Was ist Iodwasserstoff?
Iodwasserstoff ist eine anorganische Verbindung, die aus Jod und Wasserstoff besteht.
Eine wässrige Lösung von Iodwasserstoff wird Iodwasserstoffsäure genannt und ist als 57 %ige Lösung im Handel erhältlich. Iodwasserstoff in Gasform und Iodwasserstoffsäure in wässriger Lösung sind miteinander verträglich.
Iodwasserstoff muss mit Vorsicht gehandhabt werden, da er Naturkautschuk und Haut angreifen kann. Iodwasserstoff ist in den regionalen und nationalen Gesetzen geregelt.
Anwendungen von Iodwasserstoff
Iodwasserstoff ist instabiler und leichter oxidierbar als Chlorwasserstoff und Bromwasserstoff, die ebenfalls Halogenwasserstoffe sind. Es wird daher als starkes Reduktionsmittel verwendet. Es kann auch zur Herstellung anorganischer Iodide verwendet werden, da es mit Chloriden, Bromiden und Metalloxiden zu Iodiden reagiert.
Außerdem ist es auch als Trockenätzmittel für ITO (Indium-Zinn-Oxid) bekannt. Das Ätzen ist ein Verfahren, bei dem die ätzende Wirkung einer Substanz zur Herstellung von IC-Schaltungen genutzt wird.
Eigenschaften von Iodwasserstoff
Iodwasserstoff hat einen Schmelzpunkt von -50,8 °C und einen Siedepunkt von -35,1 °C. Bei Raumtemperatur ist es ein farbloses Gas mit stechendem Geruch. Aufgrund seines starken Reduktionsvermögens wird es leicht durch Luftsauerstoff oxidiert, wobei rötlich-violettes Jod entsteht. Bei der Oxidation von Iodwasserstoff entsteht auch dunkelbraunes HI3, und reife Lösungen von Iodwasserstoff erscheinen oft dunkelbraun.
Es ist sehr gut wasserlöslich und hat wie Chlorwasserstoff und Bromwasserstoff eine sehr hohe Lösungswärme in Wasser. Die elektrostatischen Kräfte zwischen den Iodid- und Wasserstoffionen, die große Ionenradien haben, sind klein und leicht zu ionisieren, so dass wässrige Lösungen stark sauer sind, mit einem pKa-Wert von -10.
Struktur von Iodwasserstoff
Es handelt sich um eine Art von Halogenwasserstoff, der aus Iod besteht. Sein Molekulargewicht beträgt 127,90 g/mol und seine Dichte bei -47 °C 2,85 g/ml. Die chemische Formel wird durch HI dargestellt.
Der Unterschied zwischen der Elektronegativität von Wasserstoff und Iod ist gering, so dass die Polarität des Moleküls gering ist. Der Abstand zwischen den Wasserstoff- und Jodatomen beträgt 160,9 pm.
Weitere Informationen über Iodwasserstoff
1. Synthese von Iodwasserstoff
Bei der industriellen Reaktion von Iod mit Hydrazin entstehen Stickstoffgas und Iodwasserstoff. Für Reaktionen in Wasser muss der Iodwasserstoff destilliert werden.
Iodwasserstoff kann auch durch Zugabe von Phosphorsäure zu Iodid und Erhitzen synthetisiert werden. Schwefelwasserstoffgas kann auch in eine Iodlösung eingeblasen werden, um Iodwasserstoffsäure und Schwefel zu erzeugen.
Im Labor kann es durch Hydrolyse von PI3 durch Zugabe von rotem Phosphor zu einer Mischung aus Wasser und Iod hergestellt werden. Bei dieser Reaktion entsteht durch die Reaktion von I2 mit Phosphor PI3, das bei der Reaktion mit Wasser Iodwasserstoff und Phosphorsäure bildet.
2. Reaktion von Jod mit Wasserstoff
Iodwasserstoff kann einfach durch die Kombination von Wasserstoff und Iod synthetisiert werden. Diese Methode wird in der Regel zur Gewinnung von hochreinem Iodwasserstoff verwendet.
Bei der Reaktion von H2 mit I2 wird angenommen, dass I2 zunächst in zwei Iodatome dissoziiert, die sich jeweils an eine Seite von H2 binden und die H-H-Bindung spalten, da die Bestrahlung mit Licht bei einer Wellenlänge nahe 578 nm, der Dissoziationsenergie von I2, die Reaktionsgeschwindigkeit deutlich erhöht.
3. Die SN2-Reaktion mit Iodwasserstoff
Wie HBr und HCl addiert HI zu Alkenen. In der organischen Chemie steht HI zur Verfügung, um primäre Alkohole in Alkyliodide umzuwandeln. Bei dieser Reaktion handelt es sich um eine SN2-Substitution, bei der die aktivierte Hydroxylgruppe gegen ein Iodidion ausgetauscht wird.
4. Die SN1-Reaktion mit Iodwasserstoff
Iodidionen, die bessere Nukleophile als Bromid und Chlorid sind, können die Reaktion leicht ohne Erhitzen durchführen. Mit sekundären und tertiären Alkoholen läuft die Reaktion durch SN1-Substitution ab.
HI kann Ether in Alkyljodide und Alkohole spalten. Dies ist eine wichtige Reaktion, da sie chemisch stabile und inerte Ether in hochreaktive Verbindungen umwandeln kann. Zum Beispiel kann Diethylether in Ethanol und Iodethan gespalten werden.