PERIODNA KISELINA (HIO4): STRUKTURA, SVOJSTVA I UPOTREBE - KEMIJA - 2025

Perjodna kiselina je oxyacid, što odgovara stanju oksidacije VII joda. Postoji u dva oblika: ortoperiodna (H ₅ IO ₆) i metaperiodna kiselina (HIO ₄). Otkrili su ga 1838. njemački kemičari HG Magnus i CF Ammermüller.

U razrijeđenim vodenim otopinama, perjodna kiselina je uglavnom u obliku metaperiodične kisleine i hydronium ion (H ₃ O ⁺). U međuvremenu se u koncentriranim vodenim otopinama periodična kiselina pojavljuje kao ortoperiodna kiselina.

Higroskopski kristali ortoperiodne kiseline. Izvor: Leiem, iz Wikimedia Commons

Oba oblika periodične kiseline prisutni su u dinamičkoj kemijskoj ravnoteži, prevladavajući oblik ovisno o pH koji postoji u vodenoj otopini.

Gornja slika prikazuje ortoperiodnu kiselinu koja se sastoji od bezbojnih, higroskopnih kristala (zbog toga izgledaju mokro). Iako su formule i strukture između H ₅ IO ₆ i tiol ₄ su na prvi pogled vrlo različiti, te dvije izravno vezane na stupanj hidratacije.

H ₅ IO ₆ može se izraziti kao tiol ₄ ∙ 2H ₂ O, i zbog toga moraju biti dehidriran kako bi se dobio HIO ₄; isto se događa u suprotnom smjeru, kada se proizvodi hidratacija HIO ₄, H ₅ IO ₆.

Struktura periodične kiseline

Metaperiodna kiselina. Izvor: Benjah-bmm27 putem Wikipedije.

Gornja slika prikazuje molekularnu strukturu metaperiodne kiseline, HIO ₄. To je oblik koji se najviše objašnjava u tekstovima iz kemije; međutim, najmanje je termodinamički stabilan.

Kao što se može vidjeti, sastoji se od tetraedra u čijem se središtu nalazi atom joda (ljubičasta sfera) i atoma kisika (crvene sfere) u njegovim vrhovima. 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 grupe, sposobna je donirati H ⁺ ion; i još više kad je pozitivni parcijalni naboj H veći zbog četiri atoma kisika vezanih na jod. Imajte na umu da HIO ₄ može tvoriti četiri vodikove veze: jedna kroz OH (krafna) i tri kroz atome kisika (prihvaća).

Kristalografske studije pokazale su da jod u stvari može prihvatiti dva kisika iz susjedne molekule HIO ₄. Pri tome se dobivaju dvije IO ₆ oktaedre, povezane dvije IOI veze u cis položajima; to jest da su na istoj strani i nisu razdvojeni kutom od 180 °.

Ti oktaedri IO ₆ povezani su na taj način da stvaraju beskonačne lance, da kada međusobno djeluju, "naoružaju" HIO ₄ kristal.

Ortoperiodna kiselina

Ortoperiodna kiselina. Izvor: Benjah-bmm27 putem Wikipedije.

Gornja slika prikazuje najstabilniji i hidratizirani oblik periodične kiseline: ortoperiodna kiselina, H ₅ IO ₆. Boje za ovaj model šipki i kuglica su iste kao i za HIO _{4 koji je} upravo objašnjen. Ovdje možete izravno vidjeti kako izgleda IO ₆ oktaedar.

Imajte na umu da postoji pet OH grupa, što odgovara petima H ⁺ iona koji bi teoretski mogli osloboditi molekulu H ₅ IO ₆. Međutim, zbog sve većeg elektrostatičkog odbijanja, može se osloboditi samo tri od tih pet, uspostavljajući različite ravnoteže disocijacije.

Ovih pet OH skupine omogućuju H ₅ IO _{6 do} prihvatiti različite molekule vode, te je iz tog razloga njegove kristali higroskopni; odnosno apsorbiraju vlagu prisutnu u zraku. Oni su također odgovorni za značajno visoku talište spoja kovalentne prirode.

Molekule H ₅ IO ₆ tvore mnoge vodikove veze jedna s drugom, te stoga daju takvu usmjerenost koja im također omogućuje da budu smještene u uredan prostor. Kao rezultat ovog rasporeda, H ₅ IO ₆ tvori monokliničke kristale.

Svojstva

Molekularni utezi

-Metaperiodna kiselina: 190,91 g / mol.

-Ortroperiodna kiselina: 227.941 g / mol.

Fizički izgled

Bijela ili blijedo žuta kruta tvar, za HIO ₄, ili bezbojni kristali, za H ₅ IO ₆.

Talište

128 ° C (263,3 ° F, 401,6 ° F).

Točka paljenja

140 ° C.

Stabilnost

Stabilan. Jaki oksidant. U dodiru sa zapaljivim materijalima može doći do požara. Higroskopan. Nekompatibilan s organskim materijalima i jakim reducentima.

pH

1.2 (otopina 100 g / L vode na 20 ° C).

Reaktivnost

Periodna kiselina je sposobna razbiti vezu vicinalnih diola prisutnih u ugljikohidratima, glikoproteinima, glikolipidima itd., Porijeklom iz molekularnih fragmenata s terminalnim aldehidnim skupinama.

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

Aldehidi dobiveni ovom reakcijom mogu reagirati sa Schiffovim reagensom, detektirajući prisutnost složenih ugljikohidrata (oni postaju ljubičasti). Periodna kiselina i Schiffov reagens spajaju se u reagens koji je skraćeno PAS.

Nomenklatura

tradicionalan

Periodna kiselina dobila je ime po tome što jod djeluje s najvećom valnom snagom: +7, (VII). To je način imenovanja prema staroj nomenklaturi (tradicionalnoj).

U hemijskim knjigama uvijek stavljaju HIO ₄ kao jedinog predstavnika periodične kiseline, koji je sinonim za metaperiodnu kiselinu.

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

I ₂ O ₇ + H ₂ O => 2HIO ₄

A za tvorbu orthoperiodic kiseline, i ₂ O ₇ mora reagirati s veće količine vode:

I ₂ O ₇ + 5H ₂ O => 2H ₅ IO ₆

Reagira s pet molekula vode umjesto jedne.

Izraz orto-, koristi se isključivo za označavanje H ₅ IO ₆, i stoga se periodična kiselina odnosi samo na HIO ₄.

Sistematika i zalihe

Drugi, manje uobičajeni nazivi za periodičnu kiselinu su:

-Vidni tetraksoiodat (VII).

-Tetraoksojodna kiselina (VII)

Prijave

liječnici

PAS bojenje. Izvor: Nije naveden autor čitljiv autor. KGH pretpostavio (na temelju tvrdnji o autorskim pravima).

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

Primjenjuju se u sljedećim medicinskim stanjima: Pagetova bolest, sarkom mekog dijela vida, otkrivanje limfocitnih agregata u mikoznim fungoidima i kod Sezanyjevog sindroma.

Također se koriste u istraživanju eritroleukemije, nezrele leukemije crvenih krvnih stanica. Stanice mrlje svijetle fuksije. Pored toga, žive gljivične infekcije koriste se u studiji obojeći zidove gljivica magenta bojom.

U laboratoriju

-Koristi se u kemijskom određivanju mangana, pored njegove upotrebe u organskoj sintezi.

-Periodna kiselina se koristi kao selektivni oksidans u području reakcija organske kemije.

-Periodna kiselina može dovesti do oslobađanja acetaldehida i viših aldehida. Uz to, periodična kiselina može otpustiti formaldehid za otkrivanje i izolaciju, kao i oslobađanje amonijaka iz hidroksiamino kiselina.

-Otopine perioidne kiseline koriste se u istraživanju prisutnosti aminokiselina koje u susjednim položajima imaju OH i NH2 _skupine. Otopina periodične kiseline koristi se zajedno s kalijevim karbonatom. S tim u vezi, serin je najjednostavnija hidroksiamino kiselina.

Reference

1. Gavira José M Vallejo. (24. listopada 2017.). Značenje prefiksa meta, piro i orto u staroj nomenklaturi. Oporavilo od: triplenlace.com
2. Gunawardena G. (17. ožujka 2016.). Periodna kiselina. Kemija LibreTexts. Oporavak od: chem.libretexts.org
3. Wikipedia. (2018.). Periodna kiselina. Oporavilo sa: en.wikipedia.org
4. Kraft, T. i Jansen, M. (1997), Određivanje kristalne strukture metaperiodne kiseline, HIO4, s kombiniranom difrakcijom rendgenskih zraka i neutrona. Angew. Chem., Ed. Engl., 36: 1753-1754. doi: 10.1002 / anie.199717531
5. Shiver & Atkins. (2008). Neorganska kemija. (Četvrto izdanje). Mc Graw Hill.
6. Martin, AJ, & Synge, RL (1941). Neke primjene periodične kiseline za ispitivanje hidroksiamino-kiselina proteinskih hidrolizata: Oslobađanje acetaldehida i viših aldehida periodičnom kiselinom. 2. Otkrivanje i izoliranje formaldehida oslobođenog periodičnom kiselinom. 3. Razdvajanje amonijaka iz hidroksiamino-kiselina periodičnom kiselinom. 4. Hidroksiamino-kiselinski udio vune. 5; Hydroxylysine 's dodatkom Florence O. Bell Textile Physics Physics, University of Leeds. Biochemical journal, 35 (3), 294-314.1.
7. Asima. Chatterjee i SG Majumdar. (1956). Upotreba periodične kiseline za otkrivanje i lociranje etilenske nezasićenosti. Analitička kemija 1956, 28 (5), 878-879. DOI: 10.1021 / ac60113a028.