碘酸的应用与合成

介绍

碘酸（Iodic acid）是一种含有碘和氧的无机酸。它的化学式为HIO₃。碘酸是一种强氧化剂，通常以固体或溶液的形式存在。碘酸是一种白色结晶性固体，其水溶液呈无色或淡黄色。它在常温下相对稳定，但在高温下可能分解。Iodic acid可以通过碘和氧气的反应制备，也可以通过碘酸银等其他化合物的分解得到。Iodic acid是一种强氧化剂，可与还原剂反应，其中碘酸被还原为碘。它在水中溶解，形成碘酸溶液[1]。

碘酸

应用

碘酸在化学、医学和其他领域中有一些应用，主要基于其强氧化性质和与碘相关的性质。在有机合成中可能用作催化剂或氧化试剂。它可以参与一系列氧化反应，促使分子中的其他基团氧化。以下是一些适合使用碘酸的反应类型[2-5]：

醇的氧化： 碘酸可以用于氧化醇（醇氧化为醛或酮）。反应可能涉及碘酸作为氧化剂，将醇中的羟基氧化。

R-OH+HIO3→R-CHO+H2O

亚硫酸盐的氧化： 碘酸可以氧化亚硫酸盐，将亚硫酸根离子（SO32−SO32−）氧化为硫酸根离子（SO42−SO42−）。

SO32−+HIO3+H2O→SO42−+H3O+

还原性物质的氧化： 碘酸可以用于氧化还原性物质，将其还原成更高价的形式。

Reducing Agent+HIO3→Oxidized Product+I−+H2O

有机物的氧化： 在有机合成中，碘酸可以用于氧化有机物，例如将醛类化合物氧化为羧酸化合物 。

R-CHO+HIO3→R-COOH+I−+H2O

制备

碘酸可以通过碘和氧气的反应制备。以下是一种可能的制备碘酸的方法：

2I2+10H2O+5O2→2IO3−+4H3O+

这个方程式表明，在反应中，碘与氧气反应，生成碘酸根离子和酸性溶液。在这个反应中，碘和氧气反应生成碘酸。具体步骤如下：

 在一个反应容器中，准备含有碘的溶液。这可以通过将碘溶解在适量的水中得到。确保容器和溶液都是干净的，以避免杂质的干扰。通过将氧气通入碘溶液中，促使碘与氧气反应。这个步骤通常需要在适当的温度和压力条件下进行，以促进反应的进行。在适当的条件下，碘和氧气会发生反应，生成碘酸和酸性溶液。反应可以通过观察颜色变化（由碘的深褐色到无色或淡黄色）等方式进行监测。得到的反应混合物可能包含碘酸、酸和可能的副产物。为了获得纯净的碘酸，通常需要进行适当的分离和纯化步骤，例如蒸馏或结晶。

参考文献

[1] 林其地. 氢碘酸预还原制备导热石墨烯膜[J]. 福建冶金, 2023,  52 (05): 75-78+74.    

[2] 刘声钦,冯欢,杨维冉. 氢碘酸催化丙烯酸制备3-羟基丙酸的研究[J]. 当代化工研究, 2021, (23): 40-41. 

[3] 王刚. 基于氢碘酸还原氧化石墨烯分析[J]. 科技与创新, 2020, (19): 132-133.      

[4] 龙金根,王彦召,黄可欣等. 在氢碘酸参与下酒石酸选择性转化为丁二酸的研究[J]. 南昌大学学报(工科版),  2020,  42 (02): 129-136.  

[5] 司亚威,王智超,叶跃元等. 氢碘酸还原山梨醇合成2-己烯及碘己烷的机理研究[J]. 厦门大学学报(自然科学版), 2021, 60 (05): 884-891.