ASAM HIDROODIK (HI): STRUKTUR, SIFAT DAN KEGUNAAN - KIMIA - 2024

The asam iodat adalah larutan hidrogen iodida yang ditandai dengan keasaman tinggi. Definisi yang mendekati terminologi kimia dan IUPAC, adalah hidrasid, yang rumus kimianya adalah HI.

Namun, untuk membedakannya dari molekul gas hidrogen iodida, HI (g) dilambangkan sebagai HI (aq). Karena alasan inilah maka dalam persamaan kimia penting untuk mengidentifikasi medium atau fasa fisik di mana reaktan dan produk ditemukan. Meski begitu, kebingungan antara hidrogen iodida dan asam hidroodat sering terjadi.

Ion asam hidroodat. Sumber: Gabriel Bolívar.

Jika molekul yang terikat dalam identitasnya diamati, perbedaan mencolok akan ditemukan antara HI (g) dan HI (ac). Dalam HI (g), ada ikatan HI; sedangkan di HI (ac), mereka sebenarnya adalah sepasang ion I ^- dan H ₃ O ^{+ yang} berinteraksi secara elektrostatis (gambar atas).

Sedangkan HI (ac) merupakan sumber HI (g), karena pertama dibuat dengan cara melarutkan yang kedua dalam air. Karena itu, kecuali dalam persamaan kimia, HI dapat digunakan untuk merujuk pada asam hidroodik juga. HI adalah zat pereduksi kuat dan sumber ion I ^{- yang sangat baik} dalam media air.

Struktur asam hidroodat

Asam hidroodik, seperti yang baru saja dijelaskan, terdiri dari larutan HI dalam air. Berada di air, molekul HI terdisosiasi sepenuhnya (elektrolit kuat), menghasilkan ion I ^- dan H ₃ O ⁺ . Disosiasi ini dapat diwakili oleh persamaan kimia berikut:

HI (g) + H ₂ O (l) => I ^- (aq) + H ₃ O ⁺ (aq)

Apa yang setara jika ditulis sebagai:

HI (g) + H ₂ O (l) => HI (aq)

Namun, HI (ac) sama sekali tidak mengungkapkan apa yang telah terjadi pada molekul gas HI; itu hanya menunjukkan bahwa mereka berada dalam media air.

Oleh karena itu, struktur sebenarnya dari HI (ac) terdiri dari ion I ^- dan H ₃ O ^{+ yang} dikelilingi oleh molekul air, menghidrasi mereka; semakin pekat asam hidroodik, semakin kecil jumlah molekul air tak terpoton.

Secara komersial, konsentrasi HI adalah 48 hingga 57% dalam air; lebih pekat akan setara dengan memiliki asam yang terlalu berasap (dan bahkan lebih berbahaya).

Pada gambar terlihat bahwa anion I ^- diwakili oleh bola ungu, dan H ₃ O ⁺ dengan bola putih dan merah, untuk atom oksigen. Kation H ₃ O ⁺ memiliki geometri molekul piramida trigonal (dilihat dari bidang yang lebih tinggi pada gambar).

Properti

Deskripsi Fisik

Cairan tidak berwarna; tapi, bisa menunjukkan warna kekuningan dan coklat jika kontak langsung dengan oksigen. Ini karena ion I ^- akhirnya teroksidasi menjadi molekul yodium, I ₂ . Jika ada banyak I ₂ , kemungkinan besar anion triiodida, I ₃ ^{- terbentuk} , yang mengubah larutan menjadi coklat.

Massa molekul

127,91 g / mol.

Bau

Acre.

Massa jenis

Densitasnya adalah 1,70 g / mL untuk larutan HI 57%; karena, kepadatan bervariasi tergantung pada konsentrasi HI yang berbeda. Pada konsentrasi ini azeotrop terbentuk (didistilasi sebagai zat tunggal dan bukan sebagai campuran) yang stabilitas relatifnya mungkin disebabkan oleh komersialisasi di atas larutan lain.

Titik didih

57% HI azeotrope mendidih pada 127 ° C pada tekanan 1,03 bar (GO TO ATM).

pKa

-1,78.

Keasaman

Ini adalah asam yang sangat kuat, sedemikian rupa sehingga bersifat korosif terhadap semua logam dan kain; bahkan untuk karet.

Ini karena ikatan HI sangat lemah, dan mudah putus selama ionisasi dalam air. Lebih lanjut, ikatan hidrogen I ^- - HOH ₂ ⁺ lemah, jadi tidak ada yang mengganggu reaksi H ₃ O ⁺ dengan senyawa lain; artinya, H ₃ O ⁺ telah menjadi "bebas", seperti I ^- yang tidak menarik lawannya dengan terlalu banyak kekuatan.

Agen pereduksi

HI adalah zat pereduksi yang kuat, produk reaksi utamanya adalah I ₂ .

Tata nama

Nomenklatur untuk asam hidroodat berasal dari fakta bahwa yodium "bekerja" dengan satu bilangan oksidasi: -1. Dan juga, nama yang sama menunjukkan bahwa ia memiliki air di dalam rumus strukturnya. Ini adalah satu-satunya nama, karena ini bukan senyawa murni, melainkan larutan.

Aplikasi

Sumber yodium dalam sintesis organik dan anorganik

HI adalah sumber ion I yang sangat baik ^- untuk sintesis anorganik dan organik, dan juga merupakan agen pereduksi yang kuat. Misalnya, 57% larutan berairnya digunakan untuk sintesis alkil iodida (seperti CH ₃ CH ₂ I) dari alkohol primer. Demikian juga, gugus OH dapat diganti dengan I.

Agen pereduksi

Asam hidroodik telah digunakan untuk mengurangi, misalnya, karbohidrat. Jika glukosa terlarut dalam asam ini dipanaskan, maka akan kehilangan semua gugus OH-nya, sehingga menghasilkan hidrokarbon n-heksana sebagai produk.

Ini juga telah digunakan untuk mengurangi kelompok fungsional lembaran graphene, sehingga dapat difungsikan untuk perangkat elektronik.

Proses Cativa

Diagram siklus katalitik untuk proses Cativa. Sumber: Ben Mills. HI juga digunakan untuk produksi industri asam asetat menggunakan proses Cativa. Ini terdiri dari siklus katalitik di mana karbonilasi metanol terjadi; yaitu, gugus karbonil, C = O, dimasukkan ke molekul CH ₃ OH untuk mengubahnya menjadi asam CH ₃ COOH.

Langkah

Prosesnya dimulai (1) dengan kompleks organo-iridium ^- , geometri persegi datar. Senyawa ini "menerima" metil iodida, CH ₃ I, produk pengasaman CH ₃ OH dengan HI pada 57%. Air juga diproduksi dalam reaksi ini, dan berkat reaksi ini, asam asetat akhirnya diperoleh, sementara HI dapat dipulihkan pada langkah terakhir.

Dalam langkah ini, baik gugus –CH ₃ dan –I bergabung dengan pusat logam iridium (2), membentuk kompleks oktahedral dengan faset yang terdiri dari tiga ligan I. Salah satu ioda akhirnya digantikan oleh molekul karbon monoksida , CO; dan sekarang (3), kompleks oktahedral memiliki faset yang terdiri dari tiga ligan CO.

Kemudian, terjadi penataan ulang: grup –CH ₃ "melepaskan" dari Ir dan mengikat CO (4) yang berdekatan untuk membentuk grup asetil, -COCH ₃ . Gugus ini dilepaskan dari kompleks iridium untuk berikatan dengan ion iodida dan menghasilkan CH ₃ COI, asetil iodida. Di sini katalis iridium pulih, siap untuk berpartisipasi dalam siklus katalitik lainnya.

Akhirnya, CH ₃ COI mengalami substitusi I ^- oleh sebuah molekul H ₂ O, yang mekanismenya akhirnya melepaskan HI dan asam asetat.

Sintesis terlarang

Reaksi reduksi efedrin dengan asam hidroodat dan fosfor merah menjadi metamfetamin. Sumber: Methamphetamine_from_ephedrine_with_HI_ru.svg: Karya turunan Ring0: materialscientist (bicara) Asam hidroodik telah digunakan untuk sintesis zat psikotropika dengan memanfaatkan daya reduktifnya yang tinggi. Misalnya, Anda dapat mengurangi efedrin (obat untuk mengobati asma) dengan adanya fosfor merah, menjadi metamfetamin (gambar atas).

Dapat dilihat bahwa substitusi gugus OH oleh I terjadi pertama, diikuti oleh substitusi kedua oleh H.

Referensi

1. Wikipedia. (2019). Asam hidroodik. Dipulihkan dari: en.wikipedia.org
2. Andrews, Natalie. (24 April 2017). Kegunaan Asam Hidriodat. Sciencing. Diperoleh dari: sciencing.com
3. Alfa Aesar, Ilmiah Thermo Fisher. (2019). Asam hidriodat. Diperoleh dari: alfa.com
4. Pusat Nasional untuk Informasi Bioteknologi. (2019). Asam hidriodat. Basis Data PubChem., CID = 24841. Diperoleh dari: pubchem.ncbi.nlm.nih.gov
5. Steven A. Hardinger. (2017). Glosarium Ilustrasi Kimia Organik: Asam hidroodik. Diperoleh dari: chem.ucla.edu
6. Reusch William. (5 Mei 2013). Karbohidrat. Diperoleh dari: 2.chemistry.msu.edu
7. Di Kyu Moon, Junghyun Lee, Rodney S. Ruoff & Hyoyoung Lee. (2010). Mengurangi grafena oksida dengan grafitisasi kimia. DOI: 10.1038 / ncomms1067.