Йодноватая кислота широко используется в промышленности и науке, но также обладает высокой токсичностью. Давайте разберемся в ее свойствах и применении, чтобы понять - насколько это соединение опасно и полезно.
Свойства и строение йодноватой кислоты
Йодноватая кислота имеет молекулярную формулу HIO3. Это бесцветное кристаллическое вещество со стеклянным блеском и горьковато-кислым вкусом. При нормальных условиях йодноватая кислота устойчива, но способна к полимеризации в концентрированных водных растворах согласно уравнению:
nHIO3 → (HIO3)n, n = 2,3
При медленном нагревании до 110°C йодноватая кислота частично плавится, частично переходит в ангидроиодноватую кислоту HI3O8. При 230°C образуется иодноватый ангидрид I2O5 - сильный окислитель, который в воде восстанавливает йодноватую кислоту. Стандартный окислительно-восстановительный потенциал пары HIO3/I2 равен 1,19 В.
Йодноватая кислота хорошо растворяется в воде. Водные растворы проявляют кислые свойства, то есть йодноватая кислота является сильной одноосновной кислотой и полностью диссоциирует на ионы согласно уравнению:
HIO3 → H+ + IO3-
Соли йодноватой кислоты называются йодатами. Они устойчивы до 400°C и также обладают сильными окислительными свойствами.
Получение йодноватой кислоты
В лаборатории йодноватую кислоту получают окислением иода такими реагентами, как хлор, пероксид водорода или азотная кислота:
- 2I2 + 10Cl2 + 12H2O → 4HIO3 + 20HCl
- I2 + 5H2O2 → 2HIO3 + 4H2O
- 3I2 + 10HNO3 → 6HIO3 + 10NO + 4H2O
В промышленности чаще используют электролиз водных растворов иодидов или йодатов с платиновыми электродами. При этом на аноде образуется йодноватая кислота:
6I- → 3I2 + 6e-
3I2 + 6H2O → 6H+ + 6IO3- + 6e-
Такой способ позволяет получать очищенный продукт, пригодный для использования в аналитической химии и других областях.
Применение йодноватой кислоты
Благодаря сильным окислительным свойствам, йодноватая кислота и йодаты широко используются:
- В органическом синтезе для окисления различных соединений
- В неорганическом синтезе йодатов металлов
- В пиротехнике как компонент окислительных смесей
- В аналитической химии для определения концентрации восстановителей
Кроме того, водные растворы йодноватой кислоты применяются для обеззараживания воды и как дезинфицирующее средство. В сельском хозяйстве йодаты используют в качестве добавок к кормам для животных.
Токсичность йодноватой кислоты
Несмотря на широкое применение, йодноватая кислота и йодаты являются высокотоксичными веществами. При попадании внутрь организма они раздражают слизистые оболочки и могут вызывать отравления.
Для человека смертельная доза (LD50) составляет около 2 г для чистого вещества и до 35 г для 10% водного раствора йодноватой кислоты. Для крыс эта величина составляет 375 мг/кг.
Экологические риски
При попадании в окружающую среду, йодноватая кислота также оказывает токсическое действие. Для многих гидробионтов смертельные концентрации находятся в диапазоне единиц и десятков мг/л.
К тому же, йодаты трансформируются в почве и водоемах с образованием элементарного йода и других более токсичных продуктов. Это создает риск для экосистем при утечках и сбросах сточных вод.
Меры предосторожности
Исходя из вышеизложенного, при производстве, хранении и работе с йодноватой кислотой необходимо соблюдать следующие меры предосторожности:
- Использовать средства индивидуальной защиты
- Проводить работы в вытяжном шкафу
- Не допускать попадания в канализацию и водоемы
- Хранить в плотно закрытой таре в сухом, прохладном и темном месте
Диссоциация йодноватой кислоты
Как уже отмечалось выше, в водных растворах йодноватая кислота полностью диссоциирует с образованием гидроксония и йодата(I):
HIO3 → H+ + IO3-
Воздействие на здоровье
При попадании внутрь организма, йодноватая кислота раздражает слизистые оболочки пищеварительного тракта, дыхательных путей и глаз. Отравление сопровождается такими симптомами как:
- Боли в животе
- Тошнота и рвота
- Одышка и кашель
- Головные боли
- Нарушения зрения
В тяжелых случаях возможен отек легких и гортани, поражение печени и почек. Летальный исход наступает от остановки дыхания и сердца.
Лечение отравлений
При подозрении на отравление йодноватой кислотой необходимо срочно вызвать скорую помощь. До ее приезда рекомендовано:
- Вывести пострадавшего из зоны воздействия яда
- Прополоскать рот и дать выпить воды
- Дать активированный уголь для связывания токсина
- Согреть и уложить пострадавшего, обеспечить покой
В медучреждении проводят промывание желудка, назначают антидоты, симптоматическое и поддерживающее лечение.
Хранение йодноватой кислоты
Согласно нормам, йодноватую кислоту и йодаты следует хранить:
- В отдельном помещении или шкафу
- В герметично закрытой стеклянной или полимерной посуде
- С четкой маркировкой
- При температуре не выше 25°С
- Вдали от восстановителей, горючих и органических веществ
- В недоступном для посторонних лиц месте
Соблюдение этих правил сводит риски, связанные с использованием йодноватой кислоты, к минимуму.
Утилизация отходов
Отходы, содержащие йодноватую кислоту и йодаты, нуждаются в специальной утилизации. Небольшие количества можно обезвредить обработкой раствором щелочи или сульфита натрия с последующим захоронением.
Промышленные отходы с высоким содержанием йодатов требуют термической переработки или закачки в глубокие подземные горизонты в соответствии с природоохранным законодательством.
