Periodisk syre (HIO4) struktur, egenskaper og bruksområder

De periodisk syre det er et okssyre som tilsvarer oksidasjonstilstand VII av jod. Den eksisterer i to former: den ortoperiode (H₅IO₆) og metaperiodic acid (HIO₄). Det ble oppdaget i 1838 av de tyske kjemikerne H. G. Magnus og C. F. Ammermüller.

I fortynnede vandige oppløsninger forekommer periodisk syre hovedsakelig i form av metaperiodic syre og hydroniumion (H₃ELLER⁺). I mellomtiden fremstår periodisk syre i konsentrerte vandige oppløsninger som ortoperiodinsyre..

Begge former for periodisk syre er til stede i en dynamisk kjemisk likevekt, den dominerende formen avhenger av pH-verdien i den vandige løsningen..

Det øvre bildet viser ortoperiodinsyre, som består av fargeløse hygroskopiske krystaller (av den grunn ser de våte ut). Selv om formlene og strukturene mellom H₅IO₆ og HIO₄ er ved første øyekast veldig forskjellige, de to er direkte relatert til graden av hydrering.

H₅IO₆ kan uttrykkes som HIO₄∙ 2H_toEller, og derfor må du dehydrere den for å få HIO₄; det samme skjer i motsatt retning når du hydrerer HIO₄ H produseres₅IO₆.

Artikkelindeks

• 1 Struktur av periodisk syre
  • 1.1 Ortoperiodinsyre
• 2 eiendommer
  • 2.1 Molekylvekter
  • 2.2 Fysisk utseende
  • 2.3 Smeltepunkt
  • 2.4 Flammepunkt
  • 2.5 Stabilitet
  • 2,6 pH
  • 2.7 Reaktivitet
• 3 Nomenklatur
  • 3.1 Tradisjonell
  • 3.2 Systematikk og lager
• 4 bruksområder
  • 4.1 Leger
  • 4.2 I laboratoriet
• 5 Referanser

Struktur av periodisk syre

Det øvre bildet viser den molekylære strukturen til metaperiodic acid, HIO₄. Dette er den formen som er mest forklart i kjemitekster; det er imidlertid den minst termodynamisk stabile.

Som det kan sees, består den av et tetraeder i sentrum av det som er jodatomet (lilla sfæren), og oksygenatomer (røde sfærer) ved sine hjørner. Tre av oksygenatomene danner en dobbeltbinding med jod (I = O), mens en av dem danner en enkeltbinding (I-OH).

Dette molekylet er surt på grunn av tilstedeværelsen av OH-gruppen, og er i stand til å donere et H-ion⁺; og enda mer når den positive partielle ladningen av H er større på grunn av de fire oksygenatomer bundet til jodet.  Merk at HIO₄ kan danne fire hydrogenbindinger: en gjennom OH (donerer) og tre gjennom oksygenatomer (aksepterer).

Krystallografiske studier har vist at jod faktisk kan akseptere to oksygener fra et nærliggende HIO-molekyl.₄. Ved å gjøre dette oppnås to oktaeder IO₆, bundet av to I-O-I obligasjoner i cis posisjoner; det vil si at de er på samme side og ikke er skilt med en vinkel på 180 °.

Disse oktaederne IO₆ de er koblet på en slik måte at de ender med å skape uendelige kjeder, at når de samhandler med hverandre "bevæpner" de HIO-krystallet₄.

Ortoperiodic syre

Bildet over viser den mest stabile og hydratiserte formen av periodisk syre: ortoperiodisk, H₅IO₆. Fargene for denne modellen av barer og kuler er de samme som for HIO₄ nettopp forklart. Her kan du se direkte hvordan en oktaeder IO ser ut₆.

Merk at det er fem OH-grupper, tilsvarende de fem H-ionene⁺ som teoretisk kunne frigjøre H-molekylet₅IO₆. Imidlertid, på grunn av økende elektrostatiske frastøtinger, kan den bare frigjøre tre av de fem, og etablere forskjellige dissosiasjonsjevner..

Disse fem OH-gruppene tillater H₅IO₆ akseptere flere vannmolekyler, og det er av denne grunn at krystallene er hygroskopiske; det vil si at de absorberer fuktigheten i luften. Disse er også ansvarlige for dets betydelig høye smeltepunkt for en forbindelse av kovalent natur..

Molekyler av H₅IO₆ de danner mange hydrogenbindinger med hverandre, og gir derfor en slik retningsbestemmelse som også gjør at de kan ordnes i et ordnet rom. Som et resultat av den nevnte bestillingen, ble H₅IO₆ danner monokliniske krystaller.

Eiendommer

Molekylære vekter

-Metaperiodic syre: 190,91 g / mol.

-Ortoperiodinsyre: 227,941 g / mol.

Fysisk utseende

Hvitt eller lysegult fast stoff, for HIO₄, eller fargeløse krystaller, for H₅IO₆.

Smeltepunkt

128 ºC (263,3 ºF, 401,6 ºF).

Antennepunkt

140 ºC.

Stabilitet

Stabil. Sterk oksidant. Kontakt med brennbare materialer kan forårsake brann. Hygroskopisk. Uforenlig med organiske materialer og sterke reduksjonsmidler.

pH

1.2 (løsning av 100 g / l vann ved 20 ºC).

Reaktivitet

Periodisk syre er i stand til å bryte bindingen av vicinale dioler som er tilstede i karbohydrater, glykoproteiner, glykolipider, etc., med opphav til molekylære fragmenter med terminale grupper aldehyder..

Denne egenskapen til periodisk syre brukes til å bestemme strukturen til karbohydrater, samt tilstedeværelsen av stoffer relatert til disse forbindelsene..

Aldehyder dannet av denne reaksjonen kan reagere med Schiff's reagens og oppdage tilstedeværelsen av komplekse karbohydrater (de blir lilla). Periodisk syre og Schiff's reagens er koblet til et reagens forkortet PAS.

Nomenklatur

Tradisjonell

Periodisk syre har navnet sitt fordi jod fungerer med den høyeste valensen: +7, (VII). Dette er måten å navngi den i henhold til den gamle nomenklaturen (den tradisjonelle).

I kjemibøker plasserer de alltid HIO₄ som den eneste representanten for periodisk syre, er synonymt med metaperiodic syre.

Metaperiodic acid skylder navnet sitt på at jodanhydrid reagerer med et vannmolekyl; det vil si at graden av hydrering er den laveste:

Jeg_toELLER₇ + H_toO => 2HIO₄

Mens for dannelsen av ortoperiodic syre, jeg_toELLER₇ må reagere med en større mengde vann:

Jeg_toELLER₇ + 5H_toO => 2H₅IO₆

Reagerer med fem vannmolekyler i stedet for ett.

Begrepet orto, brukes utelukkende for å referere til H₅IO₆, og det er derfor periodisk syre bare refererer til HIO₄.

Systematikk og lager

Andre, mindre vanlige navn for periodisk syre er:

-hydrogentetraoksojodat (VII).

-Tetraoxoiodic acid (VII)

applikasjoner

Leger

Lilla PAS-flekker oppnådd ved reaksjon av periodisk syre med karbohydrater brukes til bekreftelse av glykogenlagringssykdom; for eksempel Von Gierke sykdom.

De brukes under følgende medisinske tilstander: Pagets sykdom, sarkom av den myke delen til synet, påvisning av lymfocyttaggregater i mycosis fungoides og Sezany syndrom.

De brukes også i studien av erytrroleukemi, en umoden rød blodlegeme leukemi. Celler flekker lys fuchsia. I tillegg brukes infeksjoner med levende sopp i studien, og flekker soppens vegger i en magenta farge.

På laboratoriet

-Det brukes i kjemisk bestemmelse av mangan, i tillegg til dets bruk i organisk syntese.

-Periodisk syre brukes som en selektiv oksidant innen organiske kjemiske reaksjoner..

-Periodisk syre kan forårsake frigjøring av acetaldehyd og høyere aldehyder. I tillegg kan periodisk syre frigjøre formaldehyd for påvisning og isolering, så vel som frigjøring av ammoniakk fra hydroksyaminosyrer..

-Periodiske syreløsninger brukes i studien av tilstedeværelsen av aminosyrer som har OH- og NH-grupper._to i tilstøtende posisjoner. Periodisk syreoppløsning brukes sammen med kaliumkarbonat. I denne forbindelse er serin den enkleste hydroksyaminosyren.

Referanser

1. Gavira José M Vallejo. (24. oktober 2017). Betydningen av meta-, pyro- og orto-prefiks i den gamle nomenklaturen. Gjenopprettet fra: triplenlace.com
2. Gunawardena G. (17. mars 2016). Periodisk syre. Kjemi LibreTexts. Gjenopprettet fra: chem.libretexts.org
3. Wikipedia. (2018). Periodisk syre. Gjenopprettet 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 kjemi. (Fjerde utgave). Mc Graw Hill.
6. Martin, A. J., & Synge, R. L. (1941). Noen anvendelser av periodisk syre til studiet av hydroksyaminosyrene av proteinhydrolysater: Frigjøring av acetaldehyd og høyere aldehyder ved periodisk syre. 2. Påvisning og isolering av formaldehyd frigjort av periodisk syre. 3. Ammoniakk delt fra hydroksyaminosyrer med periodisk syre. 4. Hydroksyaminosyrefraksjonen av ull. 5.; Hydroxylysine 'Med et vedlegg av Florence O. Bell Textile Physics Laboratory, University of Leeds. Den biokjemiske tidsskriftet, 35(3), 294-314.1.
7. Asima. Chatterjee og S. G. Majumdar. (1956). Bruk av periodisk syre til påvisning og lokalisering av etylenisk umettethet. Analytisk kjemi 1956 28 (5), 878-879. DOI: 10.1021 / ac60113a028.