Periodisk syra (HIO4) struktur, egenskaper, nomenklatur och användningsområden



den periodisk syra det är en oxacid, som motsvarar oxidationstillståndet VII av jodet. Den finns i två former: den ortoperyodiska (H5IO6) och metaperiodinsyra (HIO)4). Det upptäcktes 1838 av de tyska kemikerna H. G. Magnus och C. F. Ammermüller.

I utspädda vattenhaltiga lösningar finns periodisk syra huvudsakligen i form av meta-jodsyra och hydroniumjon (H3O+). Under tiden, i koncentrerade vattenhaltiga lösningar, uppträder periodisk syra som ortoperiodinsyra.

Båda formerna av periodisk syra är närvarande i en dynamisk kemisk jämvikt, beroende på den övervägande form av det befintliga pH-värdet i den vattenhaltiga lösningen.

Den övre bilden visar ortoperyodsyra, som består av hygroskopiska färglösa kristaller (det är därför de ser blöt ut). Även om formlerna och strukturerna mellan H5IO6 och HIO4 de är vid första anblicken väldigt olika, de två är direkt relaterade till graden av hydratisering.

H5IO6 kan uttryckas som HIO4∙ 2H2Eller, och därför måste du dehydrera det för att få HIO4; detsamma händer i motsatt riktning genom att hydratisera HIO4 H produceras5IO6.

index

  • 1 Struktur av periodisk syra
    • 1.1 Ortoperoxisyra
  • 2 egenskaper
    • 2.1 Molekylvikter
    • 2.2 Fysisk utseende
    • 2.3 Smältpunkt
    • 2.4 Tändpunkt
    • 2,5 Stabilitet
    • 2,6 pH
    • 2,7 Reaktivitet
  • 3 nomenklaturen
    • 3.1 Traditionell
    • 3.2 Systematik och lager
  • 4 användningsområden
    • 4.1 Läkare
    • 4.2 I laboratoriet
  • 5 referenser

Periodisk syrastruktur

Den molekylära strukturen av metaperiodinsyra, HIO, visas i den övre bilden4. Detta är den form som förklaras mest i kemiteksterna. Det är dock minst termodynamiskt stabilt.

Som det kan observeras består det av en tetraeder i vars centrum jodatomen (lila sfären) är belägen och i synen är syrgaserna (röda sfärer). Tre av syreatomerna bildar en dubbelbindning med jod (I = O), medan en av dem bildar ett enkelbindning (I-OH).

Denna molekyl är sur på grund av närvaron av OH-gruppen, som kan donera en H-jon+; och ännu mer då den partiella positiva laddningen av H är större på grund av de fyra syreatomerna kopplade till jod.  Observera att HIO4 kan bilda fyra vätebindningar: en till och med OH (donut) och tre syreatomer (accepterar).

Kristallografiska studier har visat att jod faktiskt kan acceptera två oxygener från en närliggande molekyl av HIO4. Genom att göra det erhålls två IO-okahedroner6, länkad av två I-O-I-bindningar i cis-positioner; det vill säga de är på samma sida och är inte separerade med en 180 ° vinkel.

Dessa IO-oktaedroner6 de är kopplade på ett sådant sätt att de hamnar i att skapa oändliga kedjor, som när de interagerar med varandra "arm" HIO kristallen4.

Ortoperoxisyra

I den övre bilden visas den mest stabila och hydratiserade formen av periodisk syra: orthoperydinsyran H5IO6. Färgerna för denna modell av barer och sfärer är desamma som för HIO4 precis förklarad. Här kan du se direkt hur en IO-oktaedron ser ut6.

Observera att det finns fem OH-grupper som motsvarar de fem H-jonerna+ som teoretiskt kunde frigöra H-molekylen5IO6. På grund av de ökande elektrostatiska repulsionerna kan det emellertid bara släppa tre av de fem, vilket skapar olika dissociation jämvikt.

Dessa fem OH-grupper tillåter H5IO6 acceptera flera vattenmolekyler, och det är av denna anledning att deras kristaller är hygroskopiska; det vill säga absorberar de fukt som finns i luften. Dessa är också ansvariga för deras betydligt höga smältpunkt för en förening med kovalent natur.

H-molekyler5IO6 de bildar många vätebroar inbördes och ger därför en riktighet som gör att de kan ordnas snyggt i rymden. Som ett resultat av nämnda beställning, har H5IO6 bilda monokliniska kristaller.

egenskaper

Molekylvikter

-Metaperyodsyra: 190,91 g / mol.

-Ortoperoxidsyra: 227 941 g / mol.

Fysiskt utseende

Fast vit eller ljusgul, för HIO4, eller färglösa kristaller, för H5IO6.

Smältpunkt

128 ºC (263,3 ºF, 401,6 ºF).

Tändpunkt

140 ºC.

stabilitet

Stabil. Stark oxidator Vid kontakt med brännbara material kan det orsaka brand. Hygroskopisk. Oförenlig med organiska material och starka reduktionsmedel.

pH

1,2 (lösning av 100 g / 1 vatten vid 20 ° C).

reaktivitet

Periodisk syra kan bryta bindningen av vicinala dioler närvarande i kolhydrater, glykoproteiner, glykolipider, etc., ursprungsmolekylfragment med aldehyd-ändgrupper.

Denna egenskap av periodisk syra används vid bestämning av kolhydraternas struktur, såväl som närvaron av ämnen som är relaterade till dessa föreningar.

De aldehyder som bildas genom denna reaktion kan reagera med Schiff-reagenset, detekterar närvaron av komplexa kolhydrater (de är färgade lila). Periodisk syra och Schiffs reagens kopplas i ett reagens som förkortas som PAS.

nomenklatur

traditionell

Periodisk syra har sitt namn eftersom jod arbetar med den största av sina valenser: +7, (VII). Detta är sättet att namnge det enligt den gamla nomenklaturen (den traditionella).

I kemiböckerna placerar de alltid HIO4 som den enda representanten för periodisk syra, som är synonym med metaperyodsyra.

Metaperiodinsyran bär sitt namn på det faktum att den jodiska anhydriden reagerar med en vattenmolekyl; det vill säga hydratiseringsgraden är den lägsta:

jag2O7 + H2O => 2HIO4

Medan för bildandet av ortoperiodinsyra,2O7 måste reagera med en högre mängd vatten:

jag2O7 + 5H2O => 2H5IO6

Reagerar med fem vattenmolekyler istället för en.

Termen orto- används exklusivt för att referera till H5IO6, och det är därför periodisk syra endast refererar till HIO4.

Systematik och lager

Andra namn, mindre vanliga, för periodisk syra är:

-tetraoxojodat (VII) väte.

-Tetraoxoyodium-syra (VII)

tillämpningar

medicinsk

De lila fläckarna av PAS erhållna genom reaktionen av periodisk syra med kolhydrater användes vid bekräftelsen av en glykogenförvaringssjukdom; till exempel Von Gierkes sjukdom.

De används vid följande medicinska tillstånd: Pagets sjukdom, mjukvävnadssarkom vid observation, detektering av lymfocytaggregat i mycosis fungoider och Sezanys syndrom.

De används också vid studier av erythroleukemi, en leukemi hos omogna röda blodkroppar. Cellerna färgar en ljus fuchsia färg. Dessutom används infektioner med levande svampar i studien och dör dörrarna av svampar av magenta färg.

I laboratoriet

-Det används vid kemisk bestämning av mangan, förutom dess användning i organisk syntes.

-Periodisk syra används som en selektiv oxidant inom området organiska kemiska reaktioner.

-Periodisk syra kan producera frisättningen av acetaldehyd och högre aldehyder. Dessutom kan periodisk syra frisätta formaldehyd för dess detektion och isolering, såväl som frisättning av ammoniak från hydroxiamino syror..

-Periodiska syralösningar används i studien av närvaron av aminosyror som har OH- och NH-grupper2 i angränsande positioner. Periodisk syra-lösning används i samband med kaliumkarbonat. I detta avseende är serin den enklaste hydroxiaminosyran.

referenser

  1. Gavira José M Vallejo. (24 oktober 2017). Betydelsen av meta-, pyro- och ortoprefix i den gamla nomenklaturen. Återställd från: triplenlace.com
  2. Gunawardena G. (17 mars 2016). Periodisk syra. Kemi LibreTexts. Hämtad från: chem.libretexts.org
  3. Wikipedia. (2018). Periodisk syra. Hämtad från: en.wikipedia.org
  4. Kraft, T. och Jansen, M. (1997), kristallstrukturbestämning av meta-jodsyra, HIO4, med kombinerad röntgen- och neutrondiffraktion. Angew. Chem. Int. Ed. Engl., 36: 1753-1754. doi: 10.1002 / anie.199717531
  5. Shiver & Atkins. (2008). Oorganisk kemi (Fjärde upplagan). Mc Graw Hill.
  6. Martin, A.J., och Synge, R.L. (1941). Några tillämpningar av periodisk syra till studien av hydroxiamino-syrorna av proteinhydrolysater: Frigivelsen av acetaldehyd och högre aldehyder med periodisk syra. 2. Detektion och isolering av formaldehyd frigjord av periodisk syra. 3. Ammoniak delas ut från hydroxi-aminosyror med periodisk syra. 4. Hydroxiamino-syrafraktionen av ull. 5. Hydroxylysin "Med ett tillägg av Florens O. Bell Textile Physics Laboratory, University of Leeds. Den biokemiska tidningen, 35(3), 294-314,1.
  7. Asima. Chatterjee och S. G. Majumdar. (1956). Användning av periodisk syra för upptäckt och lokalisering av etylenisk omättnad. Analytisk kemi 1956 28 (5), 878-879. DOI: 10,1021 / ac60113a028.