Jod i kwas jodowy – właściwości i synteza

Jod w warunkach normalnych jest ciemnofioletowym ciałem stałym o metalicznym połysku, który łatwo sublimuje (prężność par wynosi 100mm Hg w 113,7°C). Słabo rozpuszcza się w wodzie, jego stopień dysocjacji w 927°C wynosi 13%. Łatwo rozpuszcza się w rozpuszczalnikachorganicznych. Dobrze rozpuszcza się w roztworze jodku potasowego, jednak nie jest to proces fizyczny – tworzy się wielojodek:

I₂ + KI → KI₃
I₂ + I^– -> I₃^–

Jod odkrył w 1811 roku Curtois w popiele niektórych wodorostów. Występuje on razem z chlorem i bromem, zazwyczaj w stosunku Cl : Br : I = 2500 : 10 : 0,01. Głównym źródłem jodu są ługi po krystalizacyjne azotanu sodu, w których znajduje się on pod postacią jodanu sodu (NaIO₃), woda morska, solanki bogate w jodki. Znajduje zastosowanie w medycynie jako środek bakteriobójczy (10% roztwór jodu w alkoholu etylowy to popularna jodyna).

Kwas jodowy(V) jest kwasem tlenowym o wzorze sumarycznym HIO₃. Jego wzór podaje się również w postaci podwojonej H₂I₂O₆, gdyż tworzy on również sole kwaśne KHI₂O₆. Jest kwasem mocnym. Bardzo dobrze rozpuszcza się w wodzie (w 100 ml wody rozpuszcza się 310 g HIO₃), dysocjując na kation hydronowy H₃O+ i anion reszty kwasowej IO₃^–. Kwas ten potrzebny jest przy reakcji Landolta. Zajmijmy się samą syntezą kwasu. Otrzymuje się go na dwa sposoby: poprzez utlenianie chlorem jodu, a następnie usuwając powstały kwas solny poprzez działanie azotanem srebra:

I₂ + 5 Cl₂ + 6 H₂O -> 2 HIO₃ + 10 HCl
HIO₃ + HCl + AgNO₃ -> HIO₃ + AgCl + HNO₃

lub poprzez utlenienie jodu stężonym kwasem azotowym:

10 HNO₃ + 3 I₂ -> 6 HIO₃ + 2 H₂O + 10 NO

Otrzymywanie kwasu jodowego poprzez utlenianie jodu kwasem azotowym

Do kolby okrągłodennej zaopatrzonej w chłodnicęzwrotną wsypujemy 22 g jodu oraz wlewamy 98 ml stężonego kwasu azotowego 65%. Kolbę umieszczamy w płonieniu palnika, a następnie puszczamy obieg wody w chłodnicy. Reakcję prowadzimy dotąd, aż brązowe dymy dwutlenku azotu przestaną się wydzielać. Ciecz z kolby zagęszczamy i odstawiamy do krystalizacji, najlepiej do lodówki. Wykrystalizować powinno około 28-30 g bezbarwnych kryształów kwasu jodowego. Podczas syntezy chłodnicęjak i łącznik pokrywa warstwa jodu, która podczas swojej sublimacji wszędzie się odsadza.

Poniżej przedstawiam fotki z syntezy, niestety w dalszym ciągu krystalizator znajduje się w lodówce i nie mogę zamieścić zdjęć samego kwasu jodowego. Zamieszczam zdjęcia tylko z jego syntezy:

[widgetkit id=170]

Artykuł napisali:
Matey23 i MaLuTkI
Synteza i zdjęcia – Matey23

Źródła:

• Chemia nieorganiczna t. 1, Włodzimierz Trzebiatowski