Jodipentoksidi (I2O5): rakenne, ominaisuudet ja käyttökohteet

Jodipentoksidi (I2O5): opi sen rakenne, ominaisuudet, valmistus ja turvallinen käyttö. Käyttökohteet laboratoriossa ja teollisuudessa, hapettimena ja analytiikassa.

Jodipentoksidi, joka tunnetaan myös nimillä jodi(V)oksidi ja dijodipentoksidi, on kemiallinen yhdiste, jonka kemiallinen kaava on I₂O₅. Se on kovalenttinen jodin oksidi, jossa jodi on hapetusasteeltaan +5.

Rakenne ja sidokset

I₂O₅ koostuu kahdesta toisiinsa happisillalla liittyvästä IO₃-yksiköstä. Jokainen jodiatomi on sitoutunut kolmeen happiatomiin (kaksi terminaalista I=O-sidosta ja yksi siltaava I–O–I-sidos) ja sillä on yksi yksinäinen elektronipari, mikä tuottaa likimain trigonaalipyramidaalisen geometrian jodin ympärille. Yhdiste on jodihapon (HIO₃) anhydridi ja reagoi veden kanssa palautuen jodihapoksi.

Fysikaaliset ominaisuudet

• Ulkonäkö: valkoinen, kiteinen, hajuton kiinteä aine.
• Moolimassa: noin 333,8 g/mol.
• Tiheys: noin 4 g/cm³ (huoneenlämpötilassa).
• Lämpökäyttäytyminen: ei varsinaisesti sula, vaan hajoaa kuumennettaessa (noin muutamien satojen celsiusasteiden alueella) vapauttaen jodia ja happea.
• Stabiilisuus: kuivan ilman olosuhteissa varsin pysyvä; kosteudessa hydrolysoituu jodihapoksi (HIO₃).
• Liukoisuus: reagoi veden kanssa; liukenee emäksisiin liuoksiin muodostaen jodaattia (IO₃⁻); liukenee huonosti orgaanisiin, epäpolaarisiin liuottimiin.

Valmistus

• Yleisin tapa on jodihapon (HIO₃) kontrolloitu kuivatus/dehydraatio kuumentamalla:
  2 HIO₃ → I₂O₅ + H₂O.
• Jodihappo saadaan esimerkiksi jodin hapettamisella vahvoilla hapettimilla, minkä jälkeen se kuivataan varovasti (mieluiten alipaineessa) hajoamisen välttämiseksi.

Kemiallinen käyttäytyminen

• Vahva hapetin: hapettaa monia pelkistimiä jo huoneenlämpötilassa. Tunnettu ja kvantitatiivinen reaktio on hiilimonoksidin hapetus:
  I₂O₅ + 5 CO → I₂ + 5 CO₂.
• Hydrolyysi: veden kanssa muodostaa jodihappoa:
  I₂O₅ + H₂O → 2 HIO₃.
• Reaktio emästen kanssa: emäksisessä liuoksessa muodostuu jodaatti-ioneja:
  I₂O₅ + 2 OH⁻ → 2 IO₃⁻ + H₂O.
• Lämpöhajoaminen: kuumennus johtaa elementaariseen jodiin ja happeen:
  2 I₂O₅ → 2 I₂ + 5 O₂.
• Reaktiot pelkistimien kanssa: reagoi esimerkiksi rikkidioksidin, jodivetyhapon, sulfittien ja monien orgaanisten pelkistimien kanssa, jolloin jodi(V) pelkistyy jodiksi (I₂) tai jodidiksi (I⁻).

Käyttökohteet

• Analyyttinen kemia: hiilimonoksidin määritys kaasuseoksista. CO hapetetaan kvantitatiivisesti CO₂:ksi I₂O₅:llä, jolloin muodostuva jodi titrataan tiosulfaatilla (iodometria). Menetelmä soveltuu sekä laboratoriomittauksiin että kaasuanalysaattoreihin.
• Yleinen hapetin: käytetään laboratorio-olosuhteissa hapettavana reagenssina, kun tarvitaan veden puutteessa toimivaa, kiinteää hapetinta.

Turvallisuus ja käsittely

• Vaaraluonne: vahva hapetin; voi kiihdyttää palamista ja reagoida voimakkaasti pelkistimien, hienojakoisten metallien ja orgaanisen aineksen kanssa.
• Ihosilmäärsytys: pöly ärsyttää ihoa, silmiä ja hengitysteitä; vältä pölyn muodostumista.
• Varastointi: säilytä viileässä, kuivassa ja hyvin suljetussa astiassa, erillään syttyvistä ja pelkistävistä aineista. Suojaa kosteudelta, jotta hydrolyysi jodihapoksi ei käynnisty.
• Henkilösuojaus: käytä suojalaseja, suojakäsineitä ja asianmukaista laboratoriotakkia; käsittele vetokaapissa.
• Onnettomuustilanteet: roiskeet kerätään kuivana, vältetään orgaanisia imeytysaineita; tulipalossa käytä sopivia sammutteita ja huomioi, että kuumennus voi vapauttaa jodia ja happea.

Ympäristö ja hävittäminen

• Jätteet luokitellaan vaarallisiksi hapettaviksi epäorgaanisiksi kemikaaleiksi; toimita hyväksyttyyn ongelmajätteiden käsittelyyn paikallisten määräysten mukaan.
• Älä päästä ympäristöön tai viemäriin; vuodoissa estä aineen leviäminen ja kerää talteen ammattilaisohjeiden mukaisesti.

Hae kirjaimella