Иодная кислота

Иодная кислота
Иодная кислота
Общие
Хим. формула	H5IO6
Физические свойства
Состояние	бесцветные кристаллы
Молярная масса	227,941 г/моль
Термические свойства
Т. плав.	122 ℃
Т. разл.	130–140 ℃
Классификация
Номер CAS	10450-60-9
PubChem	25289
ChemSpider	23622
Номер EINECS	233-937-0
ChEBI	29150
SMILES
	OI(=O)(O)(O)(O)O
InChI
	InChI=1S/H5IO6/c2-1(3,4,5,6)7/h(H5,2,3,4,5,6,7)
	Приводятся данные для стандартных условий (25 ℃, 100 кПа), если не указано иное.

Ио́дная кислота́ или периодная кислота, высшая оксокислота йода, в которой йод находится в степени окисления +7. Существует в двух формах ${\ce {HIO4}}$ — метапериодная кислота и гексаоксоиодат (VII) водорода, или ортопериодная кислота ${\ce {H5IO6}}$ или ${\ce {HIO4.2H2O}}$ — слабая неорганическая кислота, гигроскопичное кристаллическое вещество.

Свойства

Иодная кислота хорошо растворима в воде. В водном растворе ортопериодная кислота ${\ce {H5IO6}}$ — слабая кислота и последовательно диссоциируется на ионы^[1]^[2]:

{\ce {H5IO6<=>H4IO6^{-}{}+H+,~~pKa=3{,}29}}

;

{\ce {H4IO6^{-}<=>H3IO6^{2-}{}+H+,~~pKa=8{,}31}}

;

{\ce {H3IO6^{2-}<=>H2IO6^{3-}{}+H+,~~pKa=11{,}60}}

.

По другим данным K_a1 = 2,45⋅10⁻², pK_a1=1,61; K_a2 = 4,3⋅10⁻⁹,pK_a2=8,37; K_a3 = 10⁻¹⁵, pK_a3 = 15; при температуре 25 °С^[3]. Константа кислотной диссоциации метапериодной кислоты не определена.

В растворах существует ряд гидратов состава ${\ce {mHIO4.nH2O,}}$ которые можно рассматривать как представителей ряда многоосновных кислот ${\ce {H3IO5,}}$ ${\ce {H4I2O9,}}$ ${\ce {H5IO6}}$ и т. д. Их устойчивость зависит от концентрации раствора. В ионе ${\ce {IO6^{5-}}}$ достигается характерное для элементов 5-го периода координационное число по кислороду равное шести; ион ${\ce {IO6^{5-}}}$ имеет октаэдрическую структуру (длина связи ${\ce {I-O}}$ равна 185 нм).

Кислотные свойства ${\ce {HIO4}}$ выражены несравненно слабее, чем у ${\ce {HClO3,}}$ в то время как она проявляет более сильные окислительные свойства(окислительный потенциал ${\ce {E0}}$ системы ${\ce {HIO4/HIO3>}}$ 1,64 В. Отвечающий кислоте ангидрид неизвестен. При нагревании ${\ce {HIO4}}$ разлагается по уравнению:

{\ce {2 HIO4 -> H2O + I2O5 + O2}}

.

Получение

Иодную кислоту можно получить действием хлорной кислоты на иод в присутствии катализатора:

{\ce {2 HClO4 + I2 -> 2 HIO4 + Cl2}}

.

В промышленных условиях получают электрохимически окислением иодата натрия на аноде из ${\ce {PbO2}}$ в щелочном растворе^[4].

Периодаты

В зависимости от условий реакции (концентрация, рН) иодная кислота образует ряд солей, содержащих разные ионы: ${\ce {IO6^{5-}}}$ , ${\ce {IO5^{3-}}}$ , ${\ce {IO4^-}}$ и ${\ce {I2O9^{4-}}}$ — называемые соответственно орто-, мезо-, мета- и дипериодаты.

Соли иодной кислоты (периодаты) являются сильными окислителями, при нагревании разлагаются с выделением кислорода и иодида:

{\ce {NaIO4 -> NaI + 2 O2}}

.

Периодаты могут быть получены окислением иодатов в щелочной среде сильными окислителями, например хлором:

{\ce {NaIO3 + 2 NaOH + Cl2 -> NaIO4 + 2 NaCl + H2O}}

.

Применение

Иодная кислота и её соли применяются в аналитической химии как окислители и при анализе молекулярной структуры углеводов.

Иодную кислоту или её соли также используют для окислительного расщепления вицинальных диолов до альдегидов. Последовательная обработка алкенов ${\ce {OsO4}}$ и ${\ce {NaIO4}}$ (реакция Малапрада) применяется в современном органическом синтезе для окисления алкенов до альдегидов (на первой стадии образуется вицинальный диол, на второй он расщепляется).

Примечания

↑ Aylett, founded by A.F. Holleman; continued by Egon Wiberg; translated by Mary Eagleson, William Brewer; revised by Bernhard J. Inorganic chemistry. — 1st English ed., [edited] by Nils Wiberg. — San Diego, Calif. : Berlin : Academic Press, W. de Gruyter., 2001. — P. 454. — ISBN 0123526515.
↑ Burgot, Jean-Louis. Ionic equilibria in analytical chemistry. — New York : Springer, 2012-03-30. — P. 358. — ISBN 978-1441983824.
↑ Гороновский И. Т., Назаренко Ю. П., Некряч Е. Ф. Краткий справочник по Химии. — Киев, 1987. — С. 348. — 828 с.
↑ Greenwood, N. N. Chemistry of the elements / N. N. Greenwood, A Earnshaw. — 2nd. — Butterworth-Heinemann, 1997. — P. 872. — ISBN 978-0-7506-3365-9. — doi:10.1016/C2009-0-30414-6.

Литература

Некрасов Б. В. Основы общей химии. — 3-е изд. — М.: Химия, 1973. — Т. 2. — 656 с.

[1] Aylett, founded by A.F. Holleman; continued by Egon Wiberg; translated by Mary Eagleson, William Brewer; revised by Bernhard J. Inorganic chemistry. — 1st English ed., [edited] by Nils Wiberg. — San Diego, Calif. : Berlin : Academic Press, W. de Gruyter., 2001. — P. 454. — ISBN 0123526515.

[2] Burgot, Jean-Louis. Ionic equilibria in analytical chemistry. — New York : Springer, 2012-03-30. — P. 358. — ISBN 978-1441983824.

[KrSpravChim-3] Гороновский И. Т., Назаренко Ю. П., Некряч Е. Ф. Краткий справочник по Химии. — Киев, 1987. — С. 348. — 828 с.

[4] Greenwood, N. N. Chemistry of the elements / N. N. Greenwood, A Earnshaw. — 2nd. — Butterworth-Heinemann, 1997. — P. 872. — ISBN 978-0-7506-3365-9. — doi:10.1016/C2009-0-30414-6.

[1]

[2]

[3]

[4]