Vanadyl diiodide

Vanadyl diiodide
Tên khác	Vanadyl(IV) iodide; Vanadi oxydiiodide; Vanadyl diiodide; Vanadi oxydiiodide
Số CAS	79498-66-1
PubChem	78066419 (?)
Nhận dạng
Thuộc tính
Công thức phân tử	VOI2
Khối lượng mol	320,7484 g/mol (khan); 365,7866 g/mol (2,5 nước); 401,81716 g/mol (4,5 nước)
Bề ngoài	chất rắn màu nâu hạt dẻ hút ẩm tốt (2,5 nước); chất rắn màu đen (4,5 nước)
Điểm nóng chảy	phân hủy (2,5 nước)
Điểm sôi
Độ hòa tan trong nước	tan nhiều (2,5 nước)
Độ hòa tan	phản ứng với amonia
Các nguy hiểm
Nguy hiểm chính	độ độc cao
Các hợp chất liên quan
Anion khác	Vanadyl difluoride; Vanadyl dichloride; Vanadyl dibromide
Cation khác	Vanadyl monoiodide; Vanadyl triiodide
	Trừ khi có ghi chú khác, dữ liệu được cung cấp cho các vật liệu trong trạng thái tiêu chuẩn của chúng (ở 25 °C [77 °F], 100 kPa). Tham khảo hộp thông tin

Vanadyl diiodide (vanadyl(IV) iodide) là một hợp chất vô cơ có công thức hóa học VOI₂. Muối oxyiodide này thường được biết đến dưới dạng ngậm nước VOI₂·4,5H₂O—một chất rắn màu đen dễ chảy, tan trong nước.^[2]

Lịch sử

Vào năm 1877, Henry Watts (1815–1884, nhà hóa học Anh) đã thực hiện phản ứng giữa vanadi(IV) oxide với acid iodhydric. Ông mô tả dung dịch đó có màu xanh dương, trong không khí chuyển thành màu xanh lục, khi làm bay hơi hết dung dịch sẽ thu được chất rắn màu nâu, khi hòa tan trong nước sẽ tạo ra dung dịch màu nâu đen; thế nhưng, nhà hóa học này không rõ đó là chất gì.^[3] Trong tài liệu năm 1894, chính người này đã thực hiện phản ứng tương tự nhưng sử dụng vanadi(V) oxide thay vì vanadi(IV) oxide, và thu được một hợp chất mà ông cho là có công thức hóa học 2VOI₂·9H₂O.^[2]

Điều chế và phản ứng

Dung dịch vanadyl diiiodide có thể thu được bằng phản ứng của vanadyl sunfat và bari iodide:^[4]

VOSO₄ + BaI₂ → BaSO₄↓+ VOI₂

Kết tủa BaSO₄ được lọc ra, còn lại dung dịch VOI₂. Để tránh sự oxy h��a (I⁻ → I₂), dung dịch này được bảo quản trong môi trường khí Ar kín.^[4]^{[ghi chú 2]}

Khi dung dịch này ở trạng thái đậm đặc, VOI·3H₂O được hình thành.

Đối với dạng hemipentahydrat (thể rắn), vanadi(V) oxide được hòa tan trong acid iodhydric dưới điều kiện chân không tạo thành dung dịch màu nâu đen, khi thêm NaOH đặc vào sẽ thu được dung dịch màu lục (do sự giải phóng I₂), rồi được làm lạnh bằng hỗn hợp aceton-đá khô đến khi khô hoàn toàn, thu được viên hình chữ nhật màu nâu hạt dẻ. Nung nóng chất rắn sẽ thu được nước, hydro iodide và iod. Do sự phân hủy này nên việc hợp chất chứa 2,5 nước là một điều không chắc chắn.^[1]^{[ghi chú 3]}^{[ghi chú 4]}

Heminonahydrat cũng được điều chế tương tự, nhưng dung dịch được thêm vào lượng bạc, rồi lọc dung dịch và cho bay hơi.^[2]

VOI₂ không có phản ứng tạo phức.^[1]

Cấu trúc

VOI₂·2,5H₂O được cho là có cấu trúc phức tạp vì màu sắc đậm của nó.^[1]^{[ghi chú 3]}

VOI₂ và các hợp chất hữu cơ

VOI₂ có khả năng tạo phức với các hợp chất hữu cơ, như DMSO và DMF. Các phức VOI₂·5DMSO và VOI₂·5DMF đều có màu xanh dương nhạt.^[4]^{[ghi chú 5]}^{[ghi chú 6]}

Dung dịch VOI₂

Hòa tan VOI₂·2,5H₂O vào trong nước, thu được dung dịch màu nâu. Dung dịch nồng độ 5% có pH ≈ 2,8. Nếu thêm acid iodhydric vào dung dịch nói trên, màu nâu chuyển thành màu xanh dương đặc trưng của ion VO²⁺. Màu xanh dương này cũng có thể được tạo ra bằng cách cho HI phản ứng với V₂O₅ dư. Thêm bột Ag sẽ làm cho dung dịch trở lại màu nâu. Nếu phản ứng HI + V₂O₅ xảy ra không hoàn toàn, thì khi phân hủy dung dịch màu nâu sẽ có thêm sự xuất hiện của một lượng AgI nhỏ.^[1]^{[ghi chú 7]}^{[ghi chú 8]}

Các loại vanadi(IV) oxyiodide khác

Các hợp chất V₂O₃I₂·2HI·8H₂O và V₂O₃I₂·3HI·10H₂O cũng được biết đến. Chúng đều tồn tại dưới dạng các tinh thể màu nâu đen.^[1]^{[ghi chú 9]}

Ghi chú

Dưới đây là nguyên văn gốc cho các nguồn tham khảo tương ứng và một số thông tin bổ sung, trong đó [...] là phần nội dung không cần thiết. Nếu cách ký hiệu này đứng ở vị trí đầu tiên hoặc cuối cùng, tức là trước (hoặc sau) đó vẫn còn nội dung.

^ Số CAS của hợp chất được lấy từ SciFinder.
^ Trang 38: Das ausgefallene BaSO₄ wird abzentrifugiert. Zur Vermeidung von Oxydation des Iodids wurde das Wasser unter Schutzgas destilliert und weiterhin unter Ar gearbeitet.
^ ^a ^b Trang 265: Darst. aus der durch Einw. von wss. HJ-Lsg. auf V₂O₅ erhältlichen dunkelbraunen Lsg. durch Einengen im Vak. zunächst bei gewöhnl. Temp. über festem NaOH, bis die Lsg. infolge Abgabe von J₂ grün ist, dann unter Kühlung mit Aceton-Trockeneisgemisch bis zur völligen Trockne. Kastanienbraun, rechteckige Täfelchen, äußerst hygroskopisch, sehr leicht lösl. in H₂O. Spaltet beim Erhitzen im Vak. gleichzeitig mit der H₂O-Abgabe HJ infolge beginnender Hydrolyse und etwas J₂ ab. Deshalb ist der angegebene Hydratwassergehalt der Verb. etwas unsicher. Die intensive Farbe läßt eine kompliziertere Struktur vermuten, als der empir.
^ Chú thích 3 cho rằng không thể tách VOI₂·xH₂O ra khỏi dung dịch. Trang 33: Ein Hydrat VOI₂·xH₂O läßt sich aus wäßriger Lösung nicht isolieren, es tritt vielmehr Reduktion des V⁺⁴ zum V⁺³ durch das Iodidion ein!
^ Trang 32: Es lassen sich jedoch Addukte des VOI₂, mit DMSO und DMF gewinnen.
^ Trang 38: c) VOI₂, 5 DMSO [...] fällt beim Einengen ein hellblaues Kristallpulver aus, das isoliert und im Vakuum vom Lösungsmittel befreit wird. [...] d) VOI₂, 5 DMF: Präparation analog c).
^ Trang 265: Durch Auflösen von VOJ₂-Hydrat bereitete 5% ige Lsg. ist braun, gibt aber keine J₂-Rk. mit Stärke. Ihr pH-Wert beträgt ~2.8 infolge Hydrolyse. Wird blau bei [...]
^ Trang 266 (tiếp theo trang 265): [...] Zugabe von wss. HJ-Lsg. Die blaue, das Kation VO²⁺ enthaltende Lsg. entsteht auch durch Umsetzung von wss. HJ-Lsg. mit V₂O₅ in geringem Überschuß [...] und Schütteln der braunen Lsg. mit Ag-Pulver. Ist hierbei die Lsg. infolge unvollständiger Rk. von HJ mit V₂O₅ nicht völlig neutralisiert, bleibt etwas AgJ gelöst, das beim Verd. ausfällt, [...] Keine Jodokomplexbldg. in KJ-haltiger verd. Lsg. durch Fällungstitration mit NaOH-Lsg. und Vergleich mit VO(ClO₄)₂-Lsg. nachweisbar, [...] zur Hydrolyse vgl. bei den allgemeinen Rkk. des V^Ⅳ [...].
^ Trang 265: Bei den aus wss. HJ-Lsg. und V₂O₅ von [...] dargestellten VW-haltigen dunkelbraunen, kristallinen Substt., die ohne weiteren experimentellen Beweis als Verbb. V₂O₃J₂.3HJ.10H₂O und V₂O₃J₂.2HJ.8H₂O beschrieben sind, dürfte es sich um verunreinigtes VOJ₂-Hydrat gehandelt haben, [...].

Tham khảo

^ ^a ^b ^c ^d ^e ^f ^g ^h Gmelins Handbuch der anorganischen chemie, Số phát hành 48,Phần 1-2 (Richard Joseph Meyer; Verlag Chemie g.m.b.h., 1967), trang 265–266. Truy cập 9 tháng 1 năm 2021.
^ ^a ^b ^c ^d ^e Watts' Dictionary of Chemistry, Tập 4 (Henry Watts; Longmans, Green, 1894), trang 854. Truy cập 14 tháng 7 năm 2020.
^ A Dictionary of Chemistry and the Allied Branches of Other Sciences, Tập 5 (Henry Watts; Longmans, Green, and Company, 1877), trang 987. Truy cập 13 tháng 1 năm 2021.
^ ^a ^b ^c Seifert, H. J.; Uebach, J. Contributions to the chemistry and structure of vanadyl halides. Zeitschrift fuer Anorganische und Allgemeine Chemie, 1981. 479: 32–40, liên kết Google Sách.

HI																	He
LiI	BeI₂											BI₃	CI₄	NI₃	I₂O₄, I₂O₅, I₄O₉	IF, IF₃, IF₅, IF₇	Ne
NaI	MgI₂											AlI₃	SiI₄	PI₃, P₂I₄	S	ICl, ICl₃	Ar
KI	CaI₂	ScI₃	TiI₂, TiI₃, TiI₄	VI₂, VI₃, VOI₂	CrI₂, CrI₃, CrI₄	MnI₂	FeI₂, FeI₃	CoI₂	NiI₂	CuI, CuI₂	ZnI₂	GaI, GaI₂, GaI₃	GeI₂, GeI₄	AsI₃	Se	IBr	Kr
RbI	SrI₂	YI₃	ZrI₂, ZrI₄	NbI₂, NbI₃, NbI₄, NbI₅	MoI₂, MoI₃, MoI₄	TcI₃, TcI₄	RuI₂, RuI₃	RhI₃	PdI₂	AgI	CdI₂	InI₃	SnI₂, SnI₄	SbI₃	TeI₄	I	Xe
CsI	BaI₂		HfI₄	TaI₃, TaI₄, TaI₅	WI₂, WI₃, WI₄	ReI, ReI₂, ReI₃, ReI₄	OsI, OsI₂, OsI₃	IrI, IrI₂, IrI₃	PtI₂, PtI₃, PtI₄	AuI,AuI₃	Hg₂I₂, HgI₂	TlI, TlI₃	PbI₂, PbI₄	BiI₂, BiI₃	PoI₂. PoI₄	AtI	Rn
Fr	Ra		Rf	Db	Sg	Bh	Hs	Mt	Ds	Rg	Cn	Nh	Fl	Mc	Lv	Ts	Og
		↓
		LaI₂, LaI₃	CeI₂, CeI₃	PrI₂, PrI₃	NdI₂, NdI₃	PmI₃	SmI₂, SmI₃	EuI₂, EuI₃	GdI₂, GdI₃	TbI₃	DyI₂, DyI₃	HoI₃	ErI₃	TmI₂, TmI₃	YbI₂, YbI₃	LuI₃
		Ac	ThI₂, ThI₃, ThI₄	PaI₃, PaI₄, PaI₅	UI₃, UI₄, UI₅	NpI₃	PuI₃	AmI₂, AmI₃	CmI₂, CmI₃	BkI₃	CfI₂, CfI₃	EsI₃	Fm	Md	No	Lr

[1] Số CAS của hợp chất được lấy từ SciFinder.

[6] Trang 38: Das ausgefallene BaSO₄ wird abzentrifugiert. Zur Vermeidung von Oxydation des Iodids wurde das Wasser unter Schutzgas destilliert und weiterhin unter Ar gearbeitet.

[:0-7] Trang 265: Darst. aus der durch Einw. von wss. HJ-Lsg. auf V₂O₅ erhältlichen dunkelbraunen Lsg. durch Einengen im Vak. zunächst bei gewöhnl. Temp. über festem NaOH, bis die Lsg. infolge Abgabe von J₂ grün ist, dann unter Kühlung mit Aceton-Trockeneisgemisch bis zur völligen Trockne. Kastanienbraun, rechteckige Täfelchen, äußerst hygroskopisch, sehr leicht lösl. in H₂O. Spaltet beim Erhitzen im Vak. gleichzeitig mit der H₂O-Abgabe HJ infolge beginnender Hydrolyse und etwas J₂ ab. Deshalb ist der angegebene Hydratwassergehalt der Verb. etwas unsicher. Die intensive Farbe läßt eine kompliziertere Struktur vermuten, als der empir.

[8] Chú thích 3 cho rằng không thể tách VOI₂·xH₂O ra khỏi dung dịch. Trang 33: Ein Hydrat VOI₂·xH₂O läßt sich aus wäßriger Lösung nicht isolieren, es tritt vielmehr Reduktion des V⁺⁴ zum V⁺³ durch das Iodidion ein!

[9] Trang 32: Es lassen sich jedoch Addukte des VOI₂, mit DMSO und DMF gewinnen.

[10] Trang 38: c) VOI₂, 5 DMSO [...] fällt beim Einengen ein hellblaues Kristallpulver aus, das isoliert und im Vakuum vom Lösungsmittel befreit wird. [...] d) VOI₂, 5 DMF: Präparation analog c).

[11] Trang 265: Durch Auflösen von VOJ₂-Hydrat bereitete 5% ige Lsg. ist braun, gibt aber keine J₂-Rk. mit Stärke. Ihr pH-Wert beträgt ~2.8 infolge Hydrolyse. Wird blau bei [...]

[12] Trang 266 (tiếp theo trang 265): [...] Zugabe von wss. HJ-Lsg. Die blaue, das Kation VO²⁺ enthaltende Lsg. entsteht auch durch Umsetzung von wss. HJ-Lsg. mit V₂O₅ in geringem Überschuß [...] und Schütteln der braunen Lsg. mit Ag-Pulver. Ist hierbei die Lsg. infolge unvollständiger Rk. von HJ mit V₂O₅ nicht völlig neutralisiert, bleibt etwas AgJ gelöst, das beim Verd. ausfällt, [...] Keine Jodokomplexbldg. in KJ-haltiger verd. Lsg. durch Fällungstitration mit NaOH-Lsg. und Vergleich mit VO(ClO₄)₂-Lsg. nachweisbar, [...] zur Hydrolyse vgl. bei den allgemeinen Rkk. des V^Ⅳ [...].

[13] Trang 265: Bei den aus wss. HJ-Lsg. und V₂O₅ von [...] dargestellten VW-haltigen dunkelbraunen, kristallinen Substt., die ohne weiteren experimentellen Beweis als Verbb. V₂O₃J₂.3HJ.10H₂O und V₂O₃J₂.2HJ.8H₂O beschrieben sind, dürfte es sich um verunreinigtes VOJ₂-Hydrat gehandelt haben, [...].

[gmelin-2] ^ ^a ^b ^c ^d ^e ^f ^g ^h Gmelins Handbuch der anorganischen chemie, Số phát hành 48,Phần 1-2 (Richard Joseph Meyer; Verlag Chemie g.m.b.h., 1967), trang 265–266. Truy cập 9 tháng 1 năm 2021.

[watts-3] Watts' Dictionary of Chemistry, Tập 4 (Henry Watts; Longmans, Green, 1894), trang 854. Truy cập 14 tháng 7 năm 2020.

[4] A Dictionary of Chemistry and the Allied Branches of Other Sciences, Tập 5 (Henry Watts; Longmans, Green, and Company, 1877), trang 987. Truy cập 13 tháng 1 năm 2021.

[seifert-5] Seifert, H. J.; Uebach, J. Contributions to the chemistry and structure of vanadyl halides. Zeitschrift fuer Anorganische und Allgemeine Chemie, 1981. 479: 32–40, liên kết Google Sách.

[ghi chú 1]

x t s Hợp chất iod
Iod(-I)	I^- IO⁻ ₂
Iod(I)	KI NaI LiI CsI AgI CuI CaI₂ MgI₂ BeI₂ ICN AtI HI I₂O HIO ICl IF IBr C₆H₅I CH₃I C₂H₅I CH₂I₂ CHI₃ CI₄ INO₃ YI₃
Iod(III)	HIO₂ ICl₃ IF₃
Iod(V)	HIO₃ IF₅ I₂O₅ NaIO₃ KIO₃
Iod(VII)	HIO₄ H₅IO₆ IF₇
Hợp chất halogen Fluor Chlor Brom Iod