¿Qué es el ácido yodoso?
El ácido yodoso es un oxácido de fórmula HIO2. Dicho ácido, así como sus sales (conocidas como yoditos), son compuestos en extremo inestable que han sido observados pero nunca aislados.
Es un ácido débil, lo que significa que no se disocia completamente. En el anión, el yodo se encuentra en estado de oxidación III y presenta una estructura análoga al ácido cloroso o ácido bromoso.
A pesar de que el compuesto sea inestable, el ácido yodoso y sus sales de yodito se han detectado como intermediarios en la conversión entre yoduros (I–) y yodatos (IO3–).
Su inestabilidad es debida a una reacción de dismutación (o desproporción) para formar ácido hipoyodoso y ácido yódico, lo cual es análogo a los ácidos cloroso y bromoso de la siguiente manera:
2HIO2 ——> HIO + HIO3
En Nápoles, en 1823, el científico Luigi Sementini le escribió una carta a E. Daniell, secretario de la institución real de Londres, donde le explicaba un método para la obtención del ácido yodoso.
En la carta, decía que considerando que la formación del ácido nitroso se producía combinando ácido nítrico con lo que él llamaba gas nitroso (posiblemente N2O), el ácido yodoso se podía formar de la misma manera haciendo reaccionar el ácido yódico con óxido de yodo, compuesto que según él había descubierto.
Al hacerlo, obtenía un líquido de tonalidad ámbar amarillento que perdía su color al contacto con la atmósfera.
Posteriormente, el científico M. Wöhler descubrió que el ácido de Sementini era una mezcla de cloruro de yodo y yodo molecular, puesto que el óxido de yodo utilizado en la reacción se preparaba con clorato de potasio.
Propiedades físicas y químicas
- El ácido yodoso es un compuesto inestable que no se ha aislado, por lo que sus propiedades físicas y químicas son obtenidas teóricamente mediante cálculos y simulaciones computacionales.
- Peso molecular: 175,91 g/mol.
- Densidad: 4,62 g/ml en estado sólido.
- Punto de fusión: 110° C.
- Solubilidad en agua: 269 g/100 ml a 20° C (siendo un ácido débil).
- pKa: 0,75.
- Susceptibilidad magnética: −48,0·10−6 cm³/mol.
Dado que el ácido yodoso es un compuesto inestable que no se ha aislado, no existe ningún tipo de riesgo en su manejo. Se ha encontrado mediante cálculos teóricos que el ácido yodoso no es inflamable.
Usos
Acilación nucleofílica
- El ácido yodoso se usa como nucleófilo en reacciones de acilación nucleofílica. El ejemplo se da con la acilación de trifluoroacetílos como el bromuro de 2,2,2 trifluoroacetilo, el cloruro de 2,2,2 trifluoroacetilo, el fluoruro de 2,2,2 trifluoroacetilo y el ioduro de 2,2,2 trifluoroacetilo para formar el yodosil 2,2,2 trifluoroacetato.
- El ácido yodoso también se emplea como nucleófilo para la formación del yodosil acetato al hacerlo reaccionar con el bromuro de acetilo, el cloruro de acetilo, el fluoruro de acetilo y el yoduro de acetilo.
Reacciones de dismutación
- Las reacciones de dismutación o desproporción son un tipo de reacción de óxido reducción, donde la sustancia que se oxida es la misma que se reduce. En el caso de los halógenos, como tienen estados de oxidación de -1, 1, 3, 5 y 7, se pueden obtener distintos productos de reacciones de dismutación, dependiendo de las condiciones empleadas.
- En el caso del ácido yodoso, anteriormente se mencionó el ejemplo de cómo reacciona para formar ácido hipoyodoso y ácido yódico de la forma
2HIO2 —-> HIO + HIO3
- En estudios recientes se ha analizado la reacción de dismutación del ácido yodoso midiendo las concentraciones de protones (H+), yodato (IO3–) y el catión ácido de hipoyodito (H2IO+) para así entender mejor el mecanismo de dismutación del ácido yodoso. Se preparó una solución que contenía la especie intermedia I3+. Se preparó una mezcla de especies de yodo (I) y de yodo (III) disolviendo yodo (I2) y yodato de potasio (KIO3), en la relación 1: 5, en ácido sulfúrico concentrado (96%). En esta solución procede una reacción compleja, que puede ser descrita por la reacción:
I2 + 3IO3– + 8H+ —–> 5IO+ + H₂O
- Las especies I3+ son estables solo en presencia de yodato añadido en exceso. El yodo impide la formación de I3+. El ion IO+ obtenido en forma de sulfato de yodo (IO) 2SO4), se descompone rápidamente en solución acuosa ácida y forma I3+, representado como el ácido HIO2 o la especie iónica IO3–. Posteriormente, se realizó un análisis espectroscópico para determinar el valor de las concentraciones de los iones de interés. Esto presentó un procedimiento para la evaluación de concentraciones de pseudo-equilibrio de hidrógeno, yodato y de iones H2OI+, especies cinética y catalítica importantes en el proceso de desproporción de ácido yodoso, HIO2.
Reacciones de Bray–Liebhafsky
Un reloj químico o una reacción de oscilación es una mezcla compleja de compuestos químicos que reaccionan, en los que la concentración de uno o más componentes presenta cambios periódicos, o cuando ocurren cambios repentinos de propiedades después de un tiempo de inducción predecible.
Son una clase de reacciones que sirven como ejemplo de termodinámica de no equilibrio, resultando en el establecimiento de un oscilador no lineal. Las mismas son teóricamente importantes porque muestran que las reacciones químicas no tienen que ser dominadas por el comportamiento termodinámico de equilibrio.
La reacción de Bray-Liebhafsky es un reloj químico descrito por primera vez por William C. Bray en 1921 y es la primera reacción de oscilación en una solución homogénea agitada.
- El ácido yodoso se usa experimentalmente para el estudio de este tipo de reacciones cuando se oxida con peróxido de hidrógeno, encontrándose una mejor concordancia entre el modelo teórico y observaciones experimentales.
Referencias
- Iodous acid. Recuperado de chemsink.com.
- iodous acid. Recuperado de molbase.com.
- Iodous acid ChemSpider ID145806. Recuperado de chemspider.com.