Какой продукт образуется в реакции присоединения иодоводорода

Йодоводород 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.

Получение

В промышленности HI получают по реакции йода с гидразином:

 2 I2 + N2H4 → 4 HI + N2

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

 H2S + I2 → S + 2 HI

и реакций обмена:

 PI3 + 3 H2O → H3PO3 + 3 HI

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

 H2 + I2 ⇄ 2 HI

Свойства

Водный раствор HI называется йодоводородной кислотой (бесцветная жидкость с резким запахом). Йодоводородная кислота является сильной кислотой (pKа = −11). Соли йодоводородной кислоты называются йодидами. 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.

Йодоводород является сильным восстановителем. На воздухе водный раствор HI окрашивается в бурый цвет вследствие постепенного окисления его кислородом воздуха и выделения молекулярного йода:

 4 HI + O2 → 2 H2O + 2 I2

HI способен восстанавливать концентрированную серную кислоту до сероводорода:

 8 HI + H2SO4 → 4 I2 + H2S + 4 H2O

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

 HI + CH2 = CH2 → CH3 − CH2I

Йодиды присоединяют элементарный йод с образованием полийодидов:

 RI + I2 → R(I3)x

Под действием света щелочные соли разлагаются, выделяя I2, придающий им жёлтую окраску. Йодиды получают взаимодействием йода со щелочами в присутствии восстановителей, не образующих твердых побочных продуктов: муравьиная кислота, формальдегид, гидразин:

 2 K2CO3 + 2 I2 + HCHO → 4 KI + 3 CO2 ↑ + H2O

Можно использовать также сульфиты, но они загрязняют продукт сульфатами. Без добавок восстановителей при получении щелочных солей наряду с йодидом образуется иодат MIO3 (1 часть на 5 частей йодида).

Ионы Cu2+ при взаимодействии c йодидами легко дают малорастворимые соли одновалентной меди CuI:

 2 NaI + 2 CuSO4 + Na2SO3 + H2O → 2 CuI ↓ + 2 Na2SO4 + H2SO4

Замещает элементы в кислородных кислотах по реакциям

 12 HNO3 + 2 I2 → 4 HIO3 + N2 ↑ + 10 NO2 ↑ + 4 H2O H2SO4 + I2 → HIO4 + HI + S ↓ 2 H3PO4 + 8 I2 → 2 HIO4 + 4 HI + 2 PI5

Образующийся пентайодид фосфора гидролизуется водой.

Применение

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

Спирты, галогениды и кислоты восстанавливаются HI, давая алканы.

 C4H9Cl + 2 HI → C4H10 + HCl + I2

При действии HI на пентозы он все их превращает во вторичный йодистый амил: CH3CH22CH2CHICH3, а гексозы — во вторичный йодистый н-гексил.
Легче всего восстанавливаются йодпроизводные, некоторые хлорпроизводные не восстанавливаются вовсе. Третичные спирты восстанавливаются легче всего. Многоатомные спирты также реагируют в мягких условиях, часто давая вторичные йодалкилы.

HI при нагреве диссоциирует на водород и I2, что позволяет получать водород с низкими энергетическими затратами.

Физиологическое воздействие и токсикология

• Йодоводород — едкое, токсичное вещество. Обладает удушающим действием.
• При попадании на кожу йодоводородная кислота может вызвать ожоги.
• Предельно допустимая концентрация йодоводорода 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).