Struktura, vlastnosti, názvosloví a použití kyseliny periodické (HIO4)



kyselina jodistá jedná se o oxacid, který odpovídá oxidačnímu stavu VII jodu. Existuje ve dvou formách: ortoperyodická (H5IO6) a metaperiodová kyselina (HIO)4). To bylo objeveno v 1838 německými chemiky H. G. Magnus a C. F. Ammermüller.

Ve zředěných vodných roztocích se kyselina jodistá vyskytuje hlavně ve formě kyseliny metaperiodové a iontů hydronia (H.)3O+). V koncentrovaných vodných roztocích se kyselina jodistá jeví jako kyselina ortoperiodová.

Obě formy kyseliny jodisté ​​jsou přítomny v dynamické chemické rovnováze v závislosti na převažující formě existujícího pH ve vodném roztoku..

Horní obrázek ukazuje kyselinu ortoperyodovou, která se skládá z hygroskopických bezbarvých krystalů (proto vypadají mokré). Ačkoli vzorce a struktury mezi H5IO6 a HIO4 jsou na první pohled velmi rozdílné, ty dva přímo souvisí se stupněm hydratace.

H5IO6 lze vyjádřit jako HIO4∙ 2H2Nebo, a proto je musíte dehydratovat, abyste získali HIO4; totéž se děje v opačném směru, hydratací HIO4 Vyrobí se H5IO6.

Index

  • 1 Struktura kyseliny jodisté
    • 1.1 Orthoperoxy kyselina
  • 2 Vlastnosti
    • 2.1 Molekulové hmotnosti
    • 2.2 Fyzický vzhled
    • 2.3 Bod tání
    • 2.4 Bod zapalování
    • 2.5 Stabilita
    • 2,6 pH
    • 2.7 Reaktivita
  • 3 Nomenklatura
    • 3.1 Tradiční
    • 3.2 Systematika a sklad
  • 4 Použití
    • 4.1 Lékaři
    • 4.2 V laboratoři
  • 5 Odkazy

Struktura periodické kyseliny

Molekulární struktura kyseliny metaperiodové, HIO, je uvedena na horním obrázku4. Toto je forma, která je nejvíce vysvětlena v textech chemie; je však nejméně termodynamicky stabilní.

Jak to může být pozorováno, to sestává z tetrahedron v jehož středu jódový atom (purpurová koule) je lokalizován, a v jeho vrcholech atomy kyslíku (červené koule). Tři atomy kyslíku tvoří dvojnou vazbu s jódem (I = O), zatímco jeden z nich tvoří jednoduchou vazbu (I-OH).

Tato molekula je kyselá vzhledem k přítomnosti skupiny OH, která je schopna darovat iont H+; a ještě více, když částečný kladný náboj H je větší kvůli čtyřem atomům kyslíku spojeným s jódem.  Všimněte si, že HIO4 mohou tvořit čtyři vodíkové vazby: jeden přes OH (donut) a tři atomy kyslíku (přijímá).

Krystalografické studie ukázaly, že jod může ve skutečnosti přijímat dva kyslíky ze sousední molekuly HIO4. Tímto způsobem se získají dva oktaedrony IO6, spojeny dvěma vazbami I-O-I v polohách cis; tj. jsou na stejné straně a nejsou odděleny úhlem 180 °.

Tyto IO oktaedrony6 jsou spojeny takovým způsobem, že nakonec vytvářejí nekonečné řetězce, které při vzájemném ovlivňování "ramena" krystalu HIO4.

Ortoperoxykyselina

Na horním obrázku je uvedena nejstabilnější a hydratovaná forma kyseliny jodisté: kyselina ortoperdová, H5IO6. Barvy pro tento model tyčí a koulí jsou stejné jako pro HIO4 právě vysvětlil. Zde můžete vidět přímo, jak vypadá oktaedron IO6.

Všimněte si, že existuje pět OH skupin, které odpovídají pěti H iontům+ teoreticky by mohla uvolnit molekulu H5IO6. Nicméně, kvůli zvyšujícím se elektrostatickým odporům, to může jen pustit tři těch pět, ustavit různé disociační rovnováhy \ t.

Těchto pět OH skupin dovoluje H5IO6 akceptují několik molekul vody, a proto jsou jejich krystaly hygroskopické; to znamená, že absorbují vlhkost přítomnou ve vzduchu. Také tyto látky jsou zodpovědné za jejich značně vysokou teplotu tání sloučeniny kovalentní povahy.

Molekuly H5IO6 tvoří mezi sebou mnoho vodíkových mostů, a proto udělují směr, který jim umožňuje být uspořádány úhledně ve vesmíru. Výsledkem uvedeného uspořádání je H5IO6 tvoří monoklinické krystaly.

Vlastnosti

Molekulové hmotnosti

-Metaperyodová kyselina: 190,91 g / mol.

-Kyselina ortoperoxidová: 227,941 g / mol.

Fyzický vzhled

Pevné bílé nebo světle žluté, pro HIO4, nebo bezbarvé krystaly, pro H5IO6.

Teplota tání

128 ° C (263,3 ° F, 401,6 ° F).

Bod zapalování

140 ° C.

Stabilita

Stabilní Silné oxidační činidlo Při styku s hořlavými materiály může způsobit požár. Hygroskopický Nekompatibilní s organickými materiály a silnými redukčními činidly.

pH

1,2 (roztok 100 g / l vody při 20 ° C).

Reaktivita

Kyselina jodistá je schopna rozbít vazbu vicinálních diolů přítomných v sacharidech, glykoproteinech, glykolipidech atd., Vznikajících molekulárních fragmentů s koncovými skupinami aldehydu.

Tato vlastnost kyseliny jodisté ​​se používá při stanovení struktury sacharidů, jakož i přítomnosti látek souvisejících s těmito sloučeninami..

Aldehydy vytvořené touto reakcí mohou reagovat se Schiffovým činidlem a detekovat přítomnost komplexních sacharidů (jsou zbarveny purpurově). Periodická kyselina a Schiffovo činidlo jsou spojeny v činidle, které je zkráceno jako PAS.

Nomenklatura

Tradiční

Kyselina jódová má své jméno, protože jod pracuje s největší z valencí: +7, (VII). Toto je způsob, jak ho pojmenovat podle staré nomenklatury (tradiční)..

V učebnicích chemie vždy umístí HIO4 jako jediný zástupce kyseliny jodisté, který je synonymem kyseliny metaperyodové.

Metaperiodová kyselina vděčí za svůj název skutečnosti, že anhydrid jódu reaguje s molekulou vody; tj. stupeň hydratace je nejnižší:

Já2O7 + H2O => 2HIO4

Zatímco pro tvorbu kyseliny ortoperiodové2O7 musí reagovat s větším množstvím vody:

Já2O7 + 5H2O => 2H5IO6

Reakce s pěti molekulami vody místo jednoho.

Termín ortho-, se používá výhradně pro označení H5IO6, a proto se kyselina jodistá vztahuje pouze na HIO4.

Systematika a sklad

Jiná jména, méně obyčejná, pro kyselinu jodistou jsou: \ t

-tetraoxoodičnan (VII) vodík.

-Kyselina tetraoxoyodná (VII)

Použití

Lékaři

Fialové skvrny PAS získané reakcí kyseliny jodisté ​​s uhlovodany se používají při potvrzení onemocnění při ukládání glykogenu; například von Gierkeho nemoc.

Používají se v následujících zdravotních stavech: Pagetova choroba, sarkom měkkých tkání při pozorování, detekce agregátů lymfocytů v mycosis fungoides a Sezanyho syndromu.

Používají se také ve studiích erytroleukemie, leukémie nezralých červených krvinek. Buňky vybarvují jasnou fuchsiovou barvu. Kromě toho se ve studii používají infekce živými houbami, které umírají stěny houby purpurové barvy.

V laboratoři

-Kromě použití v organické syntéze se používá při chemickém stanovení manganu.

-Periodická kyselina se používá jako selektivní oxidant v oblasti reakcí organické chemie.

-Periodická kyselina může produkovat uvolňování acetaldehydu a vyšších aldehydů. Kromě toho může kyselina jodistá uvolňovat formaldehyd pro jeho detekci a izolaci, jakož i uvolňování amoniaku z hydroxyaminokyselin..

-Roztoky kyseliny jodisté ​​se používají při studiu přítomnosti aminokyselin, které mají OH a NH skupiny2 v sousedních polohách. Roztok kyseliny jodisté ​​se používá ve spojení s uhličitanem draselným. V tomto ohledu je serin nejjednodušší hydroxyaminokyselinou.

Odkazy

  1. Gavira José M Vallejo. (24. října 2017). Význam meta, pyro a ortho prefixů ve staré nomenklatuře. Obnoveno z: triplenlace.com
  2. Gunawardena G. (17. března 2016). Kyselina jodistá. Chemie LibreTexts. Zdroj: chem.libretexts.org
  3. Wikipedia. (2018). Kyselina jodistá. Zdroj: en.wikipedia.org
  4. Kraft, T. a Jansen, M. (1997), stanovení krystalové struktury kyseliny metakododíkové, HIO4, s kombinovanou rentgenovou a neutronovou difrakcí. Angew. Chem. Int., Ed. Engl., 36: 1753-1754. doi: 10.1002 / anie.199717531
  5. Shiver a Atkins. (2008). Anorganická chemie (Čtvrté vydání). Mc Graw Hill.
  6. Martin, A. J., & Synge, R. L. (1941). Některé aplikace kyseliny jodisté ​​ke studiu hydroxyaminokyselin proteinových hydrolyzátů: Uvolňování acetaldehydu a vyšších aldehydů kyselinou jodistou. 2. Detekce a izolace formaldehydu uvolněného kyselinou jodistou. 3. Amoniak štěpený kyselinou hydroxyaminokyselinou kyselinou jodistou. 4. Frakce hydroxyaminokyseliny z vlny. 5. Hydroxylysine 's dodatkem Florence O. Bell textilní fyzikální laboratoř, University of Leeds. Biochemický časopis, 35(3), 294-314.1.
  7. Asima Chatterjee a S. G. Majumdar. (1956). Použití periodické kyseliny pro detekci a lokalizaci nenasycenosti ethylenu. Analytická chemie 1956 28 (5), 878-879. DOI: 10,1021 / ac60113a028.