Štruktúra, vlastnosti, názvoslovie a použitie kyseliny jodistej (HIO4)

kyselina jodistá je to oxacid, ktorý zodpovedá oxidačnému stavu VII jódu. Existuje v dvoch formách: ortoperyodická (H₅IO₆) a metaperiodová kyselina (HIO)₄). Bola objavená v roku 1838 nemeckými chemikmi H. G. Magnusom a C. F. Ammermüllerom.

V zriedených vodných roztokoch sa kyselina jodistá nachádza hlavne vo forme metaperiodovej kyseliny a hydróniového iónu (H₃O⁺). V koncentrovaných vodných roztokoch sa kyselina jodistá javí ako ortoperiodová kyselina.

Obe formy kyseliny jodistej sú prítomné v dynamickej chemickej rovnováhe v závislosti od prevládajúcej formy existujúceho pH vo vodnom roztoku..

Horný obrázok zobrazuje kyselinu ortoperyodovú, ktorá sa skladá z hygroskopických bezfarebných kryštálov (preto vyzerajú mokro). Hoci vzorce a štruktúry medzi H₅IO₆ a HIO₄ sú na prvý pohľad veľmi odlišné, tieto dva priamo súvisia so stupňom hydratácie.

H₅IO₆ môže byť vyjadrená ako HIO₄∙ 2H₂Alebo preto ho musíte dehydrovať, aby ste získali HIO₄; to isté sa deje v opačnom smere, hydratáciou HIO₄ Vyrobí sa H₅IO₆.

index

• 1 Štruktúra kyseliny jodistej
  • 1.1. Ortoperoxykyselina
• 2 Vlastnosti
  • 2.1 Molekulové hmotnosti
  • 2.2 Fyzický vzhľad
  • 2.3 Teplota topenia
  • 2.4 Bod zapálenia
  • 2.5 Stabilita
  • 2,6 pH
  • 2.7 Reaktivita
• 3 Nomenklatúra
  • 3.1 Tradičné
  • 3.2 Systematika a zásoby
• 4 Použitie
  • 4.1 Lekári
  • 4.2 V laboratóriu
• 5 Referencie

Štruktúra kyseliny jodistej

Molekulová štruktúra kyseliny metaperiodovej, HIO, je znázornená na hornom obrázku₄. Toto je forma, ktorá je najviac vysvetlená v textoch chémie; je však najmenej termodynamicky stabilný.

Ako je možné pozorovať, pozostáva z tetraedrónu, v ktorého strede sa nachádza atóm jódu (fialová guľa) a vo svojich vrcholoch atómy kyslíka (červené guličky). Tri atómy kyslíka tvoria dvojitú väzbu s jódom (I = O), zatiaľ čo jeden z nich tvorí jednoduchú väzbu (I-OH).

Táto molekula je kyslá v dôsledku prítomnosti OH skupiny, ktorá je schopná darovať H ión⁺; a ešte viac, keď je čiastočný kladný náboj H väčší v dôsledku štyroch atómov kyslíka spojených s jódom.  Všimnite si, že HIO₄ môže tvoriť štyri vodíkové väzby: jeden cez OH (donut) a tri atómy kyslíka (prijíma).

Kryštalografické štúdie ukázali, že jód môže v skutočnosti akceptovať dve kyslíka zo susednej molekuly HIO₄. Týmto spôsobom sa získajú dva IO oktaedróny₆, spojené dvoma väzbami I-O-I v cis polohách; to znamená, že sú na rovnakej strane a nie sú oddelené uhlom 180 °.

Tieto IO oktaedróny₆ sú spojené takým spôsobom, že nakoniec vytvárajú nekonečné reťazce, ktoré pri vzájomnej interakcii "arm" kryštálu HIO₄.

Ortoperoxykyselina

Na hornom obrázku je uvedená najstabilnejšia a hydratovaná forma kyseliny jodistej: kyselina ortoperdová, H₅IO₆. Farby pre tento model tyčí a guličiek sú rovnaké ako pre HIO₄ práve vysvetlené. Tu môžete vidieť, ako IO oktaedrón vyzerá₆.

Všimnite si, že existuje päť OH skupín zodpovedajúcich piatim H iónom⁺ teoreticky by mohla uvoľniť molekulu H₅IO₆. Vzhľadom na zvyšujúce sa elektrostatické odpory však môže uvoľniť iba tri z týchto piatich, čím sa ustanovia rôzne disociačné rovnováhy..

Týchto päť OH skupín umožňuje H₅IO₆ akceptujú niekoľko molekúl vody, a preto sú ich kryštály hygroskopické; to znamená, že absorbujú vlhkosť prítomnú vo vzduchu. Tieto sú tiež zodpovedné za ich značne vysokú teplotu topenia zlúčeniny kovalentnej povahy.

H molekuly₅IO₆ tvoria medzi sebou mnoho vodíkových mostov, a preto poskytujú smer, ktorý im umožňuje, aby boli usporiadané úhľadne v priestore. V dôsledku uvedeného usporiadania H₅IO₆ tvoria monoklinické kryštály.

vlastnosti

Molekulové hmotnosti

-Kyselina metaperyodová: 190,91 g / mol.

-Kyselina ortoperoxidová: 227,941 g / mol.

Fyzický vzhľad

Pevná biela alebo svetložltá, pre HIO₄, alebo bezfarebné kryštály, pre H₅IO₆.

Teplota topenia

128 ° C (263,3 ° F, 401,6 ° F).

Bod zapálenia

140 ° C.

stabilita

Stabilný. Silné oxidačné činidlo Pri kontakte s horľavými materiálmi môže spôsobiť požiar. Hygroskopické. Nekompatibilné s organickými materiálmi a silnými redukčnými činidlami.

pH

1,2 (roztok 100 g / l vody pri 20 ° C).

reaktivita

Kyselina jodistá je schopná narušiť väzbu vicinálnych diolov prítomných v sacharidoch, glykoproteínoch, glykolipidoch atď..

Táto vlastnosť kyseliny jodistej sa používa pri stanovení štruktúry sacharidov, ako aj prítomnosti látok súvisiacich s týmito zlúčeninami..

Aldehydy vytvorené touto reakciou môžu reagovať so Schiffovým činidlom a detegovať prítomnosť komplexných sacharidov (sú sfarbené fialovo). Periodická kyselina a Schiffovo činidlo sú spojené v činidle, ktoré je skrátené ako PAS.

názvoslovie

tradičné

Kyselina jódová má svoj názov, pretože jód pracuje s najväčšou z jeho valencií: +7, (VII). Toto je spôsob, ako ho pomenovať podľa starej nomenklatúry (tradičnej).

V knihách chémie vždy umiestňujú HIO₄ ako jediný zástupca kyseliny jodistej, ktorý je synonymom kyseliny metaperyodovej.

Metaperiodová kyselina vďačí za svoj názov skutočnosti, že anhydrid kyseliny jódovej reaguje s molekulou vody; tj stupeň hydratácie je najnižší:

ja₂O₇ + H₂O => 2HIO₄

Zatiaľ čo pre tvorbu kyseliny ortoperjodičnej₂O₇ musí reagovať s vyšším množstvom vody:

ja₂O₇ + 5H₂O => 2H₅IO₆

Reakcia s piatimi molekulami vody namiesto jednej.

Termín orto- sa používa výhradne na označenie H₅IO₆, a preto sa kyselina jodistá vzťahuje len na HIO₄.

Systematika a zásoby

Ostatné názvy, menej časté, pre kyselinu jodistú sú:

-tetraoxoodičnan (VII) vodík.

-Kyselina tetraoxoyodná (VII)

aplikácie

lekársky

Fialové škvrny PAS získané reakciou kyseliny jodistej so sacharidmi sa používajú pri potvrdení ochorenia na ukladanie glykogénu; napríklad von Gierkeho choroba.

Používajú sa v nasledujúcich zdravotných stavoch: Pagetova choroba, sarkóm mäkkých tkanív pri pozorovaní, detekcia agregátov lymfocytov v mycosis fungoides a Sezanyho syndróme.

Používajú sa aj v štúdii erytroleukémie, leukémie nezrelých červených krviniek. Bunky vyfarbia jasnú fuchsiovú farbu. Okrem toho sa v štúdii používajú infekcie živými hubami, ktoré umierajú steny húb purpurovej farby.

V laboratóriu

-Okrem použitia v organickej syntéze sa používa pri chemickom stanovení mangánu.

-Kyselina jodistá sa používa ako selektívny oxidant v oblasti reakcií organickej chémie.

-Kyselina jodistá môže produkovať uvoľňovanie acetaldehydu a vyšších aldehydov. Okrem toho kyselina jodistá môže uvoľňovať formaldehyd na jeho detekciu a izoláciu, ako aj uvoľňovanie amoniaku z hydroxyaminokyselín..

-Roztoky kyseliny jodistej sa používajú pri štúdiu prítomnosti aminokyselín, ktoré majú OH a NH skupiny₂ v susedných polohách. Roztok kyseliny jodistej sa používa v spojení s uhličitanom draselným. V tomto ohľade je serín najjednoduchšou hydroxy aminokyselinou.

referencie

1. Gavira José M Vallejo. (24. októbra 2017). Význam meta, pyro a ortho prefixov v starej nomenklatúre. Obnovené z: triplenlace.com
2. Gunawardena G. (17. marec 2016). Kyselina jodistá. Chémia LibreTexts. Zdroj: chem.libretexts.org
3. Wikipedia. (2018). Kyselina jodistá. Zdroj: en.wikipedia.org
4. Kraft, T. a Jansen, M. (1997), Stanovenie kryštálovej štruktúry kyseliny metaperiodovej, HIO4 s kombinovanou rôntgenovou a neutrónovou difrakciou. Angew. Int., Ed. Engl., 36: 1753-1754. doi: 10.1002 / anie.199717531
5. Shiver & Atkins. (2008). Anorganická chémia (Štvrté vydanie). Mc Graw Hill.
6. Martin, A. J., & Synge, R. L. (1941). Niektoré aplikácie kyseliny jodistej na štúdium hydroxyaminokyselín proteínových hydrolyzátov: Uvoľňovanie acetaldehydu a vyšších aldehydov kyselinou jodistou. 2. Detekcia a izolácia formaldehydu uvoľneného kyselinou jodistou. 3. Amoniak rozdelený z hydroxyaminokyselín kyselinou jodistou. 4. Frakcia hydroxyaminokyseliny z vlny. 5. Hydroxylysine 'S dodatkom od Florencie O. Bell Textilné fyzikálne laboratórium, University of Leeds. The Biochemical journal, 35(3), 294-314,1.
7. Asima. Chatterjee a S. G. Majumdar. (1956). Použitie periodickej kyseliny na detekciu a lokalizáciu nenasýtenia etylénu. Analytická chémia 1956 28 (5), 878-879. DOI: 10,1021 / ac60113a028.