Hidrojen iyodür

Hidrojen iyodür
Adlandırmalar
	IUPAC adı Iodane
	Diğer adlar Hidroiyodik asit (Sulu çözelti) ; İyot hidrür ;
Tanımlayıcılar
CAS numarası	10034-85-2;
3D model (JSmol)	Etkileşimli görüntü;
ChemSpider	23224;
ECHA InfoCard	100.030.087
PubChem CID	24841;
CompTox Bilgi Panosu (EPA)	DTXSID2044349 ;
	SMILES I;
Özellikler
Molekül formülü	HI
Molekül kütlesi	127,904 g/mol
Görünüm	Renksiz Gaz
Yoğunluk	2,85 g/mL (-47 °C)
Erime noktası	−50,80 °C (−59.44 °F; 222.35 K)
Kaynama noktası	−35,36 °C (−31.65 °F; 237.79 K)
Tehlikeler
	GHS etiketleme sistemi:
Piktogramlar
NFPA 704; (yangın karosu)	3 0 1 COR
Parlama noktası	Yanmaz
	Aksi belirtilmediği sürece madde verileri, Standart sıcaklık ve basınç koşullarında belirtilir (25 °C [77 °F], 100 kPa).

Hidrojen iyodür (HI) iki atomlu bir molekül ve hidrojen halojenürdür. Sulu çözeltisi, güçlü bir asit olan hidroiyodik asit veya hidriyodik asit olarak bilinir. Bununla birlikte, hidrojen iyodür ve hidroiodik asit, birincisinin standart koşullar altında bir gaz olması, diğerinin ise söz konusu gazın sulu bir çözeltisi olması bakımından farklıdır. Birbirine dönüştürülebilir. HI, organik ve inorganik sentezlerde birincil iyot kaynaklarından biri ve bir indirgeyici madde olarak kullanılır.

Hidrojen iyodürün özellikleri

HI, su ve iyot vermek için oksijenle reaksiyona giren renksiz bir gazdır. Nemli havayla HI, hidroiodik asit buharı (veya dumanı) verir. Suda istisnai bir şekilde çözünür ve hidroiodik asit verir. Bir litre su 425 litre HI çözecektir, en konsantre solüsyon HI molekülü başına sadece dört su molekülüne sahiptir.^[1]

Hidroiyodik asit

Hidroiyodik asit saf hidrojen iyodür değil, onu içeren bir karışımdır. Ticarî "konsantre" hidroiyodik asit genellikle kütlece % 48-57 HI içerir. Çözelti, % 57 HI, % 43 su ile 127 °C'de kaynayan bir azeotrop oluşturur. Yüksek asitlik, iyonik yükün anyon üzerine dağılmasından kaynaklanır. İyodür iyonu diğer yaygın halojenürlerden çok daha büyüktür ve negatif yükün geniş bir alana dağılmasıyla sonuçlanır. Buna karşılık, klorür iyonu çok daha küçüktür, yani negatif yükü daha konsantredir, bu da proton ve klorür iyonu arasında daha güçlü bir etkileşime neden olur. Bu zayıf H ⁺ ··· I ^- HI'da etkileşim, protonun anyondan ayrışmasını kolaylaştırır ve HI'nın hidrohalojenürlerin en güçlü asidi olmasının nedeni budur.

HI (g) + H₂O (l) → H₃O⁺(aq) + I ^- (aq) K _a ≈ 10 ¹⁰

HBr (g) + H₂O (l) → H₃O⁺ (aq) + Br ^- (aq) K _a ≈ 10 ⁹

HC1 (g) + H₂O (l) → H₃O⁺ (aq) + CI ^- (aq) K _a ≈ 10 ⁶

Sentezi

HI'nin endüstriyel olarak hazırlanması I₂'nin hidrazin ile tepkimesini içerir, sonucunda ayrıca azot gazı oluşur:^[2] 2 I₂ + N₂H₄ → 4 HI + N₂

Suda yapıldığında, HI damıtılmalıdır.

HI ayrıca konsantre fosforik asit içindeki bir NaI veya başka bir alkali iyodür çözeltisinden damıtılabilir (konsantre sülfürik asidin iyodürü asit iyotlara oksitleyeceği için asitleştirmeye yaramayacağına dikkat edilmelidir).

HI'nin hazırlanmasının bir başka yolu, sulu bir iyot çözeltisinden hidrojen sülfür buharının kabarcıklandırılması, hidroiyodik asit (damıtılmış) ve elementel kükürtün (bu filtrelenmiş olmalı) oluşturulmasıdır:^[3] H₂S + I₂ → 2 HI + S

Buna ek olarak, HI sadece H₂ ve I₂'nin bir araya getirilmesiyle hazırlanabilir:

H₂ + I₂ → 2 HI

Bu yöntem genellikle yüksek saflıkta numuneler üretmek için kullanılır.

Uzun yıllar boyunca, bu tepkime H₂ molekülü ve I₂ arasında gerçekleşen basit bir bimoleküler tepkime olarak kabul edildi. Fakat, gazların bir karışımı, I₂'nin ayrışma enerjisine eşit (yaklaşık 578 nm) ışık dalga boyu ile ışınlandığında, oran önemli ölçüde artar. Bu ilk olarak I₂'nin 2 iyot atomuna ayrıldığı, daha sonra her bir iyot atomunun H₂ molekülünün birer tarafına yapışarak H-H bağının kırılmasını sağlayan bir mekanizmayı tetikler:^[4] ${\ce {{H2}+{I2}->[{\text{578 nm radiation}}]{H2}+2I->I{\cdots }H{\cdots }H{\cdots }I->2HI}}$

Laboratuvarda yapılan başka bir metotta, PBr₃'teki iyota eşdeğer PI₃ hidroliz edilir. Bu yöntemde, I₂ fosfor oluşturmak için fosforöz triiyodür ile reaksiyona girer, daha sonra HI ve fosforöz asit oluşturmak üzere su ile reaksiyona girer:

3 I₂ + 2 P + 6 H₂O → 2 PI₃ + 6 H₂O → 6 HI + 2 H₃PO₃

Kilit reaksiyonlar ve uygulamalar

Hidrojen iyodür çözeltileri kolayca hava ile oksitlenir:

4 HI + O ₂ → 2 H₂O + 2 I₂

HI + I₂ → HI₃

HI₃, koyu kahverengi renktedir, bu sebeple eski HI solüsyonlarını genellikle koyu kahverengi görünür.

HBr ve HCl gibi, HI alkenlere eklenir:^[5] Hl + H₂C = CH₂ H₃CCH₂I → H₃CCH₂I

HI ayrıca organik kimyada birincil alkolleri alkil halojenürlere dönüştürmek için kullanılır.^[6] Bu tepkime, iyodür iyonunun "aktive olmuş" hidroksil grubunun (su) yerini aldığı bir SN₂ değiştirme tepkimesidir:

Diğer hidrojen halojenürler yerine HI tercih edilir, çünkü iyodür iyonu bromür veya klorürden çok daha iyi bir nükleofildir, bu nedenle reaksiyon çok fazla ısınmadan makul bir oranda gerçekleşebilir. Bu reaksiyon, aynı zamanda, ikincil ve üçüncül alkollerden oluşur, ancak ikame SN₁ yoluyla cereyan etmektedir.

HI (veya HBr) ayrıca alkolleri ikame etmeye benzer bir reaksiyonda eterleri alkil iyodürlere ve alkollere ayırmak için kullanılabilir. Bu parçalanma önemlidir, çünkü kimyasal olarak stabil^[6] ve atıl bir eteri daha reaktif türlere dönüştürmek için kullanılabilir. Bu örnekte dietil eter etanol ve iyodoetana ayrılmıştır:

Tepkime, iyot daha az sterik olarak engellenen eter karbonuna saldırma eğiliminde olduğundan rejioselektifdir .

HI, HCl ve HBr ile aynı Markovnikov ve anti-Markovnikov kurallarına tabidir.

Her ne kadar modern standartlara göre sert olsa da, HI genellikle organik kimya tarihinin başında bir indirgeyici madde olarak kullanılmıştır. 19. yüzyıldaki kimyagerler, yüksek sıcaklıklarda benzen HI indirgemesi ile sikloheksan hazırlamaya çalıştılar, ancak bunun yerine yeniden düzenlenmiş ürün, metilsiklopentan izole edildiler (sikloheksan hakkındaki makaleye bakınız). İlk olarak Kiliani tarafından bildirildiği gibi,^[7] şekerlerin ve diğer poliollerin hidroiodik asit indirgenmesi, çoğu zaman zayıf verim ve / veya tekrar üretilebilirlik olmasına rağmen, birkaç hidroksi grubunun veya hatta tüm hidroksil gruplarının indirgeyici bölünmesine yol açar.^[8] Benzil alkoller ve a-karbonil grupları olan alkoller durumunda, HI ile indirgenme, karşılık gelen hidrokarbon ürününün (ROH + 2HI → RH + H₂O sentetik olarak kullanışlı verimlerini sağlayabilir. H₂O+ I₂).^[5] Bu işlem, oluşan I₂'yi indirgemek için kırmızı fosfor kullanılarak HI'de katalitik yapılabilir.^[9]

Kaynakça

^ Holleman, AF; Wiberg, E. "İnorganik Kimya" Akademik Basın: San Diego, 2001.
^ Greenwood, NN ve A. Earnshaw.
^ A Memoir on Iodine, 1815
^ Holleman, AF Wiberg, E. İnorganik Kimya .
^ ^a ^b Breton, G. W., P. J. Kropp, P. J.; Harvey, R. G. "Hydrogen Iodide" in Encyclopedia of Reagents for Organic Synthesis (Ed: L. Paquette) 2004, J. Wiley & Sons, New York. DOI:10.1002/047084289.
^ ^a ^b Bruice, Paula Yurkanis.
^ Kiliani, Heinrich (1886-01-01). "Ueber die Constitution der Dextrosecarbonsäure". Berichte der Deutschen Chemischen Gesellschaft. 19 (1): 1128–1130. doi:10.1002/cber.188601901251. ISSN 1099-0682
^ Perlin, A. S.; Purves, C. B. (1953-03-01). "Kiliani's Reduction of Glucose and Fructose Cyanohydrins to the Corresponding Heptanoic Acids and Lactones". Canadian Journal of Chemistry. 31(3): 227–236. doi:10.1139/v53-033^[]. ISSN 0008-4042 18 Şubat 2019 tarihinde Wayback Machine sitesinde arşivlendi.
^ Dobmeier, Michael; Herrmann, Josef M; Lenoir, Dieter; König, Burkhard (2012-03-02). "Reduction of benzylic alcohols and α-hydroxycarbonyl compounds by hydriodic acid in a biphasic reaction medium 18 Şubat 2019 tarihinde Wayback Machine sitesinde arşivlendi.". Beilstein Journal of Organic Chemistry. 8 (1): 330–336. doi:10.3762/bjoc.8.36 18 Şubat 2019 tarihinde Wayback Machine sitesinde arşivlendi.. PMC 3302097 10 Eylül 2014 tarihinde Wayback Machine sitesinde arşivlendi.. PMID 22423302 18 Şubat 2019 tarihinde Wayback Machine sitesinde arşivlendi.

Nishikata, E., T .; Ishii ve T. Ohta. "Sulu Hidroklorik Asit Solüsyonlarının Viskoziteleri ve Sulu Hidroiyodik Asit Solüsyonlarının Yoğunlukları ve Viskoziteleri". J. Chem. Müh. Veri. 26. 254-256. 1981.