Hi раствор. Кислоты: классификация и химические свойства. Специфические окислительные свойства азотной и концентрированной серной кислот

Формула йодоводородной кислоты

Свойства

Йодоводородная кислота, или йодоводород, в нормальных условиях представляет собой бесцветный газ с резким удушливым запахом, который хорошо дымится при взаимодействии с воздухом. Отлично растворяется в воде, при этом образуя смесь азеотропного характера. Йодоводородная кислота не устойчива к температурам. Поэтому при 300С разлагается. При температуре 127С йодоводород начинает кипеть.

Йодоводородная кислота является очень сильным восстановителем. При отстаивании раствор бромоводорода окрашивается в бурый цвет, благодаря постепенному окислению его воздухом, при этом выделяется молекулярный йод.

4НI + О2 –> 2H2О + 2I2

Брмоводород может восстановить концентрированную серную кислоту до сероводорода:

8НI + Н2SО4 –> 4I2 + Н2S + 4H2О

Также как и другие галогенводороды, йодоводород присоединяется к кратынм связям, путем реакции электрофильного соединения:

НI + Н2C=СH –> Н3СCН2I

Йодоводородной кислоты - Сильная или слабая

Йодоводородная кислота является самой сильной. Ее соли называются йодидами.

Получение

В промышленнсти йодоводород получают от реакции молекул йода с гидразином, в результате чего также получаются молекулы азота (N).

2I2 + N2Н4 = 4НI + N2

В лабораторных условиях йодоводородную кислоту можно получить путем окислительно-восстановительных реакций:

Н2S + I2 = S (в осадке) + 2НI

Или гидродизом йодида фосфора:

РI3 + 3H2О = H3РO3 + 3YI

Йодоводородную кислоту также можно получить при взаимодействии молекул водорода и йода. Эта реакция происходит только при нагревании, но идет не до конца, поскольку в системе устанавливается баланс.

Кислоты можно классифицировать исходя из разных критериев:

1) Наличие атомов кислорода в кислоте

2) Основность кислоты

Основностью кислоты называют число «подвижных» атомов водорода в ее молекуле, способных при диссоциации отщепляться от молекулы кислоты в виде катионов водорода H + , а также замещаться на атомы металла:

4) Растворимость

5) Устойчивость

7) Окисляющие свойства

Химические свойства кислот

1. Способность к диссоциации

Кислоты диссоциируют в водных растворах на катионы водорода и кислотные остатки. Как уже было сказано, кислоты делятся на хорошо диссоциирующие (сильные) и малодиссоциирующие (слабые). При записи уравнения диссоциации сильных одноосновных кислот используется либо одна направленная вправо стрелка (), либо знак равенства (=), что показывает фактически необратимость такой диссоциации. Например, уравнение диссоциации сильной соляной кислоты может быть записано двояко:

либо в таком виде: HCl = H + + Cl —

либо в таком: HCl → H + + Cl —

По сути направление стрелки говорит нам о том, что обратный процесс объединения катионов водорода с кислотными остатками (ассоциация) у сильных кислот практически не протекает.

В случае, если мы захотим написать уравнение диссоциации слабой одноосновной кислоты, мы должны использовать в уравнении вместо знака две стрелки . Такой знак отражает обратимость диссоциации слабых кислот — в их случае сильно выражен обратный процесс объединения катионов водорода с кислотными остатками:

CH 3 COOH CH 3 COO — + H +

Многоосновные кислоты диссоциируют ступенчато, т.е. катионы водорода от их молекул отрываются не одновременно, а по очереди. По этой причине диссоциация таких кислот выражается не одним, а несколькими уравнениями, количество которых равно основности кислоты. Например, диссоциация трехосновной фосфорной кислоты протекает в три ступени с поочередным отрывом катионов H + :

H 3 PO 4 H + + H 2 PO 4 —

H 2 PO 4 — H + + HPO 4 2-

HPO 4 2- H + + PO 4 3-

Следует отметить, что каждая следующая ступень диссоциации протекает в меньшей степени, чем предыдущая. То есть, молекулы H 3 PO 4 диссоциируют лучше (в большей степени), чем ионы H 2 PO 4 — , которые, в свою очередь, диссоциируют лучше, чем ионы HPO 4 2- . Связано такое явление с увеличением заряда кислотных остатков, вследствие чего возрастает прочность связи между ними и положительными ионами H + .

Из многоосновных кислот исключением является серная кислота. Поскольку данная кислота хорошо диссоциирует по обоим ступеням, допустимо записывать уравнение ее диссоциации в одну стадию:

H 2 SO 4 2H + + SO 4 2-

2. Взаимодействие кислот с металлами

Седьмым пунктом в классификации кислот мы указали их окислительные свойства. Было указано, что кислоты бывают слабыми окислителями и сильными окислителями. Подавляющее большинство кислот (практически все кроме H 2 SO 4(конц.) и HNO 3) являются слабыми окислителями, так как могут проявлять свою окисляющую способность только за счет катионов водорода. Такие кислоты могут окислить из металлов только те, которые находятся в ряду активности левее водорода, при этом в качестве продуктов образуется соль соответствующего металла и водород. Например:

H 2 SO 4(разб.) + Zn ZnSO 4 + H 2

2HCl + Fe FeCl 2 + H 2

Что касается кислот-сильных окислителей, т.е. H 2 SO 4 (конц.) и HNO 3 , то список металлов, на которые они действуют, намного шире, и в него входят как все металлы до водорода в ряду активности, так и практически все после. То есть концентрированная серная кислота и азотная кислота любой концентрации, например, будут окислять даже такие малоактивные металлы, как медь, ртуть, серебро. Более подробно взаимодействие азотной кислоты и серной концентрированной с металлами, а также некоторыми другими веществами из-за их специфичности будет рассмотрено отдельно в конце данной главы.

3. Взаимодействие кислот с основными и амфотерными оксидами

Кислоты реагируют с основными и амфотерными оксидами. Кремниевая кислота, поскольку является нерастворимой, в реакцию с малоактивными основными оксидами и амфотерными оксидами не вступает:

H 2 SO 4 + ZnO ZnSO 4 + H 2 O

6HNO 3 + Fe 2 O 3 2Fe(NO 3) 3 + 3H 2 O

H 2 SiO 3 + FeO ≠

4. Взаимодействие кислот с основаниями и амфотерными гидроксидами

HCl + NaOH H 2 O + NaCl

3H 2 SO 4 + 2Al(OH) 3 Al 2 (SO 4) 3 + 6H 2 O

5. Взаимодействие кислот с солями

Данная реакция протекает в случае, если образуется осадок, газ либо существенно более слабая кислота, чем та, которая вступает в реакцию. Например:

H 2 SO 4 + Ba(NO 3) 2 BaSO 4 ↓ + 2HNO 3

CH 3 COOH + Na 2 SO 3 CH 3 COONa + SO 2 + H 2 O

HCOONa + HCl HCOOH + NaCl

6. Специфические окислительные свойства азотной и концентрированной серной кислот

Как уже было сказано выше, азотная кислота в любой концентрации, а также серная кислота исключительно в концентрированном состоянии являются очень сильными окислителями. В частности, в отличие от остальных кислот они окисляют не только металлы, которые находятся до водорода в ряду активности, но и практически все металлы после него (кроме платины и золота).

Так, например, они способны окислить медь, серебро и ртуть. Следует однако твердо усвоить тот факт, что ряд металлов (Fe, Cr, Al) несмотря на то, что являются довольно активными (находятся до водорода), тем не менее, не реагируют с концентрированной HNO 3 и концентрированной H 2 SO 4 без нагревания по причине явления пассивации — на поверхности таких металлов образуется защитная пленка из твердых продуктов окисления, которая не позволяет молекулами концентрированной серной и концентрированной азотной кислот проникать вглубь металла для протекания реакции. Однако, при сильном нагревании реакция все таки протекает.

В случае взаимодействия с металлами обязательными продуктами всегда являются соль соответствующего метала и используемой кислоты, а также вода. Также всегда выделяется третий продукт, формула которого зависит от многих факторов, в частности, таких, как активность металлов, а также концентрация кислот и температура проведения реакций.

Высокая окислительная способность концентрированной серной и концентрированной азотной кислот позволяет им реагировать не только практическим со всеми металлами ряда активности, но даже со многими твердыми неметаллами, в частности, с фосфором, серой, углеродом. Ниже в таблице наглядно представлены продукты взаимодействия серной и азотной кислот с металлами и неметаллами в зависимости от концентрации:

7. Восстановительные свойства бескислородных кислот

Все бескислородные кислоты (кроме HF) могут проявлять восстановительные свойства за счет химического элемента, входящего в состав аниона, при действии различных окислителей. Так, например, все галогеноводородные кислоты (кроме HF) окисляются диоксидом марганца, перманганатом калия, дихроматом калия. При этом галогенид-ионы окисляются до свободных галогенов:

4HCl + MnO 2 MnCl 2 + Cl 2 + 2H 2 O

16HBr + 2KMnO 4 2KBr + 2MnBr 2 + 8H 2 O + 5Br 2

14НI + K 2 Cr 2 O 7 3I 2 ↓ + 2Crl 3 + 2KI + 7H 2 O

Среди всех галогеноводородных кислот наибольшей восстановительной активностью обладает иодоводородная кислота. В отличие от других галогеноводородных кислот ее могут окислить даже оксид и соли трехвалентного железа.

6HI + Fe 2 O 3 2FeI 2 + I 2 ↓ + 3H 2 O

2HI + 2FeCl 3 2FeCl 2 + I 2 ↓ + 2HCl

Высокой восстановительной активностью обладает также и сероводородная кислота H 2 S. Ее может окислить даже такой окислитель, как диоксид серы.

Йодистый водород

Иодоводород
Общие
Систематическое наименование	Иодоводород
Химическая формула	HI
Отн. молек. масса	127.904 а. е. м.
Молярная масса	127.904 г/моль
Физические свойства
Плотность вещества	2.85 г/мл (-47 °C) г/см³
Состояние (ст. усл.)	бесцветный газ
Термические свойства
Температура плавления	–50.80 °C
Температура кипения	–35.36 °C
Температура разложения	300 °C
Критическая точка	150,7 °C
Энтальпия (ст. усл.)	26,6 кДж/моль
Химические свойства
pK a	- 10
Растворимость в воде	72,47 (20°C) г/100 мл
Классификация
номер CAS

Иодоводород HI - бесцветный удушливый газ, сильно дымит на воздухе. Неустойчив, разлагается при 300 °C.

Иодоводород хорошо растворяется в воде. Он образует азеотропную смесь, кипящую при 127 °C, с концентрацией HI 57%.

Получение

В промышленности HI получают по реакции I 2 с гидразином , в результате которой также получается N 2 :

2 I 2 + N 2 H 4 → 4 HI + N 2

В лабоатории HI можно получать также с помощью следующих окислительно-восстановительных реакций:

H 2 S + I 2 → S↓ + 2HI

Либо гидролизом иодида фосфора:

РI 3 + 3H 2 O → H 3 РO 3 + 3НI

Иодоводород также получается при взаимодействии простых веществ H 2 и I 2 . Эта реакция идет только при нагревании и протекает не до конца, так как в системе устанавливается равновесие :

H 2 + I 2 → 2 HI

Свойства

Водный раствор HI называется иодоводородной кислотой (бесцветная жидкость с резким запахом). Иодоводородная кислота является самой сильной кислотой . Соли иодоводородной кислоты называются иодидами .

Иодоводород является сильным восстановителем. При стоянии водный раствор HI окрашивается в бурый цвет, вследствие постепенного окисления его кислородом воздуха и выделения молекулярного иода :

4HI + O 2 → 2H 2 O + 2I 2

HI способен восстановить концентрированную серную кислоту до сероворода:

8HI + H 2 SO 4 → 4I 2 + H 2 S + 4H 2 O

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

HI + H 2 C=CH 2 → H 3 CCH 2 I

Применение

Иодоводород используют в лабораториях как восстановитель во многих органических синтезах, а также для приготовления различных иодсодержащих соединений.

Литература

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

Wikimedia Foundation . 2010 .

Смотреть что такое "Йодистый водород" в других словарях:

См. Йод …

C2H5I йодистый Э., жидкость, температура кипения 72,34°; D14,5 = 1,9444. Свежеприготовленный йодистый Э. бесцветен, при стоянии буреет и разлагается с выделением свободного йода. Обладает сильным эфирным запахом. Загорается трудно. Зажженный,… … Энциклопедический словарь Ф.А. Брокгауза и И.А. Ефрона

- (хим.) один из элементов группы галоидов, химический знак J, атомный вес 127, по Стасу 126,85 (О = 16), открыт Куртуа в 1811 г. в маточном рассоле золы морских водорослей. Природа его, как элемента, установлена Гей Люссаком и им же ближе… … Энциклопедический словарь Ф.А. Брокгауза и И.А. Ефрона

- (также водородистый метил, формен) предельный углеводород состава СН4, первый член ряда СnН2n+n, одно из простейших соединений углерода, вокруг которого группируются все остальные и от которого могут быть произведены через замещение атомов… … Энциклопедический словарь Ф.А. Брокгауза и И.А. Ефрона

Алхимики принимали, что металлы суть тела сложные, состоящие из духа, души и тела, или ртути, серы и соли; под духом, или ртутью, они понимали не обыкновенную ртуть, а летучесть и металлические свойства, напр., блеск, ковкость; под серою (душою)… … Энциклопедический словарь Ф.А. Брокгауза и И.А. Ефрона

Явления химического равновесия охватывают область неполных превращений, т. е. таких случаев, когда химическое превращение материальной системы совершается не до конца, но прекращается после того, как изменению подвергнется часть вещества. В… … Энциклопедический словарь Ф.А. Брокгауза и И.А. Ефрона

- (хим.; Phosphore франц., Phosphor нем., Phosphorus англ. и лат., откуда обозначение P, иногда Ph; атомный вес 31 [В новейшее время атомный вес Ф. найден (van der Plaats) такой: 30,93 путем восстановления определенным весом Ф. металлического… … Энциклопедический словарь Ф.А. Брокгауза и И.А. Ефрона

- (хим.). Так называются четыре элементарных тела, находящихся в седьмой группе периодической системы элементов: фтор F = 19, хлор Сl = 3,5, бром Br = 80 и йод J = 127. Последние три очень похожи друг на друга, а фтор стоит несколько особняком.… … Энциклопедический словарь Ф.А. Брокгауза и И.А. Ефрона

Или галогены (хим.) Так, называются четыре элементарных тела, находящихся в седьмой группе периодической системы элементов: фтор F = 19, хлор Cl = 3,5, бром Br = 80 и йод J = 127. Последние три очень похожи друг на друга, а фтор стоит несколько… … Энциклопедический словарь Ф.А. Брокгауза и И.А. Ефрона

Углеводород предельного ряда С2H4; встречается в природе, в выделениях из почвы нефтеносных местностей. Искусственно получен в первый раз Кольбе и Франкландом в 1848 г. при действии металлического калия на пропионнитрил, ими же в следующем 1849… … Энциклопедический словарь Ф.А. Брокгауза и И.А. Ефрона

Он бесцветен и легко смешивается с водой. В ста миллилитрах жидкости помещается 132 грамма йодоводорода. Это при нормальном давлении и комнатной температуре. При нагреве до 100 градусов в воде растворяются уже 177 граммов . Узнаем, на что способен полученный раствор.

Свойства йодоводородной кислоты

Будучи сильным, соединение проявляет себя как типичная . Это выражено, к примеру, в реакциях с . Взаимодействие проходит с теми из них, что стоят левее . Именно на место этого элемента встает атом .

Получается йодит. Водород улетучивается. С солями йодоводородная кислота реагирует тоже в случае выделения газа. Реже, взаимодействие приводит к осаждению одного из его продуктов.

С основными оксидами героиня статьи тоже реагирует, как и прочие сильные . Основными оксидами именуют соединения с кислородом металлов с первой или второй степенями окисления. Взаимодействие приводит к выделению воды и получению йодита , то есть, соли йодоводородной кислоты .

Реакция героини с основаниями тоже дает воду и . Типичное для сильных взаимодействие. Однако, большинство веществ трехосновные. Это указывает на содержание в молекуле 3-ех атомов водорода.

В йодоводородном же соединении атом газа всего один, значит, вещество одноосновное. К тому же, оно относится к бескислородным. Как соляная записывается HCl, так формула йодоводородной кислоты – HI. По сути, это газ. Как же быть с водным раствором? Он считается истинной , но редко встречается в лабораториях. Проблема состоит в хранении раствора.

Сильные восстанавливающие свойства йодоводородной кислоты приводят к быстрому окислению . В итоге, остается чистая вода и бурый осадок на дне пробирки. Это диодоиодат йода. То есть, в растворе героиня недолговечна.

Процесс «порчи» неизбежен. Но, есть путь восстановить героиню статьи. Делают это с помощью . перегоняют в его присутствии. Нужна инертная атмосфера, к примеру, из аргона, или углекислого газа.

Альтернативой фосфору является диксодигидрофосфат водорода с формулой H (PH 2 O 2). Присутствие при перегонке сероводорода на йодоводород тоже влияет положительно. Посему, не стоит выкидывать расслоившуюся смесь и смешивать свежие реагенты. можно восстановить.

Пока йод в растворе не окислился, жидкость бесцветна и резко пахнет. Раствор азеототропен. Это значит, что при кипении состав смеси остается прежним. Испарения и жидкая фазы равновесны. Кипит йодоводородная , к слову, не при 100-та, а при 127-ми градусах Цельсия. Если нагреть до 300-от, вещество разложится.

Теперь, выясним, почему в ряду сильных йодоводород считается самой сильной. Достаточно примера взаимодействия с «коллегами». Так, «встречаясь» с концентратом серной йодоводород восстанавливает его до сероводорода. Если же серное соединение встретится с другими, восстановителем выступит уже оно.

Способность отдавать атомы водорода – основное свойство . Эти атомы присоединяются к прочим элементам, образуются новые молекулы. Вот и процесс восстановления. Реакции восстановления лежат и в основе получения героини статьи.

Получение йодоводородной кислоты

Из-за неустойчивости йодоводородное соединение активно дымит. Учитывая едкость паров, работают с героиней статьи лишь в условиях лабораторий. Обычно, берут сероводород и йод. Получается следующая реакция: H 2 S + I 2 à S + 2HI. Элементарная , формируемая в итоге взаимодействия, выпадает в осадок.

Получить реагент можно, так же, совместив суспензию йода, воду и оксид серы. Итогом станут серная кислота и героиня статьи. Уравнение реакции выглядит так: I 2 + SO 2 + 2H 2 O à 2HI + H 2 SO 4 .

Третий способ получения йодоводорода – совмещение йодита калия и . На выходе кроме героини статьи получится гидроортофосфат калия. Йодоводород во всех реакциях выделяется в виде газа. Улавливают его водой, получая раствор . Трубку, по которой идет газ, нельзя опускать в жидкость.

На крупных предприятиях йодоводород получают реакцией йода с гидразином. Последний, как и героиня статьи, бесцветен и резко пахнет. Химическая запись взаимодействия выглядит так: — 2I 2 + N 2 H 4 à4HI + N 2 . Как видно, реакция дает больший «выхлоп» йодоводорода, чем лабораторные приемы.

Остается очевидный, но маловыгодный вариант – взаимодействие чистых элементов. Сложность реакции в том, что она протекает лишь при нагреве. К тому же, в системе быстро устанавливается равновесие.

Это не дает реакции дойти до конца. Равновесием в химии именуют точку, когда система начинает противостоять воздействиям на нее. Так что, совмещение элементарных йода и водорода – лишь глава в учебниках химии, но не практический метод.

Применение йодоводородной кислоты

Как и прочие , йодоводородная кислота – электролит . Героиня статьи способна распадаться на ионы, по которым и «пробегает» ток. Для этого бега нужно поместить в раствор катод и анод. Один заряжен положительно, другой отрицательно.

Полученные ресурсы служат в конденсаторах. Электролиты применяют как источники тока и как среду для золочения, серебрения металлов и нанесения на них прочих напылений.
Пользуются промышленники и восстановительными свойствами йодоводорода. Сильную закупают для органических синтезов. Так, спирты восстанавливаются йодоводородом до алканов. К ним относятся все . До алканов героиня статьи восстанавливает, так же, галогениды и прочие .

Не поддаются восстановлению йодоводородом лишь некоторые хлоропроизводные. Учитывая , это мало кого печалит. Если в лаборатории йодоводородную кислоту нейтрализовали , значит, предприятие хорошо финансируют. Ознакомимся с ценниками на реагент.

Цена йодоводородной кислоты

Для лабораторий йодоводородную продают литрами. Хранят реагент в темноте. На свету жидкость быстро буреет, распадается на воду и диодоиодат. Тару плотно закрывают. Героиня статьи не разъедает пластик. В нем-то и хранят реагент.

Спросом пользуется 57-процентная . На складах бывает редко, изготавливается, в основном, под . Ценник выставляют, обычно, в евро. В переводе на получается не меньше 60 000. В евро это за 1 000. Поэтому, приобретают реагент по необходимости. Если есть альтернатива, берут ее. Из йодоводородная не только самая сильная, но и самая дорогая.