável que o ânion triaduro seja formado, eu₃^-, que manche a solução como marrom.

Massa molecular

127,91 g/mol.

Cheiro

Acre.

Densidade

A densidade é de 1,70 g/ml para a solução de 57%HI; Desde então, as densidades variam dependendo das diferentes concentrações de HI. Essa concentração forma um azeotrópico (é destilado como uma única substância e não como uma mistura) cuja estabilidade relativa pode ser devida sua comercialização acima de outras soluções.

Ponto de ebulição

O 57% HI Azeotrope ferve a 127ºC a uma pressão de 1,03 bar (passagem para atm).

Pka

-1.78.

Acidez

É um ácido extremamente forte, tanto que é corrosivo para todos os metais e tecidos; Mesmo para borrachas.

Isso ocorre porque o link H-I é muito fraco e é facilmente quebrado durante a ionização da água. Além disso, pontes de hidrogênio i^- - Hoh₂⁺ Eles são fracos, então não há nada para interferir no H₃QUALQUER⁺ reagir com outros compostos; isto é, h₃QUALQUER⁺ tem "grátis", como o eu^- Isso não atrai muito para o seu contra -pornato.

Agente redutor

O HI é um agente redutor poderoso, cujo principal produto de reação é eu₂.

Nomenclatura

A nomenclatura do ácido iarídrico deriva do fato de que o iodo "funciona" com um único estado de oxidação: -1. Além disso, o nome indica que ele tem água dentro de sua fórmula estrutural [i^-] [H₃QUALQUER⁺]. Este é o seu único nome, pois não é um composto puro, mas uma solução.

Formulários

Fonte de iodo em síntese orgânica e inorgânica

O hi é uma excelente fonte de íons i^- para síntese inorgânica e orgânica, e também é um agente redutor poderoso. Por exemplo, sua dissolução aquosa de 57% é usada para a síntese de iodetos de alquil (como CHO₃CH₂I) de álcoois primários. Da mesma forma, um grupo OH pode substituir em uma estrutura por um i.

Agente redutor

O ácido yodhydric tem sido usado para reduzir, por exemplo, carboidratos. Se a glicose dissolvida nesse ácido for aquecida, perderá todos os seus grupos de OH, obtendo como um produto o hidrocarboneto n-hexano.

Da mesma forma, tem sido usado para reduzir grupos funcionais de folhas de grafeno, para que possam ser funcionalizadas para dispositivos eletrônicos.

Processo Cativa

Diagrama do ciclo catalítico para o processo Cativa. Fonte: Ben Mills [domínio público].O HI também é usado para a produção industrial de ácido acético através do processo Cativa. Isso consiste em um ciclo catalítico no qual a carbonilização de metanol ocorre; isto é, para a molécula de CH₃Oh, um grupo carbonil é introduzido, c = O, para se transformar em Cho Acid₃COOH.

Passos

O processo começa (1) com o complexo organo-irídio [IR (CO)₂Yo₂]^-, de geometria plana quadrada. Este composto "recebe" o iodeto de metila, ch₃Eu, produto da acidificação de Cho₃Oh com 57% oi. A água também ocorre nesta reação e, graças a ela, o ácido acético é obtido no final, enquanto permitirá que o HI se recupere na última etapa.

Nesta etapa, o grupo -Ch₃ À medida que o -i se junta ao centro de metal Ididio (2), formando um complexo octaédrico com uma faceta composta por três ligantes e. Um dos Yodos acaba se substituindo por uma molécula de monóxido de carbono, CO; E agora (3), o complexo octaédrico tem uma faceta composta por três co -ligantes.

Então ocorre um rearranjo: o grupo -ch₃ É "liberado" do IR e se junta ao adjacente (4) para formar um grupo acetil, -Coch₃. Este grupo é liberado do complexo iridido para vincular -se aos íons iodeto e dar Cho₃COI, iodeto de acetil. Aqui o catalisador de iridium é recuperado, pronto para participar de outro ciclo catalítico.

Finalmente, Cho₃COI sofre uma substituição do i^- Para uma molécula H₂Ou, cujo mecanismo termina liberando oi e ácido acético.

Síntese ilícita

Reação de redução de efedrina com fosfórica e fosfore em metafetamina. Fonte: metanfetamina_from_ephedrine_with_hi_ru.SVG: Derivado Ring0 Trabajo: MaterialScientist (falando) [Domínio Público].O ácido yodhydric tem sido usado para a síntese de substância psicotrópica, aproveitando seu alto poder redutor. Por exemplo, você pode reduzir a efedrina (um remédio para tratamento de asma) na presença de fósforo vermelho, à metanfetamina (imagem superior).

Pode -se observar que uma substituição do grupo OH pelo i, seguida por um segundo substituto para um h.

Referências

1. Wikipedia. (2019). Ácido hidróódico. Recuperado de: em.Wikipedia.org
2. Andrews, Natalie. (24 de abril de 2017). Os usos do ácido hidriódico. Cienting. Recuperado de: cienting.com
3. Alfa Aesar, Thermo Fisher Scientific. (2019). Ácido hidriódico. Recuperado de: Alfa.com
4. Centro Nacional de Informações sobre Biotecnologia. (2019). Ácido hidriódico. Banco de dados PubChem., CID = 24841. Recuperado de: pubchem.NCBI.Nlm.NIH.Gov
5. Steven a. Hardinger. (2017). Glossário ilustrado da química orgânica: ácido hidroiódico. Recuperado de: química.UCLA.Edu
6. Reusch William. (05 de maio de 2013). Carboidratos. Recuperado de: 2.Química.MSU.Edu
7. Em Kyu Moon, Junghyun Lee, Rodney S. Ruoff & Hyoyoung Lee. (2010). Óxido trafeno redado por grafitização química. Doi: 10.1038/NCOMMS1067.