Химия

Образование йодоформа в процессе электролиза водно-спиртового раствора иодида калия можно объяснить как результат многостадийного процесса.

При электролизе на катоде разряжаются молекулы воды, выделяется водород ив растворе накапливаются ионы $OH^{-}$

$2H_2O + 2 e = H_2 + 2OH^{-}$.

На аноде происходит разрядка иодид-ионов и выделяется свободный иод

$2I^{-} - 2 e = I_2$.

На каждый моль водорода (на катоде) выделяется моль иода $I_2$ (на аноде). Если на катоде выделилось 201,6 мл $H_2$, т. е. $201,6 : 22400 = 0,009 \: моля H_2$, то на аноде получено Эквивалентное количество, а именно 0,009 моля $I_2$, а в растворе образовалось 0,018 моля $KOH$.

Образование йодоформа происходит по следующей схеме:

$2KOH + I_2 \rightarrow KIO + KI + H_2O$,
$CH_3CH_2OH + KIO \rightarrow CH_3CHO + KI + H_2O$,
$CH_3CHO + 3I_2 \rightarrow Cl_3CHO + 3HI$,
$CI_3CHO + KOH \rightarrow CHI_3 + HCOOK$.

На образование йодоформа по этой схеме расходуется 3/8 иода, выделившегося на аноде, так как только 3 из 8 атомов иода входят в состав йодоформа ($M = 394$).

Из 4 молей 12 ($4 \cdot 254 = 1016$ г) образуется 394 г (1 моль) $CH1_3$,

из 0,009 молей 12 - $x$ г $CHI_3$,
$x = 0,89$ г йодоформа.

[На первый взгляд предложенное решение - по расчету количества полученного йодоформа недостаточно корректно, так как образующиеся в ходе реакции иода со спиртом неорганические соединения иода вновь будут окисляться на аноде, т. е. процесс будет происходить по суммарному уравнению, и при этом не 3/8 количества иода, содержащегося в растворе, а весь иод может войти в состав йодоформа

$\overset {(-3)}{CH_3}\overset {(-1)}{CH_2}OH + 3KI + 3H_2O \rightarrow \overset {(+2)}{CHI_3} + \overset {(+2)}{HCOOK} + 2KOH + 4H_2$

(над символами атомов углерода указаны формальные степени окисления). В окислительно-восстановительном процессе при этом участвуют формально углерод ($C^{-3} - 5 e \rightarrow C^{+2}$ и $C^{-1} - 3e \rightarrow С^{+2}$) и водород

$\left. \begin{matrix} C^{-3} + C^{-1} - 8 e \rightarrow 2C^{+2} \\ 2H^{+1} + 2 e \rightarrow H_2 \end{matrix} \right| \begin{matrix} 1 \\ 4 \end{matrix}$

При этом весь иод входит в состав йодоформа, и выход йодоформа - 1 моль на те же 4 моля водорода, выделившегося на катоде,- составит для 0,009 моля $H_2$ $0,009 : 4 = 0,00225$ моля, или те же самые $0,00225 \cdot 394 = 0,89$ г, $CHI_3$. Следовательно, данный процесс определяется не количеством выделенного иода, а окислительным превращением органического соединения в присутствии иодид-ионов.]