Periodisk syre (HIO4) struktur, egenskaber og anvendelser

5138
Basil Manning
Periodisk syre (HIO4) struktur, egenskaber og anvendelser

Det periodisk syre det er en oxacid, der svarer til oxidationstilstand VII af iod. Den findes i to former: den ortoperiode (H.5IO6) og metaperiodsyre (HIO4). Det blev opdaget i 1838 af de tyske kemikere H. G. Magnus og C. F. Ammermüller.

I fortyndede vandige opløsninger forekommer periodisk syre hovedsagelig i form af metaperiodsyre og hydroniumion (H3ELLER+). I mellemtiden fremstår periodisk syre i koncentrerede vandige opløsninger som orthoperiodinsyre..

Hygroskopiske krystaller af orthoperiodic syre. Kilde: Leiem [CC BY-SA 4.0 (https://creativecommons.org/licenses/by-sa/4.0)], fra Wikimedia Commons

Begge former for periodisk syre er til stede i en dynamisk kemisk ligevægt, idet den dominerende form afhænger af pH-værdien i den vandige opløsning..

Det øverste billede viser orthoperiodic syre, som består af farveløse hygroskopiske krystaller (af den grund ser de våde ud). Selvom formlerne og strukturer mellem H5IO6 og HIO4 er ved første øjekast meget forskellige, de to er direkte relateret til graden af ​​hydrering.

H5IO6 kan udtrykkes som HIO4∙ 2HtoEller, og derfor er du nødt til at dehydrere det for at få HIO4; det samme sker i den modsatte retning, når hydrering af HIO4 H produceres5IO6.

Artikelindeks

  • 1 Struktur af periodisk syre
    • 1.1 Orthoperiodic syre
  • 2 egenskaber
    • 2.1 Molekylvægte
    • 2.2 Fysisk udseende
    • 2.3 Smeltepunkt
    • 2.4 Flammepunkt
    • 2.5 Stabilitet
    • 2,6 pH
    • 2.7 Reaktivitet
  • 3 Nomenklatur
    • 3.1 Traditionel
    • 3.2 Systematik og lager
  • 4 anvendelser
    • 4.1 Læger
    • 4.2 I laboratoriet
  • 5 Referencer

Struktur af periodisk syre

Metaperiodic syre. Kilde: Benjah-bmm27 via Wikipedia.

Det øverste billede viser den molekylære struktur af metaperiodic syre, HIO4. Dette er den form, der er mest forklaret i kemitekster; det er dog den mindst termodynamisk stabile.

Som det kan ses, består den af ​​en tetraeder, hvis centrum er jodatomet (lilla kugle) og iltatomerne (røde kugler) ved sine hjørner. Tre af iltatomerne danner en dobbeltbinding med iod (I = O), mens et af dem danner en enkeltbinding (I-OH).

Dette molekyle er surt på grund af tilstedeværelsen af ​​OH-gruppen og er i stand til at donere en H-ion+; og endnu mere, når den positive partielle ladning af H er større på grund af de fire iltatomer bundet til iodet.  Bemærk, at HIO4 kan danne fire hydrogenbindinger: en gennem OH (donerer) og tre gennem dens iltatomer (accepterer).

Krystallografiske undersøgelser har vist, at jod faktisk kan acceptere to oxygener fra et nærliggende HIO-molekyle.4. Derved opnås to octahedra IO6, bundet af to I-O-I obligationer i cis positioner; de er på samme side og adskilles ikke med en vinkel på 180 °.

Disse octahedra IO6 de er forbundet på en sådan måde, at de ender med at skabe uendelige kæder, at når de interagerer med hinanden "bevæber" de HIO-krystallen4.

Orthoperiodic syre

Orthoperiodic syre. Kilde: Benjah-bmm27 via Wikipedia.

Billedet ovenfor viser den mest stabile og hydratiserede form af periodisk syre: ortoperiodisk, H5IO6. Farverne til denne model af søjler og kugler er de samme som for HIO4 lige forklaret. Her kan du se direkte, hvordan en oktaeder IO ser ud6.

Bemærk, at der er fem OH-grupper svarende til de fem H-ioner+ der teoretisk kunne frigive H-molekylet5IO6. På grund af stigende elektrostatiske frastødninger kan den imidlertid kun frigive tre af disse fem, hvilket skaber forskellige dissociationsligevægte..

Disse fem OH-grupper tillader H5IO6 acceptere flere vandmolekyler, og det er af denne grund, at dets krystaller er hygroskopiske; de absorberer fugtigheden i luften. Disse er også ansvarlige for dets betydeligt høje smeltepunkt for en forbindelse af kovalent natur..

Molekyler af H5IO6 de danner mange hydrogenbindinger med hinanden og tilvejebringer derfor en sådan retningsretning, der også gør det muligt for dem at blive arrangeret i et velordnet rum. Som et resultat af den nævnte ordre blev H5IO6 danner monokliniske krystaller.

Ejendomme

Molekylvægte

-Metaperiodsyre: 190,91 g / mol.

-Orthoperiodic syre: 227.941 g / mol.

Fysisk fremtoning

Hvidt eller lysegult fast stof til HIO4, eller farveløse krystaller til H5IO6.

Smeltepunkt

128 ºC (263,3 ºF, 401,6 ºF).

Antændelsespunkt

140 ºC.

Stabilitet

Stabil. Stærk oxidant. Kontakt med brændbare materialer kan forårsage brand. Hygroskopisk. Uforenelig med organiske materialer og stærke reduktionsmidler.

pH

1.2 (opløsning af 100 g / l vand ved 20 ºC).

Reaktivitet

Periodisk syre er i stand til at bryde bindingen af ​​vicinale dioler til stede i kulhydrater, glycoproteiner, glycolipider osv., Der stammer fra molekylære fragmenter med terminale grupper aldehyder.

Denne egenskab ved periodisk syre bruges til at bestemme strukturen af ​​kulhydrater såvel som tilstedeværelsen af ​​stoffer relateret til disse forbindelser..

De aldehyder, der dannes ved denne reaktion, kan reagere med Schiff's reagens og detektere tilstedeværelsen af ​​komplekse kulhydrater (de bliver lilla). Periodisk syre og Schiff's reagens kobles til et reagens forkortet PAS.

Nomenklatur

Traditionel

Periodisk syre har sit navn, fordi jod fungerer med den højeste af dens valenser: +7, (VII). Sådan navngives det i henhold til den gamle nomenklatur (den traditionelle).

I kemibøger placerer de altid HIO4 som den eneste repræsentant for periodisk syre, idet den er synonym med metaperiodsyre.

Metaperiodic syre skylder sit navn på det faktum, at jodanhydrid reagerer med et vandmolekyle; dvs. dens hydratiseringsgrad er den laveste:

jegtoELLER7 + HtoO => 2HIO4

Mens til dannelse af orthoperiodic syre, ItoELLER7 skal reagere med en større mængde vand:

jegtoELLER7 + 5HtoO => 2H5IO6

Reagerer med fem vandmolekyler i stedet for et.

Udtrykket ortho- bruges udelukkende til at henvise til H5IO6, og det er derfor periodisk syre kun henviser til HIO4.

Systematik og lager

Andre, mindre almindelige navne for periodisk syre er:

-hydrogentetraoxoiodat (VII).

-Tetraoxoiodic syre (VII)

Ansøgninger

Læger

PAS-farvning. Kilde: Ingen maskinlæsbar forfatter angivet. KGH antog (baseret på krav om ophavsret). [CC BY-SA 3.0 (http://creativecommons.org/licenses/by-sa/3.0/)]

Lilla PAS-pletter opnået ved omsætning af periodisk syre med kulhydrater anvendes til bekræftelse af glykogenlagringssygdom; for eksempel Von Gierke sygdom.

De bruges i følgende medicinske tilstande: Pagets sygdom, sarkom af den bløde del til synet, påvisning af lymfocytaggregater i mycosis fungoides og Sezany syndrom.

De bruges også til undersøgelse af erythroleukæmi, en umoden rød blodlegeme leukæmi. Celler pletter lys fuchsia. Derudover anvendes infektioner med levende svampe i undersøgelsen, der farver svampens vægge i en magenta farve.

På laboratoriet

-Det bruges til kemisk bestemmelse af mangan ud over dets anvendelse i organisk syntese.

-Periodisk syre anvendes som en selektiv oxidant inden for organiske kemiske reaktioner..

-Periodisk syre kan forårsage frigivelse af acetaldehyd og højere aldehyder. Derudover kan periodisk syre frigive formaldehyd til påvisning og isolering såvel som frigivelse af ammoniak fra hydroxyaminosyrer..

-Periodiske syreopløsninger anvendes i undersøgelsen af ​​tilstedeværelsen af ​​aminosyrer, der har OH- og NH-grupper.to i tilstødende positioner. Periodisk syreopløsning anvendes sammen med kaliumcarbonat. I denne henseende er serin den enkleste hydroxyaminosyre.

Referencer

  1. Gavira José M Vallejo. (24. oktober 2017). Betydningen af ​​meta-, pyro- og ortho-præfikser i den gamle nomenklatur. Gendannet fra: triplenlace.com
  2. Gunawardena G. (17. marts 2016). Periodisk syre. Kemi LibreTexts. Gendannet fra: chem.libretexts.org
  3. Wikipedia. (2018). Periodisk syre. Gendannet fra: en.wikipedia.org
  4. Kraft, T. og Jansen, M. (1997), Crystal Structure Determination of Metaperiodic Acid, HIO4, with Combined X-Ray and Neutron Diffraction. Angew. Chem. Int. Ed. Engl., 36: 1753-1754. doi: 10.1002 / anie.199717531
  5. Shiver & Atkins. (2008). Uorganisk kemi. (Fjerde udgave). Mc Graw Hill.
  6. Martin, A. J., & Synge, R. L. (1941). Nogle anvendelser af periodisk syre til undersøgelsen af ​​hydroxyaminosyrerne af proteinhydrolysater: Befrielsen af ​​acetaldehyd og højere aldehyder ved periodisk syre. 2. Påvisning og isolering af formaldehyd frigivet ved periodisk syre. 3. Ammoniak opdelt fra hydroxyaminosyrer med periodisk syre. 4. Hydroxyaminosyrefraktionen af ​​uld. 5.; Hydroxylysine 'med et tillæg af Florence O. Bell Textile Physics Laboratory, University of Leeds. Den biokemiske journal35(3), 294-314.1.
  7. Asima. Chatterjee og S. G. Majumdar. (1956). Brug af periodisk syre til påvisning og lokalisering af ethylenisk umættethed. Analytisk kemi 1956 28 (5), 878-879. DOI: 10.1021 / ac60113a028.

Endnu ingen kommentarer