В сосуд со смесью водорода иода и иодида
Всероссийская олимпиада школьников по химии
(муниципальный этап 2018/2019 уч. г.)
Задания 8 класс
Задача 1.
Главная роль элемента «А» в организме определяется тем, что оно отвечает за уровень гемоглобина в крови, а также входит в состав сотни ферментов, тем самым выполняя множество важных функций. Дефицит этого элемента в организме может привести к развитию серьезных заболеваний. Если ощущаете хроническую усталость, кожные покровы бледные, есть апатия и сонливость, появились судороги, обязательно проверьте уровень гемоглобина.
В 100 г яблок содержится 2,8 мг элемента «А».
- О каком элементе идет речь?
- Рассчитайте число атомов этого элемента в яблоке массой 200 г.
- Сколько яблок массой 200 г надо съесть человеку, чтобы в организм попало 3,01 · 1020 атомов этого элемента?
Задача 2.
В лаборатории имеются образцы различных металлов. Данные об этих металлах приведены в таблице.
Вещество | Число частиц N | Масса m, г | Молярная масса М г/моль | Количество вещества n, моль | Плотность ρ, г/см3 | Объем V, cм3 |
? | 37,7 · 1023 | ? | ? | ? | 7,9 | 44,24 |
? | ? | 192 | ? | 3 | 9 | ? |
? | 3,01· 1023 | ? | ? | ? | 2,7 | 5 |
- Определите какие это металлы.
- Расположите, образцы этих металлов, по возрастанию числа атомов в них, если предположить, что они взяты одинаковым объемом.
Задача 3.
Говоря на химическом языке, химик должен правильно употреблять и специальные химические понятия. Постарайтесь восстановить абзац текста, вставив вместо каждого пробела одно из предложенных понятий (слово можно изменять, вставляя в нужном падеже и числе). Некоторые слова пригодятся несколько раз, другие, возможно, не потребуются ни разу. Напишите в ответе полученный текст, подчеркните вставленные слова.
Морская вода это…(1) веществ: хлорид магния, хлорид натрия, хлорид калия и другие. Каждое из этих веществ имеет …(2) строение, которые в свою очередь состоят из …(3) разных химических …(4). Так, в составе этих веществ присутствуют …(5) хлора. Также в морской воде есть …(6) – вещество, необходимое для дыхания рыб. Его …(7) состоит из двух …(8). В воздухе этого …(9) содержится 21% по объему. Человеку и животным для дыхания необходим …(10)
Список понятий: вещество, немолекулярное, смесь, ион, простое, атом, молекула, элемент, сложное, чистое, грязное, азот, кислород.
Задача 4.
Определите простое вещество «А» в уравнениях реакций, проставьте коэффициенты.
1) А + О2 = ZnO 2) A + S = ZnS 3) A + HBr = ZnBr2 + H2
4) A + CuSO4 = ZnSO4 + Cu 5) A + NaOH + H2O = Na2 [Zn(OH)4] + H2
Задача 5
Соедините линиями различные названия одного вещества.
| А. Оксид азота (IV) | |
| Б. Оксид водорода | |
| В. Оксид углерода (IV) тв. | |
| Г. Карбонат натрия | |
| Д. Гидрокарбонат натрия | |
| Е. Оксид кремния (IV) | |
| Ж. Оксид алюминия | |
| З. Пероксид водорода | |
| И. Углерод | |
| К. Карбонат кальция |
1.Запишите: номера и буквы соответствующих названий;
2. Выпишите: названия оксидов и составьте их формулы
Всероссийская олимпиада школьников по химии
(муниципальный этап 2018/2019 уч. г.)
Задания 9 класс
Задание 1
Определите методом электронного баланса коэффициенты в уравнении окислительно – восстановительной реакции. Укажите окислитель и востановитель.
КI + H2SO4(конц) = I2 + S + K2SO4 + H2O
Задание 2
При действии на твердое вещество А соляной кислотой образуется газ Б со специфическим запахом. На воздухе он сгорает образованием нового бесцветного газа В с резким запахом. Если через раствор последнего пропустить газ Б, выпадает осадок простого вещества Г желтого цвета. Последнее может быть получено при неполном сгорании вещества Б. При нагревании смеси вещества Г с порошком двухвалентного металла (в оксиде которого массовая доля кислорода равна 19,75%) образуется исходное вещество А. Определите вещество А. Составьте уравнения всех описанных реакций.
Задача 3
Рассчитайте объем и радиус атома натрия, исходя из предположения, что атомы имеют форму шара. Плотность натрия равна 0,968 г/см3. Объем шаров составляет 72,72% от общего объема.
Задача 4
В четырех склянках без этикеток находятся растворы следующих солей: нитрат бария, нитрат свинца, иодид калия, карбонат натрия. Используя реактивы: гидроксид натрия, серную кислоту, нитрат серебра, определите какое вещество находится в той или иной склянке.
1. Составьте уравнения всех реакций.
2. Укажите признаки каждой реакции.
Задача 5.
Составьте уравнения реакций по схемам.
Назовите вещества А, В. С и Д если известно, что вещество А входит в состав воздух (массовая доля 78%)
А + О2 = В
В + О2 = С
С + Н2О = В + Д
Д + Сu = В + …
С + Сu = В + ….
Всероссийская олимпиада школьников по химии
(муниципальный этап 2018/2019 уч. г)
Задания 10 класс
Задание 1
Химический элемент состоит из двух изотопов, находящихся в атомном
отношении 16:9. Ядро первого изотопа содержит 38 нейтронов и 31 протон. Ядро второго изотопа содержит на 2 нейтрона больше. Назовите элемент и вычислите его среднюю относительную атомную массу.
(5 баллов)
Задание 2
Напишите уравнения протекающих реакций, соответствующих следующей последовательности превращений (вещества А и С – гомологи).
3 2 1 4 5 6
С2H7NO2 B A CxHy CH3Br C C3H6O
Укажите структурные формулы веществ и условия протекания
реакций (12 баллов)
Задание 3
При добавлении к 1 л бутана (200С, 1 атм) неизвестного газа объем газовой смеси увеличился в 3 раза, а ее плотность составила 1,276 г/л. Определите неизвестный газ. Как изменится плотность газовой смеси при добавлении к ней 2 л хлороводорода.
(8 баллов)
Задание 4
Смесь калия и алюминия массой 15,87 г залили 25 мл воды. В исходной смеси количество калия превышает количество алюминия в 40 раза. Рассчитайте массовые доли металлов в исходной смеси и объем газа (н.у.), который выделится после полного протекания реакций. Какой объем 0,6 М раствора соляной кислоты потребуется добавить к полученному раствору, чтобы масса выпавшего осадка максимальной. Рассчитайте массу осадка.
(10 баллов)
Задание 5
Углеводород «А», подвергаясь одновременному дегидрированию и
циклизации, превращается в соединение «Б», которое способно при нитровании образовывать взрывчатое вещество «В». При окислении вещества «Б» образуется карбоновая кислота «Г», входящая в состав сока брусники и обладающая консервирующими свойствами. Дайте названия и составьте структурные формулы всех веществ. Составьте уравнения соответствующих реакций.
Всероссийская олимпиада школьников по химии
(муниципальный этап 2018/2019 уч. г)
Задания 11 класс
Задание 1
При частичном термическом разложении хлората калия в присутствии катализатора. в результате чего выделился кислород объемом 6,72 л (в пересчете на н. у.) и образовался твердый остаток. Этот остаток прореагировал с 30 %-ным раствором нитрата серебра. При этом образовалось 170 г раствора с массовой долей нитрата серебра 10 %. Определите массу исходного образца хлората калия. (10баллов)
Задание 2
Приведите уравнения реакций, соответствующих следующей схеме (все известные вещества содержат хлор). Расшифруйте неизвестные вещества, укажите условия протекания реакций.
H2SO4(20%) Fe t0 Na2S H2O
HCl Cl2 CaOCl2 X1 X2 X3 NaClO3
(12 баллов)
Задание 3
Рассчитайте количество теплоты, которое выделится при разложении перманганата калия, если в результате реакции образовалось 64 г кислорода. Теплоты образования КMnO4, K2MnO4 и MnO2 равны 829, 1184, 521 кДж/моль соответственно. (5 баллов)
Задание 4
Металл массой 19,5 г растворили в разбавленной азотной кислоте, при этом кислота восстановилась до оксида азота (II) и было получено 250 мл 1,2 М раствора соли. Определите неизвестный металл и запишите уравнение вышеупомянутой реакции. Напишите уравнение реакции металла с концентрированной серной кислотой.
(8 баллов)
Задание 5
Вычислить концентрацию формиат – ионов в растворе, 1 л которого содержит 0,1 моль муравьиной кислоты и 0,01 моль хлороводородной кислоты, считая диссоциацию последней полной. Кд = 1,8 ·10−4
(15 баллов)
Источник
ИОДИСТЫЙ ВОДОРОД— ЙОДИСТОЕ ОЛОВО—ВОДА [c.645]
Например, при фотолизе йодистого метила в бензоле образуется метильный радикал, в результате чего образуется толу ол и иодистый водород [c.176]
В качестве окислителей применяют йодноватую кислоту, дымящую серную кислоту, азотную кислоту и перхлорат серебра. В качестве веществ, связывающих иодистоводородную кислоту с образованием соли, применяют окись ртути, щелочи, калиевые соли слабых кислот и буру. Иод применяют главным образом в виде растворов в метиловом или этиловом спирте или в водном растворе иодистого калия. Для удаления избытка иода из реакционной смеси используют водный раствор иодистого калия, щелочь или ртуть. Избыток иодистого водорода можно окислить в иод перекисью водорода, а затем удалить иод одним из описанных выше способов или отогнать его с водяным паром . Описание общих методов непосредственного иодирования см. . Органическое соединение, подлежащее иодированию, растворяют в эфире или бензоле и действуют смесьЮ иода и перхлората серебра последнее служит для связывания йодистого водорода. Этот метод дает хорошие результаты даже при низких температурах. Для связывания выделяющейся хлорной кислоты применяют карбонаты кальция или магния. По этому методу из толуола в темноте и при низкой температуре получают иодтолуол, на свету же иод вступает в боковую цепь. [c.179]
Водород йодистый Натрий иодистый [c.687]
Были проделаны весьма тщательные эксперименты [10], в которых кварцевые сосуды известного объема наполняли иодистым водородом при определенном давлении и нагревали в течение нескольких часов в электрическом термостате при 425,ГС до установления равновесия. Сосуды затем быстро охлаждали и оттитровывали иод раствором тиосульфата натрия. Равновесная концентрация водорода равна концентрации иода. Равновесную концентрацию иодистого водорода получали вычитанием удвоенной концентрации иода из начальной концентрации иодистого водорода. Равновесные концентрации в молях на литр приведены в табл. 5.1. Первые три строки таблицы относятся к тому случаю, когда первоначально в системе находился только йодистый водород, последние пять — к случаю, когда исходная смесь находилась по другую сторону от равновесной смеси. Исходное количество иода взвешивалось, измерялось давление водорода, а концентрация иода после установления равновесия определялась титрованием. Практическое совпадение значений констант рав- [c.157]
В термохимическом способе получения водорода реакция гидрооксида кальция с иодом при нагревании ведет к образованию иодата и иодида кальция. Иодат кальция подвергают термическому разложению и получают оксид кальция и иод. Иодид кальция при обработке перегретым водяным паром дает оксид кальция и иодид водорода. Оксид кальция со стадии разложения иодата кальция и стадии обработки иодида кальция паром гидратируют до гидроксида кальция и возвращают в процесс. Из иодида водорода взаимодействием с оксидом железа получают иод и иодид железа (закисного), который обрабатывают перегретым водяным паром и получают иодистый водород, оксиды железа(II и III) и водород Йодистый водород и оксид железа (II и III) возвращают в процесс. [c.367]
Электролиз раствора иодистого калия КЛ. Йодистый калий находится в растворе в вцде ионов К” и У. При пропускании тока ионы калия передвигаются к катоду, ионы иода — к аноду. Но так как калий стоит в ряду напряжений гораздо левее водорода, то у катода разряжаются не ионы калия, а водородные ионы воды. Образующиеся при этом атомы водорода соединяются в молекулы Нг, и таким образом у катода выделяется водород. [c.206]
Иодистый водород можно сохранять только в сконденсированном состоянии, при низкой температуре. Конденсатор, снабженный кранами, смазанными чистым вазелином, помещают в сосуд Дьюара со смесью таердой углекислоты и ацетона температура около —80 С). Для того чтобы аэбежать фотохимического разложения жидкого иодистого водорода, рекомендуется поместить конденсатор в темном месте. Признаком разложения йодистого водорода является окрашивание бесцветной жидкости в желтый цвет. [c.152]
См. также Дейтерий, Тритий иодистый, см. Йодистый водород ноны, см. Гидрид-ионы как литтроф 3/624 как энергоноситель, си. Водородная энергетика коррозионная активность 2/957 космического вещества 2/962 ксаитеновый 4/1164 металлический 1/7т/ 2/1035 молекулярный 2/642 [c.568]
Теплоту сгорания определяют как такое количество теплоты, которое выделяется при взаимодействии одного грамм-моля соединения с избытком кислорода нрп атмосферном давлении и комнатной температуре, причем продукты находятся в их естественном состоянии ири указанных условиях. Следует подчеркнуть, что химический анализ является существенной частью всех термохимических исследований. Наиример, хлористый метил легко сгорает в воздухе, давая углекислый газ, жидкуюводу и газообразный хлористый водород, который растворяется в воде с образованием соляной кислоты. Кроме того, образуется 6,5% свободного хлора необходимо так ке учитывать тот факт, что на опыте очень трудно приготовить хлористый метил без примеси диметилового эфира. Йодистый метил загорается на воздухе ярким пламенем, но ипамя вскоре гаснет, еслн не подается воздух, обогащенный кислородом при этом иодистого водорода не образуется и весь иод в продуктах реакции обнаруживается в кристаллическом состоянии. Чтобы дать правильное объяснение термическим эффектам, сопровождающим эти реакции сгорапия, надо иметь возможность совершенно точно сопоставлять кало-рпметричес1ше результаты с происходящими при этом химическими изменениями и такими физическими процессами, как растворение НС1 в воде и сублимация иода. Огромной заслугой Томсена [9] и Бертло [10] было то, что еще в прошлом веке они точно определили теплоты образования и сгорания многих тысяч химических соединений, а также нашли теплоты процессов растворения, нейтрализации и разведения. Работая независимо и пользуясь различной аппаратурой, они достигли результатов, находящихся в замечательном взаимном соответствии. Их данные лишь с некоторыми небольшими иоправками [И] до сих пор можно исиользовать как стандартные значения термохимических величин. [c.257]
Часто смесь иодистого водорода ц фосфора в работе удобнее, чем применение одного йодистого водорода. Образующийся иод в этом случае в присутстцни воды пероводится опять в HJ- Можао исходить также пз фосфора и иобольшого количества нода, причем собственно восстановитель образуется с помощью фосфора. [c.53]
Расчет числа столкновений указывает на то, что в катализе пространственный фактор очень близок к единипе. Сравнение двух уравнений Аррениуса наводит на мыс.1Ь, что наблюдаемый катализ в большей степени обусловлен понижением энергии активации на 35 ккал. Аналогичные реакции наблюдались с хлористым водородом и иодистым водородом относительные скорости при 32и для хлористого водорода, бромистого водорода и йодистого водорода 0,04 1 8. Белл и Бэрнетт оценили энергии гетеролитической диссоциации связей D(H+X ) в га-логеноводородах интересно, что если логарифмы относительных скоростей нанести против D(H+X ), то получится прямая линия. [c.308]
Бенсон с сотр. [13—15] весьма тщательно исследовали кинетику реакций пиролиза в газовой фазе и кинетику взаимодействия с иодистым водородом большого набора йодистых алкилов. Эта работа служит источником надежных термодинамических данных по радикалам и молекулам, участвующим в подобньтх реакциях. Хотя кинетика может быть очень сложной, число элементарных стадий относительно мало. К числу наиболее важных процессов относится равновесие [c.89]
Из кислотны.х восстгачовительных агентов своеобразно и, как говоря I, к.мягко действует на азотсодержащие руппы йодистый водород, специфичность которого проявляется в то.м, что он реагирует по преимуществу с азогруппой, не затрагивая нитрогруппы (находящейся не в орто-положении к группе —К —Х—). Такн.ч образо.м из нитроазокрасителей. можно получить нитроамины. Воз.можио при это.м применение не готового иодистого водорода, а смесей, в которых он образуется, напри.мер ЗОг + , Р + -I в присутствии воды. [c.274]
В йодистом водороде магний, натрий-и калий загор-аются серебро реагирует медленно и равновесие устана БЛ,ив1а(ется лишь через 5—6 суток. Сухой иодистый водород нацело разлагается в присутствии меди. [c.571]
TO найдено, что kjk.-, равно 2,6-10″ [51]. Экстраполяция данных по выходу водорода к бесконечной концентрации иода даст для 6 (Н) значение 2,0 [51], которое согласуется с наблюдаемым выходом йодистого водорода. Определение ноднстого водорода затруднительно вследствие наличия пост-эффекта, указывающего па взаимодействие иодистого водорода с некоторы.ми промежуточными продуктами.. Далее, ситуация осложняется тем, что добавление иода к циклогек- [c.9]
Основы общей химии Т 1 (1965) — [
c.0
]
Основы общей химии том №1 (1965) — [
c.0
]
Источник
Репетитор ЕГЭ
Химия элементов
Химия йода и его соединений
История открытия:
История открытия этого элемента, напрямую связана с именем французского химика–технолога и фармацевта Бернара Куртуа, родившегося в 1777 и умершего в 1838 году. Свое великое открытие ученый сделал в 1811 г. В этот период, как раз, когда шли Наполеоновский войны, государство нуждалось в больших объемах селитры, которая использовалась для производства пороха. Страна уже имела большие запасы натриевой селитры, но она была малопригодна для производства пороха, так как быстро сырела на воздухе. Однако, уже был известен способ превращения натриевой селитры в калийную, с использованием золы морских водорослей. Этим и занимался Куртуа в своей лаборатории, т.е. в тот период он являлся производителем селитры. По ходу своей работы он заметил, что в золе водорослей находится какое-то вещество, которое разъедает железные и медные сосуды, но ни он сам и ни один из его помощников не знали, как это вещество выделить. Очень распространена версия о том, что совершить открытие Куртуа помог его кот. Говорят, что Бернар Куртуа не только работал в своей лаборатории, но и зачастую любил обедать в ней. А его кот часто находился рядом с ним. В один из таких дней, что-то напугало кота, и он бросился бежать, столкнув на своем пути несколько колб, в одной из которых находился спиртовой экстракт золы водорослей, а в другой серная кислота. Колбы разбились и находящиеся в них вещества смешались вместе, при этом в воздух поднялись фиолетовые пары, а затем выпали в мелкие темные кристаллики вокруг. Действительно, при действие серной кислоты на йодные соли щелочных металлов (NaI, KI), выделяется йодоводород (HI), который является непрочным веществом и в присутствие серной кислоты разлагается с образованием молекулярного йода и некоторых других продуктов: H2SO4 + 8HI = H2S + 4I2 + 4H2O
Куртуа сильно заинтересовался наблюдаемым явлением и хорошо изучил новое вещество. Некоторое время спустя Куртуа сообщил о своем открытие двум друзьям Н. Клеману и Ш.Б. Дезорму. А спустя еще какое-то время, новым элементом заинтересовались двое знаменитых ученых – француз Ж.Л. Гей-Люссак и англичанин Г. Дэви. Начав исследования данного элемента, эти ученые долгое время вели между собой горячие научные споры, а когда пришло время выбирать название химического элемента Гей-Люссак предложил – Йод, а Дэви – Йодин, причем оба руководствовались цветом (от греч. Iodes – фиолетовый).
Физические свойства:
Йод при комнатной температуре представляет собой темно-фиолетовые кристаллы со слабым блеском. При нагревании под атмосферным давлением он сублимируется (возгоняется), превращаясь в пар фиолетового цвета; при охлаждении пары йода кристаллизуются, минуя жидкое состояние. Этим пользуются на практике для очистки йода от нелетучих примесей. Мало растворим в воде, хорошо во многих органических растворителях.
Нахождение в природе
Йод — редкий элемент. Он чрезвычайно сильно рассеян в природе и, будучи далеко не самым распространенным элементом, присутствует практически везде. Йод находится в виде йодидов в морской воде (20—30 мг на тонну морской воды). Присутствует в живых организмах, больше всего в водорослях (2,5 г на тонну высушенной морской капусты, ламинарии). Известен в природе также в свободной форме, в качестве минерала, но такие находки единичны, — в термальных источниках Везувия и на острове Вулькано (Италия). Запасы природных йодидов оцениваются в 15 млн тонн, 99 % запасов находятся в Чили и Японии. В настоящее время в этих странах ведётся интенсивная добыча йода.
Сырьём для промышленного получения йода в России служат нефтяные буровые воды
Природный йод состоит только из одного изотопа — йода-127
Строение атома и атомные характеристики йода
Электронная формула йода: 1s22s22p63s23p63d104s24p64d105s25p5.
Конфигурация внешнего электронного слоя — 5s2p5.
В соединениях проявляет степени окисления −1, 0, +1, +3, +5 и +7 (валентности I, III, V и VII).
Химические свойства
Йод относится к группе галогенов.
Химически йод довольно активен, хотя и в меньшей степени, чем хлор и бром.
Известной качественной реакцией на йод является его взаимодействие с крахмалом, при котором наблюдается синее окрашивание в результате образования соединения включения.
С металлами йод при легком нагревании энергично взаимодействует, образуя йодиды:
Hg + I2 → HgI2
Йод легко реагирует с алюминием, причем катализатором в этой реакции является вода:
Н2О
3I2 + 2AI = 2AII3
С водородом йод реагирует только при нагревании и не полностью, образуя йодоводород:
H2 + I2 → 2HI
Йод является окислителем, менее сильным, чем фтор, хлор и бром. Сероводород H2S, Na2S2O3 и другие восстановители восстанавливают его до иона I−:
I2 + H2S → S + 2HI
I2 + 2Na2S2O3 → 2NaI + Na2S4O6
Последняя реакция также используется в аналитической химии для определения йода.
Йод может также окислять сернистую кислоту:
H2SO3 + I2 + H2O = H2SO4 + HI
При растворении в воде йод частично реагирует с ней
I2 + H2O → HI + HIO
Йод окисляется концентрированной кислотой:
3I2 + 10HNO3 → 6HIO3 + 10NO2 + 2H2O
В горячих водных растворах щелочей образуются йодид и йодат
I2 + 2KOH = KI + KIO + H2O
3KIO = 2KI + KIO3
При нагревании йод взаимодействует с фосфором:
3I2 + 2P = 2PI3
а йодид фосфора в свою очередь взаимодействует с водой, образуя йодоводород и фосфоновую (трив. фосфористую) кислоту:
2PI3 + H2O = 3HI + H2 (PHO3)
Соединения йода
Образует ряд кислот: йодоводородную (HI), йодноватистую (HIO), йодистую (HIO2), йодноватую (HIO3), йодную (HIO4).
Йодоводород, газ, очень похож по своим свойствам на хлороводород, но отличается более выраженными восстановительными свойствами. Очень хорошо растворим в воде (425:1), концентрированный раствор йодоводорода дымит вследствие выделения паров HI, образующего с водяными парами туман.
В водном растворе принадлежит к числу наиболее сильных кислот.
Йодоводород уже при комнатной температуре постепенно окисляется кислородом воздуха, причем под действием света реакция сильно ускоряется:
свет
4HI + O2 = 2I2 + 2H2O
Восстановительные свойства йодоводорода заметно проявляются при взаимодействии с концентрированной серной кислотой, которая при этом восстанавливается до свободной серы или даже до H2S. Поэтому HI невозможно получить действием серной кислоты на иодиды. Обычно йодоводород получают действием воды на соединения йода с фосфором – РI3. Последний подвергается при этом полному гидролизу, образуя фосфористую кислоту и йодоводород: РI3 + ЗН2О = Н3РО3 + 3HI
Раствор йодоводорода (вплоть до 50%-ной концентрации) можно также получить, пропуская H2S в водную суспензию йода.
Йодоводород реагирует с хлоридом железа (III) с образованием молекулярного йода:
2HI + 2FeCl3 = I2 + 2FeCl2 + 2HCl
или с сульфатом железа (III):
2HI + Fe2(SO4)3 = 2FeSO4 + I2 + H2SO4
Йодоводород легко окисляется соединениями азота, например, оксидом азота (IV):
2HI + NO2 → I2 + NO + H2O
или молекулярной серой при нагревании:
2HI + S → I2 + H2S
Кислородосодержащие соединения йода
Галоген
Классификация
Соединения йода со степенью окисления
+1
+3
+4
+5
+7
йод
оксид
–
–
IO2
I2O5
–
кислота
HIO
HIO2 *
–
HIO3
HIO4
соль
KIO
KIO2 *
–
KIO3
KIO4
Иодноватистая кислота – HOI является амфотерным соединением, у которого основные свойства несколько преобладают над кислотными. Может быть получена в растворе взаимодействием йода с водой
I2 + Н2О = НI + НОI
Иодноватая кислота – НIO3 может быть получена окислением йодной воды хлором:
I2 + 5Cl2 + 6H2O = 2HIO3 + 10HCl
Бесцветные кристаллы, вполне устойчивые при комнатной температуре. Сильная кислота, энергичный окислитель. Соли – иодаты, сильные окислители в кислой среде.
При нагревании кислоты она распадается, с образованием наиболее стойкого оксида галогенов:
2HIO3 = I2O5 + H2O
Оксид йода(V), иодноватый ангидрид, может быть получен при осторожном нагревании НIO3 до 200°С, порошок. При нагревании выше 300°С распадается на иод и кислород, проявляет окислительные свойства, в частности используется для поглощения CO в анализе:
5СО + I2O5 = I2 + 5CO2
Иодная кислота – HIO4 и ее соли (перйодаты)
Сама кислота может быть получена действием НСlO4 на йод:
2НСIО4 + I2=2НIO4 + Сl2
или электролизом раствора НIO3:
НIO3+Н2О = Н2 (катод) + НIO4 (анод)
Из раствора йодная кислота выделяется в виде бесцветных кристаллов, имеющих состав НIO4 ·2Н2О. Этот гидрат следует рассматривать как пятиосновную кислоту H5IO6 (ортоиодную), так как в нем все пять атомов водорода могут замещаться металлами с образованием солей (например, Ag5IO6).
Йодная кислота – слабая, но более сильный окислитель, чем НСlO4.
Оксид йода (VII) I2О7 не получен.
Фториды йода, IF5, IF7 – жидкости, гидролизуются водой, фторирующие агенты.
Хлориды йода, ICl, ICl3 – кристаллические вещества, в растворах хлоридов растворяются с образованием комплексов [ICl2]- и [ICl4]-, йодирующие агенты.
Получение йода.
Йод получают окислением ионов I– сильными окислителями.
Например, хлор окисляет йодид калия:
2KI + Cl2 = I2 + 2KCl
Соединения марганца также окисляют йодид-ионы.
Например, оксид марганца (IV) в кислой среде окисляет йодид калия:
2KI + MnO2 + 2H2SO4 = I2 + K2SO4 + MnSO4 + 2H2O
При взаимодействии H2SO4 и KI образуется йод и серная кислота восстанавливается до H2S
8KI + 9H2SO4 = 4I2 + 8KHSO4 + SO2 + H2O
При окислении йодид-иона йодат-ионом в кислой среде образуется свободный йод:
5KI + KIO3 + 3H2SO4 = 3I2 + 3K2SO4 + 3H2O
Качественная реакция на галогенид-ионы – взаимодействие с растворимыми солями серебра.
При взаимодействии соляной кислоты с нитратом серебра (I) образуется белый осадок хлорида серебра:
HCl + AgNO3 = AgCl↓ + HNO3
Осадок бромида серебра – бледно-желтого цвета:
HBr + AgNO3 = AgBr↓ + HNO3
Осадок иодида серебра – желтого цвета:
HI + AgNO3 = AgI↓ + HNO3
Применение йода и его соединений
В медицине
5 % спиртовой раствор йода используется для дезинфекции кожи вокруг повреждения (рваной, резаной или иной раны), но не для приёма внутрь при дефиците йода в организме. Йодосодержащие препараты – Йодинол, Йокс, Бетадин являются более мягкими антисептиками.
При большом количестве внутримышечных инъекций, на их месте пациенту делается йодная сетка, — йодом рисуется сетка на площади, в которую делаются инъекции. Это нужно для того, чтобы быстро рассасывались «шишки», образовавшиеся в местах внутримышечных инъекций.
В рентгенологических и томографических исследованиях широко применяются йодсодержащие контрастные препараты.
Йод-131, как и некоторые радиоактивные изотопы йода (125I, 132I) применяются в медицине для диагностики и лечения заболеваний щитовидной железы. Изотоп широко применяется при лечении диффузно-токсического зоба (болезни Грейвса), некоторых опухолей.
В криминалистике
В криминалистике пары йода применяются для обнаружения отпечатков пальцев на бумажных поверхностях, например, на купюрах.
В технике: рафинирование металлов
Источники света
Йод используется в источниках света: галогеновых лампах — в качестве компонента газового наполнителя колбы для осаждения испарившегося вольфрама нити накаливания обратно на неё. Металлогалогеновых дуговых лампах — в качестве газовой среды разряда используются галогениды ряда металлов, использование различных смесей которых позволяет получать лампы с большим разнообразием спектральных характеристик.
Производство аккумуляторов
Йод используется в качестве компонента положительного электрода (окислителя) в литиево-ионных аккумуляторах для автомобилей.
Радиоэлектронная промышленность
В последние годы резко повысился спрос на йод со стороны производителей жидкокристаллических дисплеев.
Биологическая роль
Йод относится к микроэлементам и присутствует во всех живых организмах. Его содержание в растениях зависит от присутствия его соединений в почве и водах. Некоторые морские водоросли (морская капуста, ламинария, фукус и другие) накапливают до 1 % йода. Богаты йодом водные растения семейства рясковых. Йод входит в скелетный белок губок и скелетопротеинов морских многощетинковых червей.
Йод и щитовидная железа
У животных и человека йод входит в состав так называемых тиреоидных гормонов, вырабатываемых щитовидной железой — тироксина и трийодтиронина, оказывающих многостороннее воздействие на рост, развитие и обмен веществ организма. В организме человека (масса тела 70 кг) содержится 12—20 мг йода. Суточная потребность человека в йоде определяется возрастом, физиологическим состоянием и массой тела. Для человека среднего возраста нормальной комплекции суточная доза йода составляет 0,15 мг.
Отсутствие или недостаток йода в рационе (что типично для некоторых местностей) приводит к заболеваниям (эндемический зоб, кретинизм, гипотиреоз). В связи с этим к поваренной соли, поступающей в продажу в местностях с естественным геохимическим дефицитом йода, с профилактической целью добавляют йодид калия, йодид натрия или йодат калия (йодированная соль).
Недостаток йода приводит к заболеваниям щитовидной железы (например, к базедовой болезни, кретинизму). Также при небольшом недостатке йода отмечается усталость, головная боль, подавленное настроение, природная лень, нервозность и раздражительность; слабеет память и интеллект. Со временем появляется аритмия, повышается артериальное давление, падает уровень гемоглобина в крови.
Избыток йода в пище обычно легко переносится организмом, однако в отдельных случаях в людях с повышенной чувствительностью этот избыток может также пр?