Cоединения йода

Йодоводород, йодоводородная кислота (HI)

Способы получения йодоводорода

В промышленности

  • Взаимодействие йода с гидразином:

2l2 + N2H4 = 4HI↑ + N2

  • Взаимодействие простых веществ происходит только при нагревании и протекает не до конца:

I2 + H2 = 2HI

В лаборатории

  • Вытеснение HI из йодидов ортофосфорной кислотой:

КI + H3PO4 = НI↑ + КН2PO4

РI3 + ЗН2O = H3PO3 + 3HI↑

  • восстановление свободного йода:

l2 + H2S = 2HI↑ + S↓

Физические свойства йодоводорода

Водный раствор HI — иодоводородная кислота. Это бесцветная жидкость с резким запахом. Иодоводородная кислота является сильной кислотой.

В 100 г воды при обычном давлении и 20 °C растворяется 132 г HI, а при 100 °C — 177 г.

Химические свойства йодоводорода

Йодоводород – сильный восстановитель.

  • Окисляется кислородом воздуха, приобретая бурый цвет:

4HI + O2 → 2I2 + 2H2O

  • Взаимодействует с концентрированной серной кислотой с образованием сероводорода и свободного йода:

8HI + H2SO4 → 4I2 + H2S + 4H2O

  • Окисляется другими неметаллами:

2HI + S → I2 + H2S

  • Окисляется даже слабыми окислителями:

2HI + 2FeCl3 → I2 + 2FeCl2 + 2HCl

2HI + Fe2(SO4)3 → 2FeSO4 + I2 + H2SO4

2HI + NO2 → I2 + NO + H2O

HI + CH3 – CH = CH2 CH3 – CHI – CH3

  • Образуют полииоды, присоединяя элементарный иод:

RI + I2 = R(I3)x

Кислородные кислоты и окислы иода

Иодноватистая кислота (HIO)

Иодноватистая кислота HIO — существует только в очень разбавленных растворах, окрашена в зеленоватый цвет. Очень неустойчива.

Получение йодноватистой кислоты

Образуется при взаимодействии иода с водой. Реакция обратима, а равновесие сильно сдвинуто в сторону исходных веществ:

I2 + H2O = HI + HIO3

Химические свойства йодноватистой кислоты

  • Проявляет амфотерные свойства – слабая кислота и слабое основание. Диссоциирует и как кислота, и как основание:

HIO = H+ + IO-

HIO = I+ + OH-

  • Разлагается при комнатной температуре с течением времени:

5HIO = HIO3 + 2I2↓ + 2H2O

  • Разлагается щелочами:

3HIO + 3NaOH = 2NaI + NaIO3 + 3H2O

Соли иодноватистой кислоты называют гипоиодитами.

Иодноватая кислота (HIO3)

Йодноватая кислота HIO3— белое кристаллическое вещество со стеклянным блеском и горьковато-кислым вкусом. При обычной температуре устойчива. Сильная одноосновная кислота, имеющая склонность к полимеризации в концентрированных растворах

Получение иодноватой кислоты

Получают в водных растворах при окислении иода хлором, пероксидом водорода либо дымящей азотной кислотой:

I2 + 5Cl2 + 6H2O = 2HIO3 + 10HCl

I2 + 5H2O2 = 2HIO3 + 4H2O

I2 + 10HNO3 = 2HIO3 + 10NO2 + 4H2O

Химические свойства йодноватой кислоты

  • хорошо растворима в воде:

nHIO3 = (HIO3)n

  • При медленном нагревании до 110ºС она частично плавится, частично образует ангидроиодноватую кислоту HI3O8.

При нагревании HIO3 выше 230°C образует порошок иодноватого ангидрида I2O5, при растворении в воде, которого вновь образуется иодноватая кислота:

2HIO3 = I2O5 + H2O

  • Нейтрализуется щелочами:

HIO3 + NaOH = NaIO3 + H2O

  • Проявляет окислительные свойства:

HIO3 + 5HI = 3I2 + 3H2O

  • При электролизе йодноватой кислоты образуется йодная кислота:

HIO3 + 3H2O = H2↑(катод) + H5IO6(анод)

Соли иодноватой кислоты — иодаты

  • Они довольно устойчивы и разлагаются при температуре выше 400 °C.

2NaIO3 = 2NaI + 3O2

  • Обладают сильными окислительными свойствами в кислой среде:

2NaIO3 + 12HCl = I2↓ + 5Cl2↑ + 2NaCl + 6H2O

 2NaIO3 + 3H2SO4 + 5NaI = 3I2↓ + 3Na2SO4 + 3H2O

  • При электролизе раствора иодаты распадаются на водород и периодаты:

NaIO3 + H2O = H2(катод) + NaIO4(анод)

Иодная кислота (HIO4)

Иодная кислота HIO4 — белое гигроскопичное кристаллическое вещество. В водном растворе Н5IO6 является слабой кислотой. В растворах образует гидраты состава mHIO4nН2О, например, H3IO5, H4I2O9, H5IO6 и т. д Их устойчивость зависит от концентрации раствора. Проявляет сильные окислительные свойства

Получение йодной кислоты

  • При воздействии хлорной кислоты на иод в присутствии катализатора:

2HClO4 + I2 = 2HIO4 + Cl2

  • Электролизом раствора иодноватой кислоты:

NaIO3 + H2O = H2(катод) + NaIO4(анод)

Химические свойства йодной кислоты

  • При растворении в воде образует гидраты:

НIO4 + 2Н2O ⇔ Н5IO6

  • НIO4 разлагается при нагревании выше 122ºС:

2HIO4 = H2O + I2O5 + O2

  • Щелочами нейтрализуется не полностью:

H5IO6 + 3NaOH = Na3H2IO6↓ + 2NaNO3

  • Сильные окислительные свойства:

H5IO6 + 2NO2 = HIO3 + 2HNO3 + H2O

H5IO6 + 2MnSO4 = 5HIO3 + 2HMnO4 + 2H2SO4 + 7H2O

Cоли йодной кислоты — периодаты

Йодная кислота может образовать соли, содержащие ионы, IO65−, IO53−, IO4 и I2O94− — соответственно орто-, мезо-, мета- и дипериодаты.

Получение периодатов

Периодаты можно получить при окислении иодатов сильными окислителями в щелочной среде:

NaIO3 + 2NaOH + Cl2 = NaIO4 + 2NaCl + H2O

Химические свойства периодатов

  • Периодаты — сильные окислители, при нагревании выше 300ºС разлагаются с выделением кислорода:

2NaIO4 = 2NaIO3 + O2

  • Разлагаются концентрированными кислотами:

NaIO4 + HNO3 + 2H2O = H5IO6 + NaNO3

  • Разлагаются концентрированными щелочами:

NaIO4+ 2NaOH = Na3H2IO6

  • Проявляют окислительные свойства:

5NaIO4 + 3H2O + 2MnSO4 = 5NaIO3 + 2HMnO4 + 2H2SO4

Оксиды йода

Пентаоксид (пятиокись) иода, йодноватый ангидрид (I2O5)

Иодноватый ангидрид I2O5 – белое, гигроскопичное вещество. На свету темнеет из-за частичного разложения.

Получение пентаоксида йода

Получают при медленном нагревании йодноватой или йодной кислоты

2НIO3 → I2O5 + Н2O

5IO6 → I2O5 + 5Н2O + O2

Химические свойства пентаоксида йода

  • На свету разлагается:

2I2O5 = 2I2 + 5O2

  • Как кислотный оксид реагирует с водой, со щелочами:

I2O5+ H2O = 2HIO3

I2O5+ NaOH = 2NaIO3 + H2O

  • Легко фторируется:

2I2O5+ 2F2 = 4IO2F + O2

  • Восстанавливается монооксидом углерода:

I2O5+ 5CO = 5CO2 + I2