Struktura, svojstva, nomenklatura i uporaba periodične kiseline (HIO4)



periodična kiselina to je oksacid, koja odgovara oksidacijskom stanju VII joda. Ona postoji u dva oblika: ortoperijski (H5IO6) i metaperiodna kiselina (HIO)4). 1838. otkrili su njemački kemičari H. G. Magnus i C. F. Ammermüller.

U razrijeđenim vodenim otopinama periodična kiselina se uglavnom nalazi u obliku metaperiodne kiseline i hidronskog iona (H3O+). U međuvremenu, u koncentriranim vodenim otopinama, periodična kiselina se pojavljuje kao ortoperiodna kiselina.

Oba oblika periodične kiseline prisutna su u dinamičkoj kemijskoj ravnoteži, ovisno o prevladavajućem obliku postojećeg pH u vodenoj otopini..

Gornja slika prikazuje ortoperijodičnu kiselinu, koja se sastoji od higroskopnih bezbojnih kristala (zato izgledaju mokro). Iako formule i strukture između H5IO6 i HIO4 oni su na prvi pogled vrlo različiti, dva su izravno povezana sa stupnjem hidracije.

H5IO6 može se izraziti kao HIO42H2Ili, stoga ga morate dehidrirati da biste dobili HIO4; isto se događa u suprotnom smjeru, hidratacijom HIO4 H je proizveden5IO6.

indeks

  • 1 Struktura periodične kiseline
    • 1.1. Ortoperoksi kiselina
  • 2 Svojstva
    • 2.1 Molekularne težine
    • 2.2 Fizički izgled
    • 2.3 Točka taljenja
    • 2.4 Točka paljenja
    • 2.5 Stabilnost
    • 2,6 pH
    • 2.7 Reaktivnost
  • 3 Nomenklatura
    • 3.1 Tradicionalno
    • 3.2 Sistematika i zalihe
  • 4 Upotreba
    • 4.1 Liječnici
    • 4.2 U laboratoriju
  • 5 Reference

Struktura periodične kiseline

Molekularna struktura metaperiodne kiseline, HIO, prikazana je na gornjoj slici4. To je oblik koji je najviše objašnjen u kemijskim tekstovima; međutim, ona je najmanje termodinamički stabilna.

Kao što se može vidjeti, on se sastoji od tetraedra u čijem se središtu nalazi atom joda (ljubičasta sfera), au njegovim vrhovima su atomi kisika (crvene kugle). Tri atoma kisika tvore dvostruku vezu s jodom (I = O), dok jedan od njih tvori jednostruku vezu (I-OH).

Ova molekula je kisela zbog prisutnosti OH skupine, koja može donirati H ion+; još više kada je parcijalni pozitivni naboj H veći zbog četiri atoma kisika vezanih za jod.  Imajte na umu da HIO4 može formirati četiri vodikove veze: jednu kroz OH (donut) i tri atoma kisika (prihvaća).

Kristalografske studije su pokazale da jod zapravo može prihvatiti dva kisika iz susjedne molekule HIO4. Time se dobivaju dva IO oktaedra6, povezane s dvije I-O-I veze u cis pozicijama; to jest, oni su na istoj strani i nisu odvojeni kutom od 180 °.

Ovi IO oktaedri6 oni su povezani na takav način da na kraju stvaraju beskonačne lance, koji pri međusobnoj interakciji "ruke" HIO kristala4.

Ortoperoksi kiselina

Na gornjoj slici prikazana je najstabilnija i hidratizirana forma periodične kiseline: ortoperidna kiselina, H5IO6. Boje za ovaj model barova i sfera su iste kao i za HIO4 upravo sam objasnio. Ovdje možete izravno vidjeti kako izgleda IO oktaedar6.

Imajte na umu da postoji pet OH skupina koje odgovaraju pet iona H+ što bi teoretski moglo osloboditi H molekulu5IO6. Međutim, zbog povećanja elektrostatskog odbijanja, može osloboditi samo tri od tih pet, uspostavljajući različite disocijacijske ravnoteže..

Ovih pet OH skupina dopušta H5IO6 prihvatiti nekoliko molekula vode, i zbog toga su njihovi kristali higroskopni; to jest, apsorbiraju vlagu prisutnu u zraku. Također, oni su odgovorni za njihovu znatno visoku točku taljenja za spoj kovalentne prirode.

H molekula5IO6 oni međusobno stvaraju mnoge vodikove mostove i stoga daju smjernost koja im omogućuje da se uredno urede u prostoru. Kao rezultat navedenog naručivanja, H5IO6 oblikuju monoklinske kristale.

nekretnine

Molekularne težine

-Metaperyodic acid: 190,91 g / mol.

-Ortoperoksidna kiselina: 227,941 g / mol.

Fizički izgled

Čvrsto bijela ili blijedo žuta za HIO4, ili bezbojni kristali, za H5IO6.

Točka taljenja

128 ° C (263,3 ° F, 401,6 ° F).

Točka paljenja

140 ° C.

stabilnost

Stabilno. Snažan oksidans U kontaktu s zapaljivim materijalima može doći do požara. Higroskopan. Nekompatibilno s organskim materijalima i jakim redukcijskim sredstvima.

pH

1,2 (otopina od 100 g / L vode na 20 ° C).

reaktivnost

Periodna kiselina može razbiti vezu vicinalnih diola prisutnih u ugljikohidratima, glikoproteinima, glikolipidima, itd., S molekularnim fragmentima s aldehidnim krajnjim skupinama..

Ovo svojstvo periodične kiseline koristi se za određivanje strukture ugljikohidrata, kao i za prisutnost tvari povezanih s tim spojevima..

Aldehidi nastali ovom reakcijom mogu reagirati sa Schiffovim reagensom, otkrivajući prisutnost složenih ugljikohidrata (obojeni su ljubičasto). Periodična kiselina i Schiffov reagens spregnuti su u reagensu koji je skraćeno kao PAS.

nomenklatura

tradicionalan

Periodna kiselina ima svoje ime jer jod djeluje s najvećom valencijom: +7, (VII). To je način da se imenuje prema staroj nomenklaturi (tradicionalnoj).

U kemijskim knjigama uvijek postavljaju HIO4 kao jedini predstavnik periodične kiseline, koji je sinonim za metaperodičnu kiselinu.

Metaperiodna kiselina duguje svoje ime činjenici da jodni anhidrid reagira s molekulom vode; to jest, njegov stupanj hidratacije je najniži:

ja2O7 + H2O => 2HIO4

Dok za formiranje orthoperiodic kiseline,2O7 mora reagirati s većom količinom vode:

ja2O7 + 5H2O => 2H5IO6

Reagira s pet molekula vode umjesto jednog.

Izraz ortho- koristi se isključivo za upućivanje na H5IO6, i zato se periodična kiselina odnosi samo na HIO4.

Sistematika i zalihe

Druga imena, manje uobičajena, za periodičnu kiselinu su:

-tetraoksiojodat (VII) vodik.

-Tetraoksijatrijska kiselina (VII)

aplikacije

medicinski

Ljubičaste mrlje PAS dobivene reakcijom periodične kiseline s ugljikohidratima koriste se za potvrđivanje bolesti skladištenja glikogena; na primjer, Von Gierkeova bolest.

Upotrebljavaju se u sljedećim medicinskim stanjima: Pagetova bolest, sarkom mekog tkiva u vidu, otkrivanje agregata limfocita u gljivičnim gljivicama i Sezanyev sindrom.

Također se koriste u proučavanju eritroleekemije, leukemije nezrelih crvenih krvnih stanica. Stanice mrlje boje svijetle boje fuksije. Osim toga, u studiji se koriste infekcije živim gljivama, koje umiruju zidove gljivica magenta boje.

U laboratoriju

-Koristi se u kemijskom određivanju mangana, osim što se koristi u organskoj sintezi.

-Periodična kiselina se koristi kao selektivni oksidant u području reakcija organske kemije.

-Periodna kiselina može proizvesti otpuštanje acetaldehida i viših aldehida. Osim toga, periodična kiselina može osloboditi formaldehid za njegovu detekciju i izolaciju, kao i oslobađanje amonijaka iz hidroksiamino kiselina..

-Periodične kisele otopine koriste se u istraživanju prisutnosti aminokiselina koje imaju OH i NH skupine2 u susjednim položajima. Otopina periodične kiseline koristi se zajedno s kalijevim karbonatom. S tim u vezi, serin je najjednostavnija hidroksi amino kiselina.

reference

  1. Gavira José M Vallejo. (24. listopada 2017.) Značenje meta, piro i orto prefiksa u staroj nomenklaturi. Oporavio se od: triplenlace.com
  2. Gunawardena G. (17. ožujka 2016.). Periodna kiselina. Kemija LibreTexts. Preuzeto s: chem.libretexts.org
  3. Wikipedia. (2018.). Periodna kiselina. Preuzeto s: en.wikipedia.org
  4. Kraft, T. i Jansen, M. (1997), Određivanje kristalne strukture metaperiodne kiseline, HIO4, s kombiniranom rendgenskom i neutronskom difrakcijom. Angew. Intermed., 36: 1753-1754, Chem. doi: 10.1002 / anie.199717531
  5. Shiver & Atkins. (2008). Anorganska kemija (Četvrto izdanje). Mc Graw Hill.
  6. Martin, A.J. i Synge, R.L. (1941). Neke primjene periodične kiseline za proučavanje hidroksiamino-kiselina proteinskih hidrolizata: Oslobadanje acetaldehida i viših aldehida periodičnom kiselinom. 2. Detekcija i izolacija formaldehida oslobođenog periodičnom kiselinom. 3. Amonijak razdvojen od hidroksiamino kiselina periodnom kiselinom. 4. Frakcija hidroksiaminske kiseline vune. 5. Hydroxylysine 's dodatkom Florence O. Bell Laboratorij za fiziku tekstila, Sveučilište u Leedsu. Biokemijski dnevnik, 35(3), 294-314.1.
  7. Asima. Chatterjee i S. G. Majumdar. (1956). Uporaba periodične kiseline za otkrivanje i lociranje etilenske nezasićenosti. Analytical Chemistry 1956 28 (5), 878-879. DOI: 10.1021 / ac60113a028.