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| 名称 | |
|---|---|
| IUPAC名 ヨウ化水素 | |
| IUPAC系統名 ヨーダン | |
| その他の名称 ヨウ化水素酸（水溶液） ヨウ素水素化物 | |
| 識別子 | |
3Dモデル（JSmol） | |
| ChEBI | |
| ChemSpider | |
| ECHA インフォカード | 100.030.087 |
| EC番号 |
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| KEGG | |
PubChem CID | |
| RTECS番号 |
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| UNII | |
| 国連番号 | 1787 2197 |
CompToxダッシュボード （EPA） | |
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| 特性 | |
| H I | |
| モル質量 | 127.912 g·mol -1 |
| 外観 | 無色の気体 |
| 臭気 | 刺激臭 |
| 密度 | 2.85 g/mL (-47 °C) |
| 融点 | -50.80 °C (-59.44 °F; 222.35 K) |
| 沸点 | -35.36 °C (-31.65 °F; 237.79 K) |
| 約245 g/100 | |
| 酸度（p Ka ） | −10（水中、推定値）[ 1 ] −9.5（±1.0）[ 2 ] 2.8（アセトニトリル中）[ 3 ] |
| 共役酸 | ヨードニウム |
| 共役塩基 | ヨウ化物 |
屈折率（n D） | 1.466 (16 °C) [ 4 ] |
| 構造 | |
| 末端 | |
| 0.38 D | |
| 熱化学[ 4 ] | |
熱容量 ( ℃ ) | 29.2 J·mol -1 ·K -1 |
標準モル エントロピー ( S ⦵ 298 ) | 206.6 J·mol -1 ·K -1 |
標準生成エンタルピー (Δ f H ⦵ 298 ) | 26.5 kJ·mol -1 |
ギブスの自由エネルギー (Δ f G ⦵ ) | 1.7 kJ·mol -1 |
融解エンタルピー (Δ f H ⦵ fus ) | 2.87 kJ·mol -1 |
蒸発エンタルピー (Δ f H vap ) | 17.36 kJ·mol -1 |
| 危険有害性 | |
| 労働安全衛生(OHS/OSH) | |
主な危険有害性 | 有毒、腐食性、有害、刺激性 |
| GHSラベル | |
  | |
| 危険 | |
| H302、H314 | |
| P260、P264、P280、P301+P330+P331、P303+P361+P353、P304+P340、P305+P351+P338、P310、P321、P363、P405、P501 | |
| NFPA 704（ダイヤモンド型火災爆発装置） | |
| 引火点 | 不燃性 |
| 致死量または濃度（LD50、LC50） | |
LD50 （中間量） | 345 mg/kg（ラット、経口）[ 5 ] |
| 安全データシート（SDS） | ヨウ化水素 |
| 関連化合物 | |
その他の陰イオン | フッ化水素、塩化 水素、 臭化水素、 アスタチン化水素 |
| 補足データページ | |
| ヨウ化水素（データページ） | |
特に記載がない限り、データは標準状態（25℃ [77℉]、100kPa）における材料について示されています。 | |
ヨウ化水素（HI）は二原子分子であり、ハロゲン化水素です。HIの水溶液は、ヨウ化水素酸またはヨウ化水素酸（強酸）として知られています。しかし、ヨウ化水素とヨウ化水素酸は、前者が標準条件下で気体であるのに対し、後者はその水溶液であるという点で異なります。これらは相互変換可能です。HIは、有機合成および無機合成において、主要なヨウ素源の1つとして、また還元剤として使用されます。
ヨウ化水素の性質
[編集]HIは無色の気体で、酸素と反応して水とヨウ素を生成します。湿った空気中では、HIはヨウ化水素酸の霧（または蒸気）を発生します。HIは水に非常に溶けやすく、ヨウ化水素酸を生成します。1リットルの水には425リットルのHIガスが溶解し、最も濃縮された溶液でもHI分子1つあたり水分子はわずか4つです。[ 6 ]
ヨウ化水素酸
[編集]ヨウ化水素酸はヨウ化水素の水溶液です。市販の「濃縮」ヨウ化水素酸は通常、質量比で48～57%のヨウ化水素を含みます。この溶液は、 57%のヨウ化水素と43%の水で127 ℃で沸騰する共沸混合物を形成します。高い酸性度は、イオン電荷が陰イオン上に分散していることによって引き起こされます。ヨウ化物イオンの半径は他の一般的なハロゲン化物よりもはるかに大きいため、負電荷が大きな体積に分散されます。ヨウ化水素酸中のこの弱いH + ···I -相互作用は、陰イオンからの陽子の解離を促進し、これがヨウ化水素酸がハロゲン化水素酸の中で最も強い酸である理由です。
- ヨウ化水素酸(g) + H 2 O (l) → H 3 O + (aq) + I - (aq) K a ≈ 10 10
- HBr (g) + H 2 O (l) → H 3 O + (aq) + Br - (aq) Ka a ≈ 10 9
- HCl (g) + H 2 O (l) → H 3 O + (aq) + Cl - (aq) Ka a ≈ 10 6
合成
[編集]HIの工業的製造には、ヨウ素とヒドラジンの反応が含まれ、窒素ガスも生成します。[ 7 ]
- 2 I 2 + N 2 H 4 → 4 HI + N 2
合成を水中で行う場合、HIは蒸留によって精製できます。
無水HIは、ヨウ素とテトラヒドロナフタレンの反応によって製造できます。[ 8 ]
- C 10 H 12 + 2 I 2 → C 10 H 8 + 4 HI
HIは、脱水試薬である五酸化リン（リン酸を与える）で処理したNaIまたはその他のアルカリヨウ化物溶液から蒸留することもできます。 [ 9 ]濃硫酸はヨウ化物を元素ヨウ素に酸化するため、ヨウ化物の酸性化には適していません。
HIの歴史的な製造法は、硫化水素をヨウ素水溶液で酸化することです。[ 10 ]
- H 2 S + I 2 → 2 HI + S
さらに、HIはH 2とI 2を単に組み合わせるだけで製造できます。[ 9 ]
- H 2 + I 2 → 2 HI
この方法は通常、高純度サンプルを生成するために使用されます。長年にわたり、この反応はH 2分子とI 2分子間の単純な二分子反応であると考えられてきました。しかし、これらのガス混合物にI 2の解離エネルギーに等しい波長（約578 nm）の光を照射すると、反応速度が大幅に増加します。これは、I 2 が最初に2つのヨウ素原子に解離し、それぞれがH 2分子の側面に付着してH−H結合を切断するというメカニズムを支持しています。[ 11 ]
- H 2 + I 2 + ( 578 nmの放射線) → H 2 + 2I → I···H···H···I → 2HI
実験室では、さらに別の方法として、臭化リン酸（PBr⁻ ）のヨウ素類似体であるPI⁻の加水分解が用いられます。この方法では、ヨウ素⁻がリンと反応して三ヨウ化リンを生成し、これが水と反応してHIと亜リン酸を形成します。
- ⁻I⁻ + 2P + 6H⁻O → 6HI + 2H⁻PO⁻
反応
[編集]ヨウ化水素溶液は空気によって容易に酸化されます。
HI3は茶色であるため、HIの古い溶液はしばしば暗く見えます。
臭化水素酸塩や塩酸と同様に、HIはアルケンに付加し、[ 13 ] HClや臭化水素酸塩と同じマルコフニコフ則と反マルコフニコフ則 に従う反応を起こします
- HI + RCH = CH 2 → RCH(I) − CH 3
HIは有機化学において、第一級アルコールをアルキルヨウ化物に変換するのにも使用されます。 [ 14 ]この反応はSN 2置換反応であり、ヨウ化物イオンが「活性化」されたヒドロキシル基（水）を置換します。
- HI + RCH 2 OH → RCH 2 I + H 2 O
HIは他のハロゲン化水素よりも好まれる場合があります。
HI（または臭化水素酸塩）はエーテルの開裂にも使用できます。一般的には、アリールアルキルエーテルの開裂に適用され、フェノールとアルキルヨウ化物が得られます。[ 14 ] 次の理想的な式では、ジエチルエーテルが2当量のエチルヨウ化物に分解されます。
- 2 HI + (CH 3 CH 2 ) 2 O → 2CH 3 CH 2 I + H 2 O
ヨウ化物は立体障害の少ないエーテル炭素を攻撃する傾向があるため、この反応は位置選択的です
有機化学の歴史の初期には、HIは還元剤として一般的に用いられていました。19世紀の化学者たちは、高温でのベンゼンのHI還元によってシクロヘキサンを調製しようとしましたが、代わりに転位生成物であるメチルシクロペンタンを単離しました（シクロヘキサンの記事を参照）。キリアニによって最初に報告されたように、[ 15 ]糖やその他のポリオールのヨウ化水素酸還元は、いくつか、あるいはすべてのヒドロキシ基の還元開裂をもたらしますが、収率や再現性はしばしば低くなります。[ 16 ]ベンジルアルコールやα-カルボニル基を持つアルコールの場合、HIによる還元は、対応する炭化水素生成物（ROH + 2HI → RH + H 2 O + I 2）を合成的に有用な収率で得ることができます。[ 13 ]このプロセスは、生成されたI 2を還元するために赤リンを用いてHI中で触媒的に行うことができます。[ 17 ]
用途
[編集]ヨウ素を得るための商業的なプロセスはすべて、ヨウ化物に富む塩水に焦点を当てています。精製は、ヨウ化物をヨウ化水素酸に変換することから始まり、次にヨウ化水素酸はヨウ素に酸化されます。その後、ヨウ素は蒸発または吸着によって分離されます。[ 18 ]
参照
[編集]参考文献
[編集]- ^ Bell, RP The Proton in Chemistry . 2nd ed., Cornell University Press, Ithaca , NY, 1973
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外部リンク
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