Periodisk syre (HIO4) struktur, egenskaper, nomenklatur og bruk



den periodisk syre det er et oksygen som tilsvarer oksidasjonstilstanden VII av jodet. Den finnes i to former: Orthoperyodic (H5IO6) og metaperiodinsyre (HIO)4). Det ble oppdaget i 1838 av tyske kjemikere H. G. Magnus og C. F. Ammermüller.

I fortynnede vandige løsninger finnes periodisk syre hovedsakelig i form av metaperiodinsyre og hydroniumion (H3O+). I mellomtiden, i konsentrerte vandige oppløsninger, forekommer periodisk syre som ortopera-dinsyre.

Begge former for periodisk syre er tilstede i en dynamisk kjemisk likevekt, avhengig av den overordnede form av den eksisterende pH i den vandige løsning.

Øvre bilde viser ortoperyodinsyre, som består av hygroskopiske fargeløse krystaller (det er derfor de ser våte ut). Selv om formler og strukturer mellom H5IO6 og HIO4 de er ved første øyekast svært forskjellige, de to er direkte relatert til graden av hydrering.

H5IO6 kan uttrykkes som HIO4∙ 2H2Eller, og derfor må du dehydrere det for å få HIO4; Det samme skjer i motsatt retning, ved å hydratisere HIO4 H er produsert5IO6.

index

  • 1 Struktur av periodisk syre
    • 1.1 Ortoperoksyre
  • 2 Egenskaper
    • 2.1 Molekylvekter
    • 2.2 Fysisk utseende
    • 2.3 Smeltepunkt
    • 2.4 Tenningspunkt
    • 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

Periodisk syrestruktur

Den molekylære strukturen av metaperiodinsyre, HIO, er vist i det øvre bildet4. Dette er skjemaet som er mest forklart i kjemi teksten; Det er imidlertid den minst termodynamisk stabile.

Som det kan observeres, består det av en tetraeder i hvis senter jodatomet (lilla kule) befinner seg, og i dets krysser oksygenatomer (røde kuler). Tre av oksygenatomene danner en dobbeltbinding med jod (I = O), mens en av dem danner et enkeltbinding (I-OH).

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

Krystallografiske studier har vist at jod faktisk kan akseptere to oksygen fra et nærliggende molekyl HIO4. Ved å gjøre det blir to IO oktaedoner oppnådd6, koblet av to I-O-I bindinger i cis posisjoner; det vil si at de er på samme side og ikke er adskilt med en 180 graders vinkel.

Disse IO-oktaedroner6 de er koblet på en slik måte at de ender opp med å skape uendelige kjeder, som når de samhandler med hverandre "arm" HIO krystallet4.

Ortoperoksyre

I det øvre bildet er den mest stabile og hydratiserte formen av periodisk syre vist: orthoperydinsyren, H5IO6. Fargene for denne modellen av barer og kuler er de samme som for HIO4 bare forklart. Her kan du se direkte hvordan en IO-oktaedron ser ut6.

Merk at det er fem OH-grupper, som svarer til de fem H-ionene+ som teoretisk kunne frigjøre H-molekylet5IO6. På grunn av de økende elektrostatiske frastøtelsene kan det imidlertid bare slippe tre av de fem, og etablere forskjellige dissosiasjon likevekter.

Disse fem OH-gruppene tillater H5IO6 godta flere vannmolekyler, og det er av denne grunn at deres krystaller er hygroskopiske; det vil si, de absorberer fuktigheten som er tilstede i luften. Også disse er ansvarlige for deres betydelige høye smeltepunkt for en forbindelse av kovalent natur.

H molekyler5IO6 de danner mange hydrogenbroer i seg selv, og gir derfor en retningsretning som gjør at de kan ordnes pent inn i rommet. Som et resultat av nevnte bestilling, vil H5IO6 danner monokliniske krystaller.

egenskaper

Molekylvekter

-Metaperyodinsyre: 190,91 g / mol.

-Ortoperoksydsyre: 227 941 g / mol.

Fysisk utseende

Solid hvit eller blekgul, for HIO4, eller fargeløse krystaller, for H5IO6.

Smeltepunkt

128 ºC (263,3 ºF, 401,6 ºF).

Tennspunkt

140 ºC.

stabilitet

Stabil. Sterk oksidasjonsmiddel Ved kontakt med brennbare materialer kan det føre til brann. Hygroskopisk. Uforenlig med organiske materialer og sterke reduksjonsmidler.

pH-

1,2 (oppløsning av 100 g / l vann ved 20 ° C).

reaktivitet

Periodisk syre er i stand til å bryte bindingen av vicinale dioler tilstede i karbohydrater, glykoproteiner, glykolipider, etc., opprinnelige molekylfragmenter med aldehydendrupper.

Denne egenskapen til periodisk syre brukes i bestemmelsen av karbohydratstrukturen, så vel som tilstedeværelsen av stoffer som er relatert til disse forbindelsene.

Aldehyder dannet ved denne reaksjonen kan reagere med Schiff-reagenset, detektere nærværet av komplekse karbohydrater (de er farget lilla). Periodisk syre og Schiffs reagens kobles i et reagens som forkortes som PAS.

nomenklatur

tradisjonelle

Periodisk syre har sitt navn fordi jod fungerer med den største av sine valenser: +7, (VII). Dette er måten å nevne den etter den gamle nomenklaturen (den tradisjonelle).

I kjemidebokene plasserer de alltid HIO4 som det eneste representanten for periodisk syre, som er synonymt med metaperyodinsyre.

Metaperiodinsyren skylder sitt navn på det faktum at det yodiske anhydrid reagerer med et vannmolekyl; det vil si at hydratiseringsgraden er den laveste:

jeg2O7 + H2O => 2HIO4

Mens for dannelsen av ortoperiodinsyre, vil2O7 må reagere med en høyere mengde vann:

jeg2O7 + 5H2O => 2H5IO6

Reagerer med fem vannmolekyler i stedet for en.

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

Systematikk og lager

Andre navn, mindre vanlige, for periodisk syre er:

-tetraoksojodat (VII) hydrogen.

-Tetraoksoyodiumsyre (VII)

søknader

medisinsk

De lilla flekker av PAS som oppnås ved reaksjonen av periodisk syre med karbohydrater, anvendes i bekreftelsen av en glykogenlagringssykdom; for eksempel Von Gierkes sykdom.

De brukes i følgende medisinske tilstander: Pagets sykdom, bløtvevsarkom ved observasjon, deteksjon av lymfocyttaggregater i mycosis fungoider og Sezanys syndrom.

De brukes også i studiet av erythroleukemi, en leukemi av umodne røde blodlegemer. Cellene flekker en lys fuchsia farge. I tillegg brukes infeksjoner med levende sopp i studien, og dør veggene av sopp med en magenta farge.

I laboratoriet

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

-Periodisk syre brukes som en selektiv oksidant innen organisk kjemi reaksjoner.

-Periodisk syre kan produsere utgivelsen av acetaldehyd og høyere aldehyder. I tillegg kan periodisk syre frigjøre formaldehyd for dets deteksjon og isolasjon, samt frigjøring av ammoniakk fra hydroksyaminosyrer..

-Periodiske syreoppløsninger brukes i studien av nærvær av aminosyrer som har OH- og NH-grupper2 i tilstøtende stillinger. Periodisk syreoppløsningen brukes sammen med kaliumkarbonat. I denne forbindelse er serin den enkleste hydroksyaminosyren.

referanser

  1. Gavira José M Vallejo. (24. oktober 2017). Betydning av meta-, pyro- og orto-prefikset i den gamle nomenklaturen. Gjenopprettet fra: triplenlace.com
  2. Gunawardena G. (17. mars 2016). Periodisk syre. Kjemi LibreTexts. Hentet fra: chem.libretexts.org
  3. Wikipedia. (2018). Periodisk syre. Hentet fra: en.wikipedia.org
  4. Kraft, T. og Jansen, M. (1997), Krystallstrukturbestemmelse av metaperiodinsyre, HIO4, med kombinert røntgen- og nøytrondiffraksjon. 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 studien av hydroksyaminosyrene av proteinhydrolysater: Frigivelsen av acetaldehyd og høyere aldehyder ved periodisk syre. 2. Deteksjon og isolering av formaldehyd frigjort av periodisk syre. 3. Ammoniak skilles fra hydroksyaminosyrer med periodisk syre. 4. Hydroksyaminsyrefraksjonen av ull. 5. Hydroxylysin 'Med et tillegg ved Florence O. Bell Textile Physics Laboratory, University of Leeds. Den biokjemiske journal, 35(3), 294-314,1.
  7. Asima. Chatterjee og S. G. Majumdar. (1956). Bruk av periodisk syre for oppdagelse og lokalisering av etylenisk umetning. Analytisk kjemi 1956 28 (5), 878-879. DOI: 10,1021 / ac60113a028.