Ácido iodo (HIO2): propriedades e usos

O ácido iodous é um composto químico de f’ormula HIO 2. O referido ácido, bem como seus sais (conhecidos como ioditos), são compostos extremamente instáveis ​​que foram observados, mas nunca isolados.

É um ácido fraco, o que significa que não se dissocia completamente. No ânion, o iodo está no estado de oxidação III e possui uma estrutura análoga ao ácido cloroso ou ácido bromoso, conforme ilustrado na Figura 1.

Ácido iodo (HIO2): propriedades e usos 1

Figura 1: Estrutura do ácido iodo

Embora o composto seja instável, o ácido iodo e seus sais de iodo foram detectados como intermediários na conversão entre iodetos (I ) e iodatos (IO 3 ).

Sua instabilidade é devida a uma reação de desmutação (ou desproporção) para formar o ácido hipoiodina e o ácido iódico, que é análogo aos ácidos cloro e bromoso da seguinte maneira:

2HIO 2 –— > HIO + HIO 3

Em Nápoles, em 1823, o cientista Luigi Sementini escreveu uma carta a E. Daniell, secretário da instituição real em Londres, onde explicou um método para obter o ácido iodo.

Na carta, disse que, enquanto a formação de ácido nitroso foi a combinação de ácido nítrico com o que chamado gás nitroso (possivelmente N 2 O), o ido iodoso poderia ser formado da mesma maneira por reacção do óxido de ácido iódico de iodo, um composto que ele havia descoberto.

Ao fazer isso, ele obteve um líquido de cor âmbar amarelada que perdeu sua cor ao entrar em contato com a atmosfera (Sir David Brewster, 1902).

Mais tarde, o cientista M. Wöhler descobriu que o ácido Sementini é uma mistura de cloreto de iodo e iodo molecular, já que o óxido de iodo usado na reação foi preparado com cloreto de potássio (Brande, 1828).

Propriedades físicas e químicas

Como mencionado anteriormente, o ácido iodo é um composto instável que não foi isolado; portanto, suas propriedades físicas e químicas são teoricamente obtidas por cálculos e simulações computacionais (Royal Society of Chemistry, 2015).

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O ácido iodo tem um peso molecular de 175,91 g / mol, uma densidade de 4,62 g / ml no estado sólido, um ponto de fusão de 110 graus Celsius (ácido iodoso, 2013-2016).

Também possui uma solubilidade em água de 269 g / 100 ml a 20 graus Celsius (sendo um ácido fraco), tem um pKa de 0,75 e possui uma suscetibilidade magnética de -48,0 · 10−6 cm3 / mol (National Centro de Informações Biotecnológicas, sf).

Como o ácido iodo é um composto instável que não foi isolado, não há riscos em seu manejo. Foi apurado por cálculos teóricos que o ácido iodo não é inflamável.

Usos

Acilação nucleofílica

O ácido iodo é usado como nucleófilo nas reações de acilação nucleofílica. O exemplo é dado com a acilação de trifluoroacetilos, como 2,2,2 trifluoroacetil brometo, 2,2,2 trifluoroacetil cloreto, 2,2,2 trifluoroacetil fluoreto e 2,2,2 trifluoroacetil fluoreto e 2,2,2 trifluoroacetil iodeto para formam o 2,2,2 trifluoroacetato de iodosilo, como ilustrado nas figuras 2.1, 2.2, 2.3 e 2.4, respectivamente.

Ácido iodo (HIO2): propriedades e usos 2

Figura 2: Reações de formação de 2,2,2 trifluoroacetato de iodosil

O ácido iodo também é usado como nucleófilo para a formação de acetato de iodosil, reagindo-o com brometo de acetila, cloreto de acetila, fluoreto de acetila e iodeto de acetila, como mostrado nas figuras 3.1, 3.2, 3.3 e 3.4, respectivamente ( Documentação Livre GNU, sf).

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Figura 2: Reações de formação de acetato de iodosil.

Reações de dismutação

As reações de dismutação ou desproporção são um tipo de reação de redução de óxido, em que a substância oxidante é a mesma que a reduzida.

No caso dos halogênios, por apresentarem estados de oxidação de -1, 1, 3, 5 e 7, diferentes produtos das reações de dismutação podem ser obtidos dependendo das condições utilizadas.

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No caso do ácido iodo, o exemplo de como ele reage para formar ácido hipoiodino e ácido iódico da forma foi mencionado acima.

2HIO 2> HIO + HIO 3

Estudos recentes analisaram a reação de desmutação do ácido iodo medindo as concentrações de prótons (H + ), iodato (IO3 ) e o cátion ácido hipoiodito (H 2 IO + ) para entender melhor o mecanismo da desmutação ácida iodo (Smiljana Marković, 2015).

Foi preparada uma solução contendo as espécies intermediárias I 3+ . Uma mistura de espécies de iodo (I) e iodo (III) foi preparada dissolvendo iodo (I 2 ) e iodato de potássio (KIO 3 ), na proporção de 1: 5, em ácido sulfúrico concentrado (96%). Nesta solução, uma reação complexa prossegue, que pode ser descrita pela reação:

I 2 + 3IO 3 + 8H + -> 5IO + + H 2 O

As espécies I 3+ são estáveis ​​apenas na presença de excesso de iodato adicionado. O iodo impede a formação de I 3+ . Ion IO + obtido na forma de sulfato de iodo (IO) 2 SO 4 ), decompõe-se rapidamente em solução aquosa ácida e forma I 3+ , representada como ácido HIO 2 ou a espécie iónica IO3 . Posteriormente, uma análise espectroscópica foi realizada para determinar o valor das concentrações dos íons de interesse.

Isso apresentou um procedimento para a avaliação das concentrações de pseudo-equilíbrio de hidrogênio, iodato e íons H 2 OI + , importantes espécies cinéticas e catalíticas no processo de desproporção do ácido iodo, HIO 2 .

Reações de Bray – Liebhafsky

Uma reação química de relógio ou oscilação é uma mistura complexa de compostos químicos que reagem, na qual a concentração de um ou mais componentes exibe mudanças periódicas ou quando mudanças repentinas nas propriedades ocorrem após um tempo de indução previsível.

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Eles são uma classe de reações que servem como exemplo de termodinâmica sem equilíbrio, resultando no estabelecimento de um oscilador não linear. Eles são teoricamente importantes porque mostram que as reações químicas não precisam ser dominadas pelo comportamento do equilíbrio termodinâmico.

A reação de Bray-Liebhafsky é um relógio químico descrito pela primeira vez por William C. Bray em 1921 e é a primeira reação de oscilação em uma solução agitada homogênea.

O ácido iodo é usado experimentalmente para o estudo desse tipo de reação quando oxidado com peróxido de hidrogênio, encontrando uma melhor concordância entre o modelo teórico e as observações experimentais (Ljiljana Kolar-Anić, 1992).

Referências

  1. Brande, WT (1828). Um manual de química, com base no professor Brande. Boston: Universidade de Harvard.
  2. Documentação Livre GNU. (sf). ácido iodoso. Obtido em chemsink.com: chemsink.com
  3. ácido iodoso. (2013-2016). Obtido em molbase.com: molbase.com
  4. Ljiljana Kolar-Anić, GS (1992). Mecanismo da reação de Bray – Liebhafsky: efeito da oxidação do ácido iodoso pelo peróxido de hidrogênio. Chem. Soc., Faraday Trans 1992,88, 2343-2349. http://pubs.rsc.org/en/content/articlelanding/1992/ft/ft9928802343#!divAbstract
  5. Centro Nacional de Informação Biotecnológica. (nd) Banco de Dados Composto PubChem; CID = 166623. Recuperado de pubchem.com:pubchem.ncbi.nlm.nih.gov.
  6. Sociedade Real de Química. (2015). ChemSpider ID145806 de ácido iodo. Obtido em ChemSpider: chemspider.com
  7. Sir David Brewster, RT (1902). Revista Filosófica de Londres e Edimburgo e Journal of Science. londres: universidade de londres.
  8. Smiljana Marković, RK (2015). Reação desproporcional de ácido iodoso, HOIO. Determinação das concentrações das espécies iônicas relevantes H +, H2OI + e IO3 -.

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