Иодная кислота

Иодная кислота HIO₄ (гексаоксоиодат (VII) водорода, периодат Н₅IO₆)— слабая кислота, гигроскопичное кристаллическое вещество.

Свойства

Иодная кислота хорошо растворима в воде. В водном растворе Н₅IO₆ — слабая кислота (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 ℃).

В растворах существует ряд гидратов состава mHIO₄•nН₂О, которые можно рассматривать как представителей ряда многоосновных кислот H₃IO₅, H₄I₂O₉, H₅IO₆ и т. д. Их устойчивость зависит от концентрации раствора. В ионе IO₆⁵⁻ достигается характерное для элементов 5-го периода координационное число по кислороду, равное шести; ион [IO₆]⁵⁻ имеет октаэдрическую структуру (dI-O = 185 нм).

Кислотные свойства НIO₄ выражены несравненно слабее, чем у HClO₄, в то время, как она проявляет более сильные окислительные свойства(E⁰(HIO₄/HIO₃) = 1,64 В.). Отвечающий ей ангидрид неизвестен. При нагревании НIO₄ разлагается по уравнению:

$\mathsf{2}\mathsf{H}\mathsf{I}{\mathsf{O}}_{\mathsf{4}}\mathsf{\to }{\mathsf{H}}_{\mathsf{2}}\mathsf{O}\mathsf{+}{\mathsf{I}}_{\mathsf{2}}{\mathsf{O}}_{\mathsf{5}}\mathsf{+}{\mathsf{O}}_{\mathsf{2}}$

Получение

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

$\mathsf{2}\mathsf{H}\mathsf{C}\mathsf{l}{\mathsf{O}}_{\mathsf{4}}\mathsf{+}{\mathsf{I}}_{\mathsf{2}}\mathsf{\to }\mathsf{2}\mathsf{H}\mathsf{I}{\mathsf{O}}_{\mathsf{4}}\mathsf{+}\mathsf{C}{\mathsf{l}}_{\mathsf{2}}$

• Электролизом раствора иодноватой кислоты.

Периодаты

В зависимости от условий реакции (концентрация, рН) иодная кислота образует ряд солей, содержащих ионы, IO₆⁵⁻, IO₅³⁻, IO₄^- и I₂O₉⁴⁻ — соответственно орто-, мезо-, мета- и дипериодаты.

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

$\mathsf{N}\mathsf{a}\mathsf{I}{\mathsf{O}}_{\mathsf{4}}\mathsf{\to }\mathsf{N}\mathsf{a}\mathsf{I}\mathsf{+}\mathsf{2}{\mathsf{O}}_{\mathsf{2}}$

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

$\mathsf{N}\mathsf{a}\mathsf{I}{\mathsf{O}}_{\mathsf{3}}\mathsf{+}\mathsf{2}\mathsf{N}\mathsf{a}\mathsf{O}\mathsf{H}\mathsf{+}\mathsf{C}{\mathsf{l}}_{\mathsf{2}}\mathsf{\to }\mathsf{N}\mathsf{a}\mathsf{I}{\mathsf{O}}_{\mathsf{4}}\mathsf{+}\mathsf{2}\mathsf{N}\mathsf{a}\mathsf{C}\mathsf{l}\mathsf{+}{\mathsf{H}}_{\mathsf{2}}\mathsf{O}$

Применение

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

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

Литература

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