Periodisk syra (HIO4) struktur, egenskaper och användningsområden

3921
Philip Kelley
Periodisk syra (HIO4) struktur, egenskaper och användningsområden

De periodisk syra det är en oxacid som motsvarar oxidationstillstånd VII av jod. Den finns i två former: den ortoperiska (H5IO6) och metaperiodinsyra (HIO4). Det upptäcktes 1838 av de tyska kemisterna H. G. Magnus och C. F. Ammermüller.

I utspädda vattenlösningar förekommer periodisk syra huvudsakligen i form av metaperiodsyra och hydroniumjon (H3ELLER+). Under tiden framträder periodisk syra i koncentrerade vattenlösningar som ortoperiodinsyra..

Hygroskopiska kristaller av ortoperiodinsyra. Källa: Leiem [CC BY-SA 4.0 (https://creativecommons.org/licenses/by-sa/4.0)], från Wikimedia Commons

Båda formerna av periodisk syra finns i en dynamisk kemisk jämvikt, den dominerande formen beror på pH-värdet i den vattenhaltiga lösningen..

Den övre bilden visar ortoperiodinsyra, som består av färglösa hygroskopiska kristaller (av den anledningen ser de blöta ut). Även om formlerna och strukturerna mellan H5IO6 och HIO4 är vid första anblicken väldigt olika, de två är direkt relaterade till graden av hydrering.

H5IO6 kan uttryckas som HIO4∙ 2HtvåEller, och därför måste du torka ut det för att få HIO4; detsamma händer i motsatt riktning vid hydrering av HIO4 H produceras5IO6.

Artikelindex

  • 1 Struktur av periodisk syra
    • 1.1 Ortoperiodinsyra
  • 2 fastigheter
    • 2.1 Molekylvikter
    • 2.2 Fysiskt utseende
    • 2.3 Smältpunkt
    • 2.4 Flampunkt
    • 2.5 Stabilitet
    • 2,6 pH
    • 2.7 Reaktivitet
  • 3 Nomenklatur
    • 3.1 Traditionell
    • 3.2 Systematik och lager
  • 4 användningsområden
    • 4.1 Läkare
    • 4.2 I laboratoriet
  • 5 Referenser

Strukturen av periodisk syra

Metaperiodic syra. Källa: Benjah-bmm27 via Wikipedia.

Den övre bilden visar den molekylära strukturen av metaperiodic syra, HIO4. Detta är den form som förklaras mest i kemitexter; emellertid är den minst termodynamiskt stabil.

Som man kan se består den av en tetraeder i vars centrum jodatomen (lila sfären) är och syreatomerna (röda sfärer) vid dess hörn. Tre av syreatomerna bildar en dubbelbindning med jod (I = O), medan en av dem bildar en enkelbindning (I-OH).

Denna molekyl är sur på grund av närvaron av OH-gruppen och kan donera en H-jon+; och ännu mer när den positiva partiella laddningen av H är större på grund av de fyra syreatomerna bundna till joden.  Observera att HIO4 kan bilda fyra vätebindningar: en genom OH (donerar) och tre genom dess syreatomer (accepterar).

Kristallografiska studier har visat att jod faktiskt kan acceptera två oxygener från en angränsande HIO-molekyl.4. Genom att göra detta erhålls två oktahedra IO6, länkade med två I-O-I-obligationer i cis-positioner; de är på samma sida och är inte åtskilda av en vinkel på 180 °.

Dessa oktahedra IO6 de är länkade på ett sådant sätt att de slutar skapa oändliga kedjor, att när de interagerar med varandra "beväpnar" de HIO-kristallen4.

Ortoperiodic syra

Ortoperiodic syra. Källa: Benjah-bmm27 via Wikipedia.

Bilden ovan visar den mest stabila och hydratiserade formen av periodisk syra: ortoperiodisk, H5IO6. Färgerna för denna modell av stänger och kulor är desamma som för HIO4 just förklarade. Här kan du se direkt hur en oktaeder IO ser ut6.

Observera att det finns fem OH-grupper, motsvarande de fem H-jonerna+ som teoretiskt skulle kunna frigöra H-molekylen5IO6. Men på grund av ökande elektrostatiska avstötningar kan det bara frigöra tre av dessa fem, vilket skapar olika dissociationsjämvikter..

Dessa fem OH-grupper tillåter H5IO6 acceptera flera vattenmolekyler, och det är av denna anledning som dess kristaller är hygroskopiska; de absorberar fukten i luften. Dessa är också ansvariga för dess avsevärt höga smältpunkt för en förening av kovalent natur..

Molekyler av H5IO6 de bildar många vätebindningar med varandra och ger därför en sådan riktning som också gör att de kan ordnas i ett ordnat utrymme. Som ett resultat av nämnda beställning, H5IO6 bildar monokliniska kristaller.

Egenskaper

Molekylvikter

-Metaperiodsyra: 190,91 g / mol.

-Ortoperiodinsyra: 227,941 g / mol.

Fysiskt utseende

Vit eller blekgul fast, för HIO4, eller färglösa kristaller, för H5IO6.

Smältpunkt

128 ºC (263,3 ºF, 401,6 ºF).

Antändningspunkt

140 ºC.

Stabilitet

Stabil. Stark oxidationsmedel. Kontakt med brännbart material kan orsaka brand. Hygroskopisk. Oförenlig med organiska material och starka reduktionsmedel.

pH

1.2 (lösning av 100 g / l vatten vid 20 ºC).

Reaktivitet

Periodisk syra kan bryta bindningen av vicinala dioler som finns i kolhydrater, glykoproteiner, glykolipider etc., med ursprung i molekylära fragment med terminala grupper aldehyder.

Denna egenskap hos periodisk syra används för att bestämma strukturen hos kolhydrater, liksom närvaron av ämnen relaterade till dessa föreningar..

De aldehyder som bildas genom denna reaktion kan reagera med Schiff's reagens och upptäcka närvaron av komplexa kolhydrater (de blir lila). Periodisk syra och Schiff's reagens är kopplade till ett reagens förkortat PAS.

Nomenklatur

Traditionell

Periodisk syra har sitt namn eftersom jod fungerar med den högsta av sina valenser: +7, (VII). Detta är sättet att namnge det enligt den gamla nomenklaturen (den traditionella).

I kemiböcker placerar de alltid HIO4 som den enda representanten för periodisk syra, eftersom den är synonym med metaperiodsyra.

Metaperiodic syra har sitt namn tack vare det faktum att jodanhydrid reagerar med en vattenmolekyl; det vill säga dess hydratiseringsgrad är den lägsta:

JagtvåELLER7 + HtvåO => 2HIO4

Medan för bildandet av ortoperiodinsyra, jagtvåELLER7 måste reagera med en högre mängd vatten:

JagtvåELLER7 + 5HtvåO => 2H5IO6

Reagerar med fem vattenmolekyler istället för en.

Termen orto- används endast för att hänvisa till H5IO6, och det är därför periodisk syra endast refererar till HIO4.

Systematik och lager

Andra, mindre vanliga namn för periodisk syra är:

-vätetetraoxojodat (VII).

-Tetraoxojodsyra (VII)

Applikationer

Läkare

PAS-färgning. Källa: Ingen maskinläsbar författare tillhandahålls. Antog KGH (baserat på upphovsrättsanspråk). [CC BY-SA 3.0 (http://creativecommons.org/licenses/by-sa/3.0/)]

Lila PAS-fläckar erhållna genom reaktion av periodisk syra med kolhydrater används för att bekräfta glykogenlagringssjukdom; till exempel Von Gierkes sjukdom.

De används under följande medicinska tillstånd: Pagets sjukdom, den mjuka delens sarkom vid synen, detektion av lymfocytaggregat i mycosis fungoides och Sezany syndrom.

De används också i studien av erytroleukemi, en omogen rödblodcellsleukemi. Celler fläckar ljus fuchsia. Dessutom används infektioner med levande svampar i studien och färgar svampens väggar i magenta färg.

På laboratoriet

-Det används vid kemisk bestämning av mangan, förutom dess användning i organisk syntes.

-Periodisk syra används som en selektiv oxidant inom organiska kemiska reaktioner..

-Periodisk syra kan orsaka frisättning av acetaldehyd och högre aldehyder. Dessutom kan periodisk syra frigöra formaldehyd för detektion och isolering, såväl som frisättning av ammoniak från hydroxiaminosyror..

-Periodiska syralösningar används i studien av närvaron av aminosyror som har OH- och NH-grupper.två i intilliggande positioner. Periodisk syralösning används tillsammans med kaliumkarbonat. I detta avseende är serin den enklaste hydroxiaminosyran.

Referenser

  1. Gavira José M Vallejo. (24 oktober 2017). Betydelsen av meta-, pyro- och orto-prefix i den gamla nomenklaturen. Återställd från: triplenlace.com
  2. Gunawardena G. (17 mars 2016). Periodisk syra. Kemi LibreTexts. Återställd från: chem.libretexts.org
  3. Wikipedia. (2018). Periodisk syra. Återställd från: en.wikipedia.org
  4. Kraft, T. och Jansen, M. (1997), Crystal Structure Determination of Metaperiodic Acid, HIO4, with Combined X-Ray and Neutron Diffraction. Ångest. Chem. Int. Ed. Engl., 36: 1753-1754. doi: 10.1002 / anie.199717531
  5. Shiver & Atkins. (2008). Oorganisk kemi. (Fjärde upplagan). Mc Graw Hill.
  6. Martin, A. J., & Synge, R. L. (1941). Några tillämpningar av periodisk syra på studier av hydroxiaminosyror av proteinhydrolysat: Frigöringen av acetaldehyd och högre aldehyder genom periodisk syra. 2. Detektion och isolering av formaldehyd frigjord av periodisk syra. 3. Ammoniak uppdelad från hydroxiaminosyror med periodisk syra. 4. Hydroxiaminosyrafraktionen av ull. 5 .; Hydroxylysine 'With an Appendix by Florence O. Bell Textile Physics Laboratory, University of Leeds. Den biokemiska tidskriften35(3), 294-314.1.
  7. Asima. Chatterjee och S. G. Majumdar. (1956). Användning av periodisk syra för att upptäcka och lokalisera etylenisk omättnad. Analytisk kemi 1956 28 (5), 878-879. DOI: 10.1021 / ac60113a028.

Ingen har kommenterat den här artikeln än.