Periodisk syre (HIO4) struktur, egenskaber, nomenklatur og anvendelser



den periodisk syre det er en oxacid, som svarer til oxidationstilstanden VII af jodet. Den findes i to former: den ortopædiske (H5IO6) og metaperiodinsyre (HIO)4). Det blev opdaget i 1838 af de tyske kemikere H. G. Magnus og C. F. Ammermüller.

I fortyndede vandige opløsninger findes periodisk syre hovedsagelig i form af metaperiodinsyre og hydroniumion (H3O+). I mellemtiden, i koncentrerede vandige opløsninger fremkommer periodisk syre som orthoperiodinsyre.

Begge former for periodisk syre er til stede i en dynamisk kemisk ligevægt, afhængigt af den overvejende form af den eksisterende pH i den vandige opløsning.

Det øverste billede viser orthoperyodsyre, som består af hygroskopiske farveløse krystaller (det er derfor, de ser våde ud). Selvom formlerne og strukturerne mellem H5IO6 og HIO4 de er ved første øjekast meget forskellige, de to er direkte relateret til graden af ​​hydratisering.

H5IO6 kan udtrykkes som HIO4∙ 2H2Eller, og derfor skal du dehydrere det for at få HIO4; det samme sker i modsat retning ved at hydratisere HIO4 H fremstilles5IO6.

indeks

  • 1 Struktur af periodisk syre
    • 1.1 Orthoperoxysyre
  • 2 Egenskaber
    • 2.1 Molekylvægte
    • 2.2 Fysisk udseende
    • 2.3 Smeltepunkt
    • 2.4 Tændingspunkt
    • 2,5 stabilitet
    • 2,6 pH
    • 2,7 Reaktivitet
  • 3 nomenklaturen
    • 3.1 Traditionel
    • 3.2 Systematik og lager
  • 4 anvendelser
    • 4.1 Læger
    • 4.2 I laboratoriet
  • 5 referencer

Periodisk syrestruktur

Den molekylære struktur af metaperiodinsyre, HIO, er vist i det øverste billede4. Dette er den form, der er mest forklaret i kemi teksterne; Det er dog den mindst termodynamisk stabile.

Som det kan ses, består af en tetraeder i centrum af iodatomet (lilla kugle) er placeret, og ved deres toppunkter oxygenatomerne (røde kugler). Tre af oxygenatomerne danner en dobbeltbinding med iod (= O), mens en af ​​dem danner en enkeltbinding (I-OH).

Dette molekyle er surt på grund af tilstedeværelsen af ​​OH-gruppen, som er i stand til at donere et H-ion+; og endnu mere, når den partielle positive ladning af H er større på grund af de fire oxygenatomer, der er forbundet med iod.  Bemærk at HIO4 kan danne fire hydrogenbindinger: en gennem OH (donut) og tre oxygenatomer (accepterer).

Krystallografiske undersøgelser har vist, at iod faktisk kan acceptere to oxygener fra et nærliggende molekyle af HIO4. Derved opnås to IO-oktaedoner6, forbundet med to I-O-I bindinger i cis positioner; det vil sige, de er på samme side og adskilles ikke med en 180 ° vinkel.

Disse IO-oktaedoner6 de er forbundet på en sådan måde, at de ender med at skabe uendelige kæder, som når de interagerer med hinanden "arm" HIO krystal4.

Orthoperoxysyre

I det øvre billede er den mest stabile og hydraterede form af periodisk syre vist: orthoperydinsyren H5IO6. Farverne til denne model af barer og kugler er de samme som for HIO4 netop forklaret. Her kan du se direkte hvordan en IO-oktaedron ser ud6.

Bemærk at der er fem OH-grupper svarende til de fem H-ioner+ der teoretisk kunne frigive H molekylet5IO6. På grund af de stigende elektrostatiske afstødninger kan det dog kun frigive tre af disse fem, idet der etableres forskellige dissociationækvilibrier.

Disse fem OH-grupper tillader H5IO6 acceptere flere vandmolekyler, og det er af denne grund, at deres krystaller er hygroskopiske; det vil sige, de absorberer den fugt, der er til stede i luften. Disse er også ansvarlige for deres betydeligt høje smeltepunkt for en forbindelse med kovalent natur.

H molekyler5IO6 de danner mange brintbroer indbyrdes og giver derfor en retningsstyrke, der gør det muligt for dem at blive arrangeret pænt i rummet. Som et resultat af nævnte bestilling bestiller H5IO6 danner monokliniske krystaller.

egenskaber

Molekylvægte

-Metaperyodinsyre: 190,91 g / mol.

-Orthoperoxidsyre: 227 941 g / mol.

Fysisk udseende

Solid hvid eller lysegul, til HIO4, eller farveløse krystaller, for H5IO6.

Smeltepunkt

128 ºC (263,3 ºF, 401,6 ºF).

Antændelsespunkt

140 ºC.

stabilitet

Stabil. Stærkt oxidationsmiddel Ved kontakt med brændbare materialer kan der opstå brand. Hygroskopisk. Uforenelig med organiske materialer og stærke reduktionsmidler.

pH

1,2 (opløsning af 100 g / l vand ved 20 ° C).

reaktivitet

Periodsyre er i stand til at bryde bindingen af ​​vicinale dioler er til stede i carbohydrater, glycoproteiner, glycolipider osv forårsager molekylære fragmenter med terminale aldehydgrupper.

Denne egenskab af periodisk syre anvendes til bestemmelse af carbohydratstrukturen såvel som tilstedeværelsen af ​​stoffer i forbindelse med disse forbindelser.

De aldehyder, der dannes ved denne reaktion, kan reagere med Schiff-reagenset og detektere tilstedeværelsen af ​​komplekse kulhydrater (de er farvede lilla). Periodisk syre og Schiff's reagens kobles i et reagens, der forkortes som PAS.

nomenklatur

traditionelle

Periodisk syre har sit navn, fordi jod arbejder med den største af sine valenser: +7, (VII). Dette er måden at navngive efter den gamle nomenklatur (den traditionelle).

I kemibøgerne placerer de altid HIO4 som den eneste repræsentant for periodisk syre, er synonym med metaperyodinsyre.

Metaperiodinsyren skylder sit navn på, at det yodiske anhydrid reagerer med et molekyle vand; det vil sige, dens hydratiseringsgrad er den laveste:

jeg2O7 + H2O => 2HIO4

Mens til dannelse af orthoperiodinsyre, er2O7 skal reagere med en højere mængde vand:

jeg2O7 + 5H2O => 2H5IO6

Reagerer med fem vandmolekyler i stedet for en.

Udtrykket ortho- anvendes udelukkende for at henvise til H5IO6, og derfor refererer periodisk syre kun til HIO4.

Systematik og lager

Andre navne, mindre almindelige, for periodisk syre er:

-tetraoxoiodat (VII) hydrogen.

-Tetraoxoyodiumsyre (VII)

applikationer

medicinsk

Lilla farvninger PAS opnået ved omsætning af periodsyre med kulhydrater anvendes ved bekræftelse af glycogenosis; for eksempel Von Gierke sygdom.

De anvendes i følgende medicinske tilstande: Paget, sarcom i det bløde at veolar, detektion af lymfocyt aggregater i mycosis fungoides sygdom og syndrom Sezany.

De bruges også i undersøgelsen af ​​erythroleukæmi, en leukæmi af umodne røde blodlegemer. Cellerne pletter en lys fuchsia farve. Derudover anvendes infektioner med levende svampe i undersøgelsen, der dør svampens vægge af en magenta farve.

I laboratoriet

-Det anvendes 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 producere frigivelsen af ​​acetaldehyd og højere aldehyder. Derudover kan periodisk syre frigive formaldehyd til dets påvisning og isolering såvel som frigivelsen af ​​ammoniak fra hydroxyaminosyrer..

-Periodiske syreopløsninger anvendes i undersøgelsen af ​​tilstedeværelsen af ​​aminosyrer, som har OH- og NH-grupper2 i tilstødende stillinger. Periodisk syreopløsningen anvendes sammen med kaliumcarbonat. I denne henseende er serin den simpleste hydroxyaminosyre.

referencer

  1. Gavira José M Vallejo. (24. oktober 2017). Betydning af meta-, pyro- og ortho-præfikserne i den gamle nomenklatur. Gendannet fra: triplenlace.com
  2. Gunawardena G. (17. marts 2016). Periodisk syre. Kemi LibreTexts. Hentet fra: chem.libretexts.org
  3. Wikipedia. (2018). Periodisk syre. Hentet fra: en.wikipedia.org
  4. Kraft, T. og Jansen, M. (1997), Krystalstrukturbestemmelse af Metaperiodic Acid, HIO 4, med kombinerede Røntgendiffraktion og Neutron. 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 periodsyre til studiet af de hydroxyaminosyrer af protein hydrolysates-: Frigørelsen af ​​acetaldehyd og højere aldehyder ved periodsyre. 2. Påvisning og isolation af formaldehyd frigøres ved periodsyre. 3. Ammoniak fra split-hydroxyaminosyrer af periodsyre. 4. hydroxyamino-syre brøkdel af uld. 5 .; hydroxylysin 'Med et tillæg af Florence O. Bell Textile Physics Laboratory, University of Leeds. Den biokemiske journal, 35(3), 294-314,1.
  7. Asima. Chatterjee og S. G. Majumdar. (1956). Anvendelse af periodisk syre til påvisning og lokalisering af ethylenisk umættethed. Analytisk kemi 1956 28 (5), 878-879. DOI: 10,1021 / ac60113a028.