Struktura, vlastnosti a použití kyseliny jodisté ​​(HIO4)

4883
Robert Johnston
Struktura, vlastnosti a použití kyseliny jodisté ​​(HIO4)

The kyselina jodistá je to oxacid, který odpovídá oxidačnímu stavu VII jodu. Existuje ve dvou formách: ortoperiodická (H5IO6) a kyselina metaperjodičná (HIO4). Objevili jej v roce 1838 němečtí chemici H. G. Magnus a C. F. Ammermüller.

Ve zředěných vodných roztocích se kyselina jodistá vyskytuje hlavně ve formě kyseliny metaperjodičité a hydroniového iontu (H3NEBO+). Mezitím se v koncentrovaných vodných roztocích objevuje kyselina jodistá jako kyselina ortoperiodová..

Hygroskopické krystaly kyseliny ortoperiodové. Zdroj: Leiem [CC BY-SA 4.0 (https://creativecommons.org/licenses/by-sa/4.0)], z Wikimedia Commons

Obě formy kyseliny jodisté ​​jsou přítomny v dynamické chemické rovnováze, převládající forma závisí na hodnotě pH ve vodném roztoku..

Horní obrázek ukazuje kyselinu ortoperiodovou, která se skládá z bezbarvých hygroskopických krystalů (z toho důvodu vypadají mokré). Ačkoli vzorce a struktury mezi H5IO6 a HIO4 jsou na první pohled velmi odlišné, oba přímo souvisejí se stupněm hydratace.

H5IO6 lze vyjádřit jako HIO4∙ 2HdvaNebo, a proto je musíte dehydratovat, abyste získali HIO4; totéž se děje v opačném směru, když hydratujete HIO4 vyrobí se H.5IO6.

Rejstřík článků

  • 1 Struktura kyseliny jodisté
    • 1.1 Kyselina ortoperiodová
  • 2 Vlastnosti
    • 2.1 Molekulové hmotnosti
    • 2.2 Fyzický vzhled
    • 2.3 Bod tání
    • 2.4 Bod vzplanutí
    • 2.5 Stabilita
    • 2,6 pH
    • 2.7 Reaktivita
  • 3 Názvosloví
    • 3.1 Tradiční
    • 3.2 Systematika a zásoby
  • 4 použití
    • 4.1 Lékaři
    • 4.2 V laboratoři
  • 5 Reference

Struktura kyseliny jodisté

Kyselina metaperjodičná. Zdroj: Benjah-bmm27 přes Wikipedii.

Horní obrázek ukazuje molekulární strukturu kyseliny metaperjodičité, HIO4. Toto je forma, která je nejvíce vysvětlena v textech chemie; je však nejméně termodynamicky stabilní.

Jak je vidět, skládá se ze čtyřstěnu, jehož středem je atom jódu (fialová koule) a atomy kyslíku (červené koule) na jeho vrcholech. Tři z atomů kyslíku tvoří dvojnou vazbu s jodem (I = O), zatímco jeden z nich tvoří jednoduchou vazbu (I-OH).

Tato molekula je kyselá díky přítomnosti skupiny OH a je schopna darovat iont H+; a ještě více, když je kladný parciální náboj H větší kvůli čtyřem atomům kyslíku vázaným na jód.  Všimněte si, že HIO4 může tvořit čtyři vodíkové vazby: jednu prostřednictvím OH (daruje) a tři prostřednictvím svých atomů kyslíku (přijímá).

Krystalografické studie ukázaly, že jód může ve skutečnosti přijmout dva kyslíky ze sousední molekuly HIO.4. Přitom se získají dva oktaedry IO6, spojené dvěma vazbami I-O-I v cis polohách; to znamená, že jsou na stejné straně a nejsou odděleny úhlem 180 °.

Tyto oktaedry IO6 jsou propojeny takovým způsobem, že nakonec vytvoří nekonečné řetězce, že při vzájemné interakci „vyzbrojí“ krystal HIO4.

Kyselina ortoperiodová

Kyselina ortoperiodová. Zdroj: Benjah-bmm27 přes Wikipedii.

Obrázek výše ukazuje nejstabilnější a hydratovanou formu kyseliny jodisté: orthoperiodic, H5IO6. Barvy pro tento model tyčí a koulí jsou stejné jako pro HIO4 právě vysvětleno. Zde můžete přímo vidět, jak vypadá osmistěn IO6.

Všimněte si, že existuje pět OH skupin, což odpovídá pěti H iontům+ což by teoreticky mohlo uvolnit molekulu H.5IO6. Kvůli rostoucím elektrostatickým odpudům však může uvolnit pouze tři z těchto pěti, čímž se vytvoří různé disociační rovnováhy..

Těchto pět skupin OH umožňuje H5IO6 přijměte několik molekul vody a z tohoto důvodu jsou její krystaly hygroskopické; to znamená, že absorbují vlhkost přítomnou ve vzduchu. Tito jsou také zodpovědní za jeho značně vysokou teplotu tání pro sloučeninu kovalentní povahy..

Molekuly H.5IO6 tvoří mezi sebou mnoho vodíkových vazeb, a proto poskytují takovou směrovost, která jim také umožňuje uspořádat je do uspořádaného prostoru. V důsledku uvedeného objednání byl H5IO6 tvoří monoklinické krystaly.

Vlastnosti

Molekulové hmotnosti

-Kyselina metaperjodičná: 190,91 g / mol.

-Kyselina ortoperiodová: 227,941 g / mol.

Fyzický vzhled

Bílá nebo světle žlutá pevná látka, pro HIO4, nebo bezbarvé krystaly, pro H5IO6.

Bod tání

128 ° C (263,3 ° F, 401,6 ° F).

Bod zapalování

140 ° C.

Stabilita

Stabilní. Silný oxidant. Kontakt 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 uhlohydrátech, glykoproteinech, glykolipidech atd., Vznikající molekulární fragmenty s koncovými skupinami aldehydy.

Tato vlastnost kyseliny jodisté ​​se používá ke stanovení struktury sacharidů a přítomnosti látek souvisejících s těmito sloučeninami..

Aldehydy vzniklé touto reakcí mohou reagovat se Schiffovým činidlem a detekovat přítomnost komplexních sacharidů (zbarvují se do fialova). Kyselina jodistá a Schiffovo činidlo se spojí s činidlem zkráceným jako PAS.

Nomenklatura

Tradiční

Kyselina jodistá má své jméno, protože jód pracuje s nejvyšší z jeho valencí: +7, (VII). Toto je způsob pojmenování podle staré nomenklatury (tradiční).

V knihách o chemii vždy umístí HIO4 jako jediný zástupce kyseliny jodisté ​​je synonymem pro kyselinu metaperjodičnou.

Kyselina metaperjodová vděčí za svůj název skutečnosti, že anhydrid jodný reaguje s molekulou vody; to znamená, že její stupeň hydratace je nejnižší:

dvaNEBO7 + HdvaO => 2HIO4

Při tvorbě kyseliny ortoperiodové se IdvaNEBO7 musí reagovat s vyšším množstvím vody:

dvaNEBO7 + 5HdvaO => 2H5IO6

Reaguje s pěti molekulami vody místo s jednou.

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

Systematika a populace

Jiné, méně běžné názvy pro kyselinu jodistou jsou:

-hydrogen-tetraoxojodičnan (VII).

-Kyselina tetraoxojodová (VII)

Aplikace

Lékaři

Barvení PAS. Zdroj: Nebyl poskytnut žádný strojově čitelný autor. KGH předpokládá (na základě stížností na porušení autorských práv). [CC BY-SA 3.0 (http://creativecommons.org/licenses/by-sa/3.0/)]

Fialové skvrny PAS získané reakcí kyseliny jodisté ​​se sacharidy se používají k potvrzení nemoci skladování glykogenu; například Von Gierkeova choroba.

Používají se při následujících zdravotních stavech: Pagetova choroba, sarkom měkké části zraku, detekce agregátů lymfocytů u mycosis fungoides a Sezanyho syndrom.

Používají se také při studiu erytroleukémie, nezralé leukémie červených krvinek. Buňky obarví jasnou fuchsii. Ve studii se navíc používají infekce živými houbami, které zabarvují stěny hub purpurovou barvou.

V laboratoři

-Používá se při chemickém stanovení manganu, navíc k jeho použití v organické syntéze.

-Kyselina jodistá se používá jako selektivní oxidační činidlo v oblasti reakcí organické chemie..

-Kyselina jodistá může způsobit uvolňování acetaldehydu a vyšších aldehydů. Kyselina jodistá navíc může uvolňovat formaldehyd pro detekci a izolaci, stejně jako uvolňování amoniaku z hydroxyaminokyselin..

-Roztoky kyseliny jodisté ​​se používají ke studiu přítomnosti aminokyselin, které mají OH a NH skupiny.dva v sousedních pozicích. Roztok kyseliny jodisté ​​se používá ve spojení s uhličitanem draselným. V tomto ohledu je serin nejjednodušší hydroxyaminokyselina.

Reference

  1. Gavira José M Vallejo. (24. října 2017). Význam prefixů meta, pyro a ortho ve staré nomenklatuře. Obnoveno z: triplenlace.com
  2. Gunawardena G. (17. března 2016). Kyselina jodistá. Chemistry LibreTexts. Obnoveno z: chem.libretexts.org
  3. Wikipedia. (2018). Kyselina jodistá. Obnoveno z: en.wikipedia.org
  4. Kraft, T. a Jansen, M. (1997), Stanovení krystalové struktury kyseliny metaperiodové, HIO4, s kombinovanou rentgenovou a neutronovou difrakcí. Angew. Chem. Int. Ed. Engl., 36: 1753-1754. doi: 10,1002 / anie.199717531
  5. Shiver & 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. Čpavek štěpený z hydroxyaminokyselin kyselinou jodistou. 4. Hydroxyaminokyselinová frakce vlny. 5 .; Hydroxylysine 'With an Annex by Florence O. Bell Textile Physics Laboratory, University of Leeds. Biochemický časopis35(3), 294 - 314,1.
  7. Asima. Chatterjee a S. G. Majumdar. (1956). Použití kyseliny periodické k detekci a lokalizaci ethylenové nenasycenosti. Analytical Chemistry 1956 28 (5), 878-879. DOI: 10.1021 / ac60113a028.

Zatím žádné komentáře