ACIDUL PERIODIC (HIO4): STRUCTURĂ, PROPRIETĂȚI ȘI UTILIZĂRI - CHIMIE - 2025

Acidul periodic este un oxyacid, care corespunde stării de oxidare VII de iod. Ea există în două forme: orthoperiodic (H ₅ IO ₆ ) și acid metaperiodic (Hio ₄ ). A fost descoperit în 1838 de chimiștii germani HG Magnus și CF Ammermüller.

În soluțiile apoase diluate, acid periodic este în principal sub formă de acid metaperiodic și hidroniu ion (H ₃ O ⁺ ). Între timp, în soluții apoase concentrate, acidul periodic apare ca acid ortoperiodic.

Cristale higroscopice de acid ortoperiodic. Sursa: Leiem, de la Wikimedia Commons

Ambele forme de acid periodice sunt prezente într-un echilibru chimic dinamic, forma predominantă în funcție de pH-ul existent în soluția apoasă.

Imaginea superioară prezintă acid ortoperiodic, care constă din cristale higroscopice incolore (din acest motiv, ele arată umed). Cu toate formulele și structurile dintre H ₅ IO ₆ și Hio ₄ sunt la prima vedere foarte diferite, cele două sunt direct legate de gradul de hidratare.

H ₅ IO ₆ poate fi exprimată ca Hio ₄ ∙ 2H ₂ O, și de aceea trebuie să fie deshidratat pentru a se obține Hio ₄ ; același lucru se întâmplă în direcția opusă, când hydrating Hio ₄ , H ₅ IO _{6 este produs} .

Structura acidului periodic

Acidul metaperiodic. Sursa: Benjah-bmm27 prin Wikipedia.

Imaginea superioară arată structura moleculară a acidului metaperiodic, HIO ₄ . Aceasta este forma care este explicată cel mai mult în textele de chimie; cu toate acestea, este cel mai puțin stabil termodinamic.

După cum se poate observa, acesta constă dintr-un tetraedru în centrul căruia se află atomul de iod (sfera purpurie), iar atomii de oxigen (sfere roșii) la vârfurile sale. Trei dintre atomii de oxigen formează o legătură dublă cu iodul (I = O), în timp ce unul dintre ei formează o legătură unică (I-OH).

Această moleculă este acidă datorită prezenței grupului OH, fiind capabilă să doneze un ion H ⁺ ; și cu atât mai mult când sarcina parțială pozitivă a lui H este mai mare datorită celor patru atomi de oxigen legați de iod. Rețineți că HIO ₄ poate forma patru legături de hidrogen: una prin OH (gogoașă) și trei prin atomii de oxigen (acceptă).

Studiile cristalografice au arătat că iodul poate accepta, de fapt, doi oxigeni dintr-o moleculă vecină de HIO ₄ . Procedând astfel, sunt obținute două OO ₆ octaedre , legate prin două legături IOI în poziții cis; adică sunt pe aceeași parte și nu sunt despărțiți de un unghi de 180 °.

Aceste octahedre IO ₆ sunt legate astfel încât ajung să creeze lanțuri infinite, încât, atunci când interacționează între ele, „armează” cristalul de HIO ₄ .

Acid ortoperiodic

Acid ortoperiodic. Sursa: Benjah-bmm27 prin Wikipedia.

Imaginea de mai sus arată cea mai stabilă și sub formă hidratată de acid periodic: acidul orthoperiodic, H ₅ IO ₆ . Culorile pentru acest model de bare și sfere sunt aceleași ca pentru HIO ₄ abia explicat. Aici puteți vedea direct cum arată un octaedru IO ₆ .

Rețineți că există cinci grupări OH, care corespund celor cinci H ⁺ ionii care ar putea elibera teoretic H ₅ IO ₆ moleculei . Cu toate acestea, datorită creșterii repulsiilor electrostatice, nu poate elibera decât trei dintre cele cinci, stabilind echilibrul diferit de disociere.

Aceste cinci grupe OH permit H ₅ IO _{6 pentru a} accepta diferite molecule de apă, și este motivul pentru care cristalele sunt higroscopice; adică absorb umezeala prezentă în aer. De asemenea, aceștia sunt responsabili pentru punctul său de topire considerabil ridicat pentru un compus de natură covalentă.

H ₅ IO ₆ molecule formează mai multe legături de hidrogen între ei și de aceea acordă o astfel de direcționalitate , care permite , de asemenea , să fie aranjate într - un spațiu ordonat. Ca urmare a acestui aranjament, H ₅ IO ₆ forme de cristale monoclinice.

Proprietăți

Greutăți moleculare

-Acid metaperiodic: 190,91 g / mol.

-Acid ortoperiodic: 227.941 g / mol.

Aspectul fizic

Alb sau solid galben pal, pentru Hio ₄ sau cristale incolore, pentru H ₅ IO ₆ .

Punct de topire

128 ° C (263,3 ° F, 401,6 ° F).

Punctul de aprindere

140 ° C.

Stabilitate

Grajd. Oxidant puternic. Contactul cu materiale combustibile poate provoca incendiu. Higroscopice. Incompatibil cu materialele organice și cu agenți reducători puternici.

pH

1,2 (soluție de 100 g / L de apă la 20 ºC).

reactivitatea

Acidul periodic este capabil să rupă legătura diolilor vicinali prezenți în carbohidrați, glicoproteine, glicolipide etc., care generează fragmente moleculare cu grupe de aldehide terminale.

Această proprietate a acidului periodic este utilizată pentru a determina structura carbohidraților, precum și prezența substanțelor legate de acești compuși.

Aldehidele formate prin această reacție pot reacționa cu reactivul lui Schiff, detectând prezența carbohidraților complecși (devin purpurii). Acidul periodic și reactivul lui Schiff sunt cuplate într-un reactiv care este prescurtat PAS.

Nomenclatură

Tradiţional

Acidul periodic își are numele, deoarece iodul funcționează cu cea mai mare dintre valențele sale: +7, (VII). Acesta este modul de a-l numi în funcție de nomenclatura veche (cea tradițională).

În cărțile de chimie plasează întotdeauna HIO ₄ ca singurul reprezentant al acidului periodic, fiind sinonim cu acidul metaperiodic.

Acidul metaperiodic își datorează numele că anhidrida iodică reacționează cu o moleculă de apă; adică, gradul său de hidratare este cel mai scăzut:

I ₂ O ₇ + H ₂ O => 2HIO ₄

În timp ce pentru formarea acidului ortoperiodic, I ₂ O ₇ trebuie să reacționeze cu o cantitate mai mare de apă:

I ₂ O ₇ + 5H ₂ O => 2H ₅ IO ₆

Reacționând cu cinci molecule de apă în loc de una.

Orto- Termenul este utilizat exclusiv pentru a se referi la H ₅ IO ₆ și acid periodic , prin urmare , se referă doar la Hio ₄ .

Sistematică și stocuri

Alte denumiri mai puțin obișnuite pentru acidul periodic sunt:

-Tetraoxoiodat de hidrogen (VII).

-Acidul tetraoxoiodic (VII)

Aplicații

Medicii

Colorarea PAS. Sursa: Nu este furnizat niciun autor care poate fi citit de mașină. S-a asumat KGH (bazat pe revendicări de copyright).

Petele PAS purpurii obținute prin reacția acidului periodic cu carbohidrați sunt utilizate în confirmarea bolii de depozitare a glicogenului; de exemplu, boala lui Von Gierke.

Acestea sunt utilizate în următoarele afecțiuni medicale: boala Paget, sarcomul părții moi atunci când se vede, detectarea agregatelor de limfocite în fungoidele micozei și în sindromul Sezany.

De asemenea, sunt utilizate în studiul eritroleucemiei, o leucemie a globulelor roșii imature. Celulele colorează fucsia strălucitoare. În plus, infecțiile fungice vii sunt utilizate în studiu, colorarea pereților ciupercilor o culoare magenta.

La laborator

-Este utilizat în determinarea chimică a manganului, pe lângă utilizarea lui în sinteza organică.

-Acidul periodic este utilizat ca oxidant selectiv în domeniul reacțiilor chimice organice.

-Acidul periodic poate produce eliberarea de acetaldehidă și aldehide superioare. În plus, acidul periodic poate elibera formaldehidă pentru detectare și izolare, precum și eliberarea amoniacului din hidroxiamino acizi.

-Soluțiile de acid periodic sunt utilizate în studiul prezenței aminoacizilor care au _grupuri OH și NH2 în poziții adiacente. Soluția acidă periodică este utilizată împreună cu carbonatul de potasiu. În acest sens, serina este cel mai simplu acid hidroxiamino.

Referințe

1. Gavira José M Vallejo. (24 octombrie 2017). Înțelesul prefixelor meta, pyro și ortho din nomenclatura veche. Recuperat de la: triplenlace.com
2. Gunawardena G. (17 martie 2016). Acidul periodic. Chimie LibreTexturi. Recuperat din: chem.libretexts.org
3. Wikipedia. (2018). Acidul periodic. Recuperat de la: en.wikipedia.org
4. Kraft, T. și Jansen, M. (1997), Determinarea structurii cristaline a acidului metaperiodic, HIO4, cu raze X combinate și difracție de neutroni. Angew. Chem. Int. Ed. Engl., 36: 1753-1754. doi: 10.1002 / anie.199717531
5. Shiver & Atkins. (2008). Chimie anorganică. (A patra editie). Mc Graw Hill.
6. Martin, AJ, & Synge, RL (1941). Câteva aplicații ale acidului periodic pentru studiul hidroxiamino-acizilor proteinei hidrolizați: Eliberarea acetaldehidei și a aldehidelor superioare de către acidul periodic. 2. Detectarea și izolarea formaldehidei eliberate de acidul periodic. 3. Amoniacul împărțit dintre hidroxiamino-acizi cu acid periodic. 4. Fracția hidroxiamino-acidă a lânii. 5.; Hidroxilizina ”cu o anexă de Florence O. Bell Laboratorul de fizică textilă, Universitatea din Leeds. Jurnalul biochimic, 35 (3), 294-314.1.
7. Asima. Chatterjee și SG Majumdar. (1956). Utilizarea acidului periodic pentru detectarea și localizarea nesaturației etilenice. Chimie analitică 1956 28 (5), 878-879. DOI: 10.1021 / ac60113a028.