Иодоводород HI: свойства, получение, применение
Иодоводород HI — бескислородное соединение иода с водородом; водный раствор — сильная иодоводородная кислота и сильный восстановитель, молярная масса 128 г/моль.
Ключевые факты
- Формула
- HI
- Класс
- кислота в водном растворе (сильная, одноосновная, бескислородная)
- Молярная масса
- 128 г/моль для расчётов ЕГЭ; по массам IUPAC 127,91 г/моль
- Другие названия
- иодоводородная кислота — его водный раствор
- Состояние
- газ при обычных условиях
- Степень окисления иода
- −1 (низшая)
- Валентность иода
- I
- Основность
- одноосновная, соли — иодиды
- Окислительно-восстановительные свойства
- самый сильный восстановитель среди галогеноводородов
Что такое иодоводород?
Иодоводород HI — бесцветный газ с резким запахом, который дымит на влажном воздухе. В воде он образует иодоводородную кислоту, самую сильную среди галогеноводородных кислот. Иод в нём имеет степень окисления −1.
Особенность иодоводорода — слабая связь H–I. Поэтому он легко разлагается на водород и иод, а иодид-ион отдаёт электроны даже слабым окислителям: кислород воздуха окисляет раствор, и он темнеет от иода. Поэтому иодоводород часто выступает в заданиях на окислительно-восстановительные реакции.
Какие физические свойства у иодоводорода?
| Свойство | Значение |
|---|---|
| Агрегатное состояние | газ при обычных условиях |
| Цвет и запах | бесцветный, с резким запахом, дымит на влажном воздухе |
| Плотность | значительно тяжелее воздуха: молярная масса 128 г/моль против средней 29 г/моль у воздуха |
| Температура кипения | около −35 °C |
| Температура плавления | около −51 °C |
| Устойчивость | менее устойчив, чем остальные галогеноводороды: при нагревании разлагается на водород и иод |
Какие химические свойства у иодоводорода?
Иодоводородная кислота реагирует как сильная кислота со щелочами и металлами, но её главные реакции — окислительно-восстановительные. Иодид-ион окисляется хлором, солями железа(III), кислородом и концентрированной серной кислотой до простого иода.
- С гидроксидом натрияHI + NaOH → NaI + H2O
- Обратимое разложение2HI ⇄ H2 + I2Условия: нагревание
- С хлором: вытеснение иода2HI + Cl2 → 2HCl + I2
- С хлоридом железа(III)2HI + 2FeCl3 → 2FeCl2 + I2 + 2HCl
- С концентрированной серной кислотой: глубокое восстановление8HI + H2SO4 → 4I2 + H2S↑ + 4H2OУсловия: серная кислота концентрированная
- С кислородом воздуха4HI + O2 → 2I2 + 2H2O
В реакции с концентрированной серной кислотой сера опускается до −2, тогда как бромоводород восстанавливает её только до +4. Это показывает, что иодоводород — более сильный восстановитель.
Как получают иодоводорода?
Из простых веществ
При нагревании водорода с парами иода образуется иодоводород, но реакция обратима: равновесие устанавливается при смеси всех трёх веществ. Такое равновесие часто разбирают в заданиях на смещение равновесия.
- H2 + I2 ⇄ 2HI
В лаборатории (на уровне задания)
Иодид нельзя обрабатывать концентрированной серной кислотой, она окислит иодоводород. Берут фосфорную кислоту: она нелетучая и не окисляет.
- NaI + H3PO4 → NaH2PO4 + HI↑
Как распознать иодоводород? Качественная реакция
Иодид-ион определяют по ионам серебра: выпадает жёлтый творожистый осадок иодида серебра. Он не растворяется ни в азотной кислоте, ни в растворе аммиака, чем отличается от хлорида и бромида серебра.
- Ag+ + I− → AgI↓
Где применяют иодоводорода?
- восстановитель в органическом синтезе, в том числе для превращения спиртов в алканы;
- получение иодидов и иодсодержащих лекарственных препаратов;
- аналитическая химия: иодометрия, определение окислителей по выделившемуся иоду;
- катализатор некоторых промышленных процессов.
Меры предосторожности. Иодоводород и иодоводородная кислота едкие, раздражают кожу и дыхательные пути; раствор на воздухе темнеет из-за выделения иода, который тоже опасен. Работать можно только в вытяжке, в очках и перчатках, с разрешения учителя.
Чему равна молярная масса иодоводорода?
M(HI) = 1 + 127 = 128 г/моль
Молярную массу вещества складывают из относительных атомных масс элементов с учётом индексов. На ЕГЭ массы округляют до целых, у хлора берут 35,5. Если брать массы IUPAC до сотых, получится 127,91 г/моль.
Посчитать молярную массу в калькуляторе · Количество вещества: n = m/M
Где иодоводород встречается на ЕГЭ?
- Задание 3: степень окисления и валентностьСтепень окисления и валентность: у иода в HI степень окисления −1, валентность I.
- Задание 5: классы неорганических веществКлассификация: сильная бескислородная одноосновная кислота.
- Задание 7: реагенты и продукты реакцииРеагенты и продукты: иодоводородная кислота с металлами, оксидами, солями и окислителями.
- Задание 19: окислитель и восстановительОкислитель и восстановитель: иодид-ион как сильный восстановитель.
- Задание 22: смещение равновесияСмещение равновесия: обратимая реакция водорода с иодом и разложение иодоводорода.
- Задание 24: качественные реакцииКачественная реакция на иодид-ион: жёлтый осадок с нитратом серебра.
Вопросы и ответы
Чему равна молярная масса иодоводорода?
M(HI) = 1 + 127 = 128 г/моль. По массам IUPAC до сотых получается 127,91 г/моль.
Почему иодоводородная кислота — самая сильная из галогеноводородных?
Связь H–I самая длинная и слабая среди галогеноводородов, поэтому ион водорода отрывается легче всего. Ряд силы такой: HF слабая, а HCl, HBr, HI сильные, причём сила растёт к иоду.
Почему раствор иодоводорода темнеет на воздухе?
Кислород воздуха окисляет иодид-ион до свободного иода, а иод в воде окрашивает раствор в бурый цвет. Поэтому реактив хранят без доступа воздуха и света.
Почему реакция водорода с иодом обратима?
Связь в HI слабая, и при нагревании молекулы распадаются на исходные вещества. В смеси одновременно идут прямая и обратная реакции, пока не установится равновесие. Повышение давления его не смещает, потому что число молей газов не меняется.
Потренироваться на заданиях
Страница объясняет вещество, а тренажёр помогает применить это в заданиях. В кабинете НейроМиши — задания ЕГЭ по химии с проверкой ответа и разбором ошибки. Начать можно без регистрации.
Связанные элементы, таблицы и вещества
Элементы в составе: водород H, иод I.
Другие вещества
Источники
- ФИПИ: демоверсия, спецификация и кодификатор ЕГЭ по химии (проект на 2027 год) — номера заданий и перечень проверяемого содержания
- CIAAW (комиссия IUPAC по изотопам и атомным весам): стандартные атомные веса — атомные массы для молярной массы
- О. С. Габриелян. Химия: учебники для 8–9 и 10–11 классов — школьный уровень свойств, получения и применения веществ