PERIODINĖ RŪGŠTIS (HIO4): STRUKTŪRA, SAVYBĖS IR PANAUDOJIMAS - CHEMIJA - 2025

Periodiškai rūgštis yra oxyacid, kuris atitinka oksidacijos VII jodo. Jis egzistuoja dviejų formų: ortoperiodinės (H ₅ IO ₆ ) ir metaperiodinės rūgšties (HIO ₄ ). Jį 1838 m. Atrado vokiečių chemikai HG Magnus ir CF Ammermüller.

Praskiestuose vandeniniuose tirpaluose periodinė rūgštis daugiausia yra metaperiodinės rūgšties ir hidronio jonų (H ₃ O ⁺ ) pavidalu . Tuo tarpu koncentruotuose vandeniniuose tirpaluose periodinė rūgštis atsiranda kaip ortoperiodinė rūgštis.

Higroskopiniai ortoperiodinės rūgšties kristalai. Šaltinis: Leiem, iš „Wikimedia Commons“

Abi periodinės rūgšties formos yra dinaminėje cheminėje pusiausvyroje, vyraujanti forma priklauso nuo vandeniniame tirpale esančio pH.

Viršutiniame paveikslėlyje pavaizduota ortoperiodinė rūgštis, kurią sudaro bespalviai higroskopiniai kristalai (dėl šios priežasties jie atrodo šlapi). Nors formulės ir struktūros tarp H ₅ IO ₆ ir HIO ₄ iš pirmo žvilgsnio yra labai skirtingos, jos yra tiesiogiai susijusios su hidratacijos laipsniu.

H ₅ IO ₆ gali būti išreikštas HIO ₄ ∙ 2H ₂ O, todėl norint gauti HIO _4, jis turi būti dehidratuotas ; tas pats atsitinka priešinga kryptimi, kai hidratuojamas HIO ₄ , H ₅ IO ₆ .

Periodinės rūgšties struktūra

Metaperiodinė rūgštis. Šaltinis: „Benjah-bmm27“ per Vikipediją.

Viršutiniame paveikslėlyje pavaizduota metaperiodinės rūgšties HIO ₄ molekulinė struktūra . Tai yra forma, kuri labiausiai paaiškinta chemijos tekstuose; tačiau jis yra mažiausiai termodinamiškai stabilus.

Kaip matyti, jį sudaro tetraedras, kurio centre yra jodo atomas (purpurinė sfera), ir deguonies atomai (raudonos sferos) jo viršūnėse. Trys iš deguonies atomų sudaro dvigubą jungtį su jodu (I = O), o vienas iš jų sudaro vieną jungtį (I-OH).

Ši molekulė yra rūgštinė dėl OH grupės buvimo, galinti paaukoti H ⁺ joną ; ir dar labiau, kai teigiamas dalinis H krūvis yra didesnis dėl keturių deguonies atomų, sujungtų su jodu. Atminkite, kad HIO ₄ gali sudaryti keturis vandenilio ryšius: vieną per OH (spurga) ir tris per jo deguonies atomus (priima).

Kristalografiniai tyrimai parodė, kad jodas iš kaimyninės HIO ₄ molekulės iš tikrųjų gali priimti du deguonį . Tai darant gaunami du IO ₆ oktaedrai , susieti dviem IOI jungtimis cis padėtyse; tai yra, jie yra toje pačioje pusėje ir nėra atskirti 180 ° kampu.

Šie IO ₆ oktaedrai yra susieti taip, kad jie sukuria begalines grandines, kad, sąveikaudami tarpusavyje, jie „ginkluotų“ HIO ₄ kristalą .

Ortoperiodo rūgštis

Ortoperiodo rūgštis. Šaltinis: „Benjah-bmm27“ per Vikipediją.

Aukščiau pateiktoje nuotraukoje parodyta stabiliausia ir hidratuota periodinės rūgšties forma: ortoperiodinė rūgštis, H ₅ IO ₆ . Šio strypų ir sferų modelio spalvos yra tokios pačios kaip ką tik paaiškinto HIO ₄ . Čia galite tiesiogiai pamatyti, kaip atrodo IO ₆ oktaedras .

Atkreipkite dėmesį, kad yra penki OH grupės, atitinkančiai penkių H ⁺ jonų , kad teoriškai galėtų išlaisvinti adatą H ₅ IO ₆ molekulę . Tačiau dėl didėjančių elektrostatinių atstumų jis gali išlaisvinti tik tris iš penkių, sukurdamas skirtingą disociacijos pusiausvyrą.

Šie penki OH grupės leidžia H ₅ IO _{6 iki} priimti įvairias vandens molekulių, ir tai yra dėl šios priežasties, kad jos kristalai yra higroskopiniai; ty jie sugeria ore esančią drėgmę. Jie taip pat atsakingi už labai aukštą kovalentinio junginio lydymosi temperatūrą.

H ₅ IO ₆ molekulės tarpusavyje sudaro daugybę vandenilio jungčių, todėl jos suteikia tokį kryptingumą, kuris taip pat leidžia jas išdėstyti tvarkingoje erdvėje. Dėl šios struktūros H ₅ IO ₆ sudaro monoklininius kristalus.

Savybės

Molekuliniai svoriai

-Metaperiodo rūgštis: 190,91 g / mol.

-Ortoperiodinė rūgštis: 227,941 g / mol.

Fizinė išvaizda

Balta arba šviesiai geltona kieta medžiaga, skirta HIO ₄ , arba bespalviai kristalai, skirti H ₅ IO ₆ .

Lydymosi temperatūra

128 ° C (263,3 ° F, 401,6 ° F).

Uždegimo taškas

140 ° C.

Stabilumas

Stabilus. Stiprus oksidatorius. Kontaktas su degiomis medžiagomis gali sukelti gaisrą. Higroskopinis. Nesuderinamas su organinėmis medžiagomis ir stipriais reduktoriais.

pH

1,2 (100 g / l vandens, esant 20 ° C temperatūrai, tirpalas).

Reaktyvumas

Periodinė rūgštis yra pajėgi nutraukti vicinalinių dioolių, esančių angliavandeniuose, glikoproteinuose, glikolipiduose ir kt., Ryšius, gaunančius molekulinius fragmentus su galinėmis aldehido grupėmis.

Ši periodinės rūgšties savybė naudojama nustatant angliavandenių struktūrą, taip pat medžiagų, susijusių su šiais junginiais, buvimą.

Dėl šios reakcijos susidarę aldehidai gali reaguoti su Schiffo reagentu, nustatydami sudėtingų angliavandenių buvimą (jie pasidaro purpuriniai). Periodinė rūgštis ir Schiffo reagentas yra sujungti į reagentą, sutrumpintą PAS.

Nomenklatūra

Tradicinis

Periodinė rūgštis turi savo pavadinimą, nes jodas veikia su didžiausiu savo valentiškumu: +7, (VII). Tai būdas jį pavadinti pagal senąją nomenklatūrą (tradicinę).

Chemijos knygose jie visada nurodo HIO ₄ kaip vienintelį periodinės rūgšties atstovą, būdami metaperiodinės rūgšties sinonimu.

Metaperiodo rūgštis savo pavadinimą lemia tuo, kad jodo anhidridas reaguoja su vandens molekulėmis; tai yra, jo hidratacijos laipsnis yra žemiausias:

I ₂ O ₇ + H ₂ O => 2HIO ₄

Ortoperiodinės rūgšties susidarymui I ₂ O ₇ turi reaguoti su didesniu vandens kiekiu:

I ₂ O ₇ + 5H ₂ O => 2H ₅ IO ₆

Reaguojama su penkiomis vandens molekulėmis, o ne viena.

Terminas orto- yra naudojamas išskirtinai reikšti H ₅ IO ₆ , todėl periodinė rūgštis reiškia tik HIO ₄ .

Klasifikacija ir atsargos

Kiti, mažiau paplitę periodinės rūgšties pavadinimai:

-Vandenilio tetraoksiojodatas (VII).

-Tetraoksojodinė rūgštis (VII)

Programos

Gydytojai

PAS dažymas. Šaltinis: nepateiktas mašininio skaitymo autorius. KGH prielaida (remiantis autorių teisių paraiškomis).

Violetinės PAS dėmės, gaunamos periodiškai rūgščiai reaguojant su angliavandeniais, naudojamos glikogeno kaupimosi ligai patvirtinti; pavyzdžiui, Von Gierke liga.

Jie naudojami esant tokioms sveikatos būklėms: Paget'o liga, minkštosios dalies sarkoma iki regos, limfocitų agregatų nustatymas mikozės fungoides ir Sezany sindromo metu.

Jie taip pat naudojami tiriant eritroleukemiją - nesubrendusią raudonųjų kraujo kūnelių leukemiją. Ląstelės dažo ryškią fuksiją. Be to, tyrime naudojamos gyvos grybelinės infekcijos, dažančios grybo sienas rausvai raudona spalva.

Laboratorijoje

-Jis naudojamas cheminiam mangano nustatymui, be to, kad jis naudojamas ir organinėje sintezėje.

-Periodo rūgštis naudojama kaip selektyvus oksidantas organinės chemijos reakcijų srityje.

-Periodo rūgštis gali sukelti acetaldehido ir aukštesniųjų aldehidų išsiskyrimą. Be to, periodinė rūgštis gali išskirti formaldehidą aptikimui ir išskyrimui, taip pat amoniaką atpalaiduoti iš hidroksiamino rūgščių.

-Perio rūgšties tirpalai naudojami tiriant aminorūgščių, turinčių OH ir NH2 _grupes gretimose vietose, buvimą . Periodinis rūgšties tirpalas naudojamas kartu su kalio karbonatu. Šiuo atžvilgiu serinas yra pati paprasčiausia hidroksiamino rūgštis.

Nuorodos

1. Gavira José M Vallejo. (2017 m. Spalio 24 d.). Prefiksų meta, pyro ir ortho reikšmės senojoje nomenklatūroje. Atkurta iš: triplenlace.com
2. Gunawardena G. (2016 m. Kovo 17 d.). Periodinė rūgštis. Chemija „LibreTexts“. Atkurta iš: chem.libretexts.org
3. Vikipedija. (2018 m.). Periodinė rūgštis. Atkurta iš: en.wikipedia.org
4. Kraft, T. ir Jansen, M. (1997), Metaperiodinės rūgšties kristalų struktūros nustatymas HIO4 su kombinuota rentgeno ir neutronų difrakcija. Angelas. Chem. Int. Ed. Engl., 36: 1753-1754. doi: 10.1002 / anie.199717531
5. Šiveris ir Atkinsas. (2008). Neorganinė chemija. (Ketvirtasis leidimas). Mc Graw Hill.
6. Martin, AJ, & Synge, RL (1941). Kai kurie periodinės rūgšties pritaikymai tiriant baltymų hidrolizatų hidroksiamino rūgštis: Periodinė rūgštis atpalaiduoja acetaldehidą ir aukštesnius aldehidus. 2. Periodinės rūgšties atpalaiduoto formaldehido aptikimas ir išskyrimas. 3. Amoniakas nuo hidroksiamino rūgščių išsiskiria periodine rūgštimi. 4. Vilnos hidroksiamino-rūgšties frakcija. Hidroksilizinas “su priedėliu pateikė Florence O. Bell Bell Textile Physics Laboratory, Leeds University. Biocheminis žurnalas, 35 (3), 294–314,1.
7. Asima. Chatterjee ir SG Majumdar. (1956). Periodinės rūgšties panaudojimas etileno neprisotinimui aptikti ir nustatyti. Analitinė chemija, 1956, 28 (5), 878–879. DOI: 10.1021 / ac60113a028.