Иодоводород

Иóдоводорóд (гидроиодид, иóдистый водорóд, HI) — бесцветный удушливый газ (при нормальных условиях), сильно дымит на воздухе. Хорошо растворим в воде, образует азеотропную смесь с Ткип 127 °C и концентрацией HI 57 %. Неустойчив, разлагается при 300 °C.

Что важно знать
Иодоводород
Общие
Систематическое
наименование
Иодоводород
Традиционные названия Гидроиодид, иодистый водород
Хим. формула HI
Рац. формула HI
Физические свойства
Состояние бесцветный газ
Молярная масса 127.904 г/моль
Плотность 2.85 г/мл (-47 °C)
Термические свойства
Температура
 • плавления –50.80 °C
 • кипения –35.36 °C
 • разложения 300 °C
Критическая точка 150,7 °C
Энтальпия
 • образования 26,6 кДж/моль
Химические свойства
Константа диссоциации кислоты - 11
Растворимость
 • в воде 72,47 (20°C)
Классификация
Рег. номер CAS [10034-85-2]
3D model (JSmol) Интерактивная схема
PubChem
UNII
CompTox Dashboard EPA
Рег. номер EINECS 233-109-9
SMILES
InChI
RTECS MW3760000
ChEBI
ChemSpider
ECHA InfoCard
Безопасность
NFPA 704

Получение

В промышленности HI получают по реакции иода с гидразином:

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

Восстанавливая иод другими восстановителями:

Воздействием стабильной и достаточно сильной кислоты на иодиды (обычно берут горячую концентрированную ортофосфорную кислоту, серная не подходит):

Очень часто ортофосфорную кислоту производят контактным методом, и поэтому она загрязнена и серной кислотой, что при получении иодоводорода является крайне опасным (выделяется чрезвычайно токсичный сероводород). Именно по этой причине, в лабораториях чаще прибегают к восстановлению иода.


и реакций обмена:

Реакцию следует проводить в водном растворе в отсутствие спиртов.

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

На одной из стадии получения иодоводорода (получение иодидов из иода) следует убедиться в отсутствии спиртов в растворе, так как будет образовываться иодоформ, который при получении иодоводорода окисляет его до иода (восстанавливаясь до дииодметана).

Свойства

Водный раствор HI называется иодоводородной кислотой (бесцветная жидкость с резким запахом). Иодоводородная кислота является сильной кислотой (pKа = −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:

HI способен восстанавливать концентрированную серную кислоту до сероводорода:

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

Иодиды присоединяют элементарный иод с образованием полииодидов:

Что обуславливает тёмно-бурый цвет долго стоящей на воздухе иодоводородной кислоты.

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:

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 малорастворимый иодид одновалентной меди CuI:

[2]

Замещает элементы в кислородных кислотах по реакциям

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].

При действии HI на пентозы он все их превращает во вторичный иодистый амил: CH3CH2CH2CHICH3, 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.

Физиологическое воздействие и токсикология

  • Иодоводород — едкое, токсичное вещество. Обладает удушающим действием.
  • При попадании на кожу иодоводородная кислота может вызвать ожоги.
  • Предельно допустимая концентрация иодоводорода в воздухе рабочей зоны составляет 2 мг/м³.
  • Согласно ГОСТ 12.1.007-76 йодистоводородная кислота относится к III классу опасности (умеренно-опасное химическое вещество).

Литература

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

Примечания