Иодноватая кислота

Иоднова́тая кислота́ — химическое соединение с формулой HIO₃, сильная одноосновная кислота, где иод находится в степени окисления +5. Бесцветное кристаллическое вещество, со стеклянным блеском и горьковато-кислым вкусом, устойчивое при обычной температуре. Легко образуется в кристаллическом состоянии в виде трёх различных, не переходящих друг в друга форм ромбической сингонии^[1]. При нормальных условиях термодинамически стабильна и существует в свободном состоянии, в отличие от гомологичных бромноватой (HBrO₃) и хлорноватой (HClO₃) кислот.

Иодноватая кислота
кристалл иодноватой кислоты
Общие
Систематическое наименование	Иодноватая кислота
Хим. формула	HIO3
Физические свойства
Состояние	бесцветные ромбические кристаллы
Молярная масса	175,91 г/моль
Плотность	4,62 г/см3 (тв.)
Термические свойства
Температура
• плавления	110 °C
• разложения	230 °C
Энтальпия
• образования	−243,1 кДж/моль
Химические свойства
Константа диссоциации кислоты ${\displaystyle pK_{a}}$	0,75
Растворимость
• в воде	269 г/100 мл
Классификация
Рег. номер CAS	[7782-68-5]
PubChem	24345 и 73995016
Рег. номер EINECS	231-962-1
SMILES	OI(=O)=O
InChI	InChI=1S/HIO3/c2-1(3)4/h(H,2,3,4) ICIWUVCWSCSTAQ-UHFFFAOYSA-N
ChEBI	24857
ChemSpider	22761
Приведены данные для стандартных условий (25 °C, 100 кПа), если не указано иное.
Медиафайлы на Викискладе

Химические свойства

Иодноватая кислота хорошо растворима в воде, в концентрированных растворах проявляется её склонность к полимеризации и устанавливается равновесие:

${\displaystyle {\mathsf {nHIO_{3}\rightarrow (HIO_{3})_{n},\ n=2,\ 3}}}$

При медленном нагревании она частично плавится при 110 °C, частично образует ангидроиодноватую кислоту HI₃O₈.

При нагревании до 230 °C HIO₃ теряет воду с образованием порошка иодноватого ангидрида I₂O₅, обладающего сильными окислительными свойствами, который растворяется в воде, вновь образуя иодноватую кислоту:

${\displaystyle {\mathsf {2HIO_{3}\rightarrow I_{2}O_{5}+H_{2}O}}}$

Иодноватая кислота — сильная одноосновная кислота, обладает окислительными свойствами: E⁰(HIO₃/I₂) = 1,19 В.

${\displaystyle {\mathsf {HIO_{3}+5HI\rightarrow 3I_{2}+3H_{2}O}}}$

Физические свойства

Осаждается из кислых растворов в виде кристаллов α-HIO₃ ромбической сингонии, пространственная группа P2₁2₁2₁, параметры ячейки a = 0,55448(3) нм, b = 0,58829(3) нм, c = 0,77434(4) нм, Z = 4, d = 4,64 г/см^3[2][3] (исследована также её дейтерированная форма α-DIO₃)^[3]. Известны также другие полиморфы:

• γ-HIO₃ (ромбическая сингония, пространственная группа Pbca, параметры ячейки a = 0,56392(3) нм, b = 0,61110(4) нм, c = 0,150716(9) нм, Z = 8, d = 4,50 г/см³)^[4];
• δ-HIO₃ (ромбическая сингония, пространственная группа P2₁2₁2₁, параметры ячейки a = 0,844504(13) нм, b = 0,695785(13) нм, c = 0,449753(10) нм, Z = 4, d = 4,421 г/см³)^[1].

Иодаты

Соли иодноватой кислоты называют иодатами. Иодаты разлагаются только выше 400 °C. Они обладают сильными окислительными свойствами. При взаимодействии с иодидами в кислой среде иодаты выделяют элементный иод.

Получение

Получают в водных растворах при окислении иода хлором, пероксидом водорода либо дымящей азотной кислотой:

${\displaystyle {\mathsf {I_{2}+5Cl_{2}+6H_{2}O\rightarrow 2HIO_{3}+10HCl}}}$

${\displaystyle {\mathsf {I_{2}+5H_{2}O_{2}\rightarrow 2HIO_{3}+4H_{2}O}}}$

${\displaystyle {\mathsf {I_{2}+10HNO_{3}\rightarrow 2HIO_{3}+10NO_{2}+4H_{2}O}}}$

Образуется также при реакции монохлорида иода с водой:

${\displaystyle {\mathsf {5ICl+3H_{2}O\rightarrow 5HCl+HIO_{3}+2I_{2}}}}$

Литература

• Коттон Ф., Уилкинсон Дж. Современная неорганическая химия (рус.). — М.: Мир, 1969.

Примечания

1. Wu Tao, Zavalij P. Y., Zachariah M. R. Crystal structure of a new polymorph of iodic acid, δ-HIO3, from powder diffraction (англ.) // Powder Diffraction. — 2017. — Vol. 32, no. 4. — P. 261—264. — ISSN 0885-7156. — doi:10.1017/S0885715617000859. [исправить]
2. Rogers M. T., Helmholz L. The Crystal Structure of Iodic Acid (англ.) // Journal of the American Chemical Society. — 1941. — Vol. 63, iss. 1. — P. 278—284. — ISSN 0002-7863. — doi:10.1021/ja01846a068. [исправить]
3. Ståhl K., Szafranski M. A neutron powder diffraction study of HIO₃ and DIO₃ (англ.) // Acta Crystallographica (Section C: Crystal Structure Communications). — 1992. — Vol. 48, no. 9. — P. 1571—1574. — ISSN 0108-2701. — doi:10.1107/S0108270192001094. [исправить]
4. Fischer A., Lindsjö M. γ‐HIO3 – a Metastable, Centrosymmetric Polymorph of Iodic Acid (англ.) // Zeitschrift für anorganische und allgemeine Chemie. — 2005. — Vol. 631, no. 9. — P. 1574—1576. — ISSN 0044-2313. — doi:10.1002/zaac.200500099. [исправить]