Иодная кислота

Ио́дная кислота́ или периодная кислота, высшая оксокислота йода, в которой йод находится в степени окисления +7. Существует в двух формах ${\ce {HIO4}}$ — метапериодная кислота и гексаоксоиодат (VII) водорода, или ортопериодная кислота ${\ce {H5IO6}}$ или ${\ce {HIO3.2H2O}}$ — слабая неорганическая кислота, гигроскопичное кристаллическое вещество.

Иодная кислота
Общие
Хим. формула	H5IO6
Физические свойства
Состояние	бесцветные кристаллы
Молярная масса	227,941 г/моль
Термические свойства
Т. плав.	122 ℃
Т. разл.	130–140 ℃
Классификация
Номер CAS	10450-60-9
PubChem	25289
ChemSpider	23622
Номер EINECS	233-937-0
ChEBI	29150
SMILES
OI(=O)(O)(O)(O)O
InChI
InChI=1S/H5IO6/c2-1(3,4,5,6)7/h(H5,2,3,4,5,6,7)
Приводятся данные для стандартных условий (25 ℃, 100 кПа), если не указано иное.

Свойства

Иодная кислота хорошо растворима в воде. В водном растворе ортопериодная кислота ${\ce {H5IO6}}$ — слабая кислота и последовательно диссоциируется на ионы:

${\ce {H5IO6<=>H4IO6^{-}{}+H+,~~pKa=3{,}29}}$;

${\ce {H4IO6^{-}<=>H3IO6^{2-}{}+H+,~~pKa=8{,}31}}$;

${\ce {H3IO6^{2-}<=>H2IO6^{3-}{}+H+,~~pKa=11{,}60}}$.

По другим данным 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 °С. Константа кислотной диссоциации метапериодной кислоты не определена.

В растворах существует ряд гидратов состава ${\ce {mHIO4.nH2O,}}$ которые можно рассматривать как представителей ряда многоосновных кислот ${\ce {H3IO5,}}$ ${\ce {H4I2O9,}}$ ${\ce {H5IO6}}$ и т. д. Их устойчивость зависит от концентрации раствора. В ионе ${\ce {IO6^{5-}}}$ достигается характерное для элементов 5-го периода координационное число по кислороду равное шести; ион ${\ce {IO6^{5-}}}$ имеет октаэдрическую структуру (длина связи ${\ce {I-O}}$ равна 185 нм).

Кислотные свойства ${\ce {HIO4}}$ выражены несравненно слабее, чем у ${\ce {HClO3,}}$ в то время как она проявляет более сильные окислительные свойства(окислительный потенциал ${\ce {E0}}$ системы ${\ce {HIO4/HIO3>}}$ 1,64 В. Отвечающий кислоте ангидрид неизвестен. При нагревании ${\ce {HIO4}}$ разлагается по уравнению:

${\ce {2 HIO4 -> H2O + I2O5 + O2}}$.

Получение

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

${\ce {2 HClO4 + I2 -> 2 HIO4 + Cl2}}$.

В промышленных условиях получают электрохимически окислением иодата натрия на аноде из ${\ce {PbO2}}$ в щелочном растворе.

Периодаты

В зависимости от условий реакции (концентрация, рН) иодная кислота образует ряд солей, содержащих разные ионы: ${\ce {IO6^{5-}}}$, ${\ce {IO5^{3-}}}$, ${\ce {IO4^-}}$ и ${\ce {I2O9^{4-}}}$ — называемые соответственно орто-, мезо-, мета- и дипериодаты.

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

${\ce {NaIO4 -> NaI + 2 O2}}$.

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

${\ce {NaIO3 + 2 NaOH + Cl2 -> NaIO4 + 2 NaCl + H2O}}$.

Применение

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

Иодную кислоту или её соли также используют для окислительного расщепления вицинальных диолов до альдегидов. Последовательная обработка алкенов ${\ce {OsO4}}$ и ${\ce {NaIO4}}$ (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.