Περιοδική δομή οξέος (HIO4), ιδιότητες, ονοματολογία και χρήσεις



Το περιοδικό οξύ είναι οξυγόνο, το οποίο αντιστοιχεί στην κατάσταση οξείδωσης VII του ιωδίου. Υπάρχει σε δύο μορφές: το ορθοπεριοδικό (Η5IO6) και μεταπεριοϊκό οξύ (ΗΙΟ)4). Ανακαλύφθηκε το 1838 από τους γερμανούς χημικούς H.G. Magnus και C.F. Ammermüller.

Σε αραιά υδατικά διαλύματα, το περιοδικό οξύ βρίσκεται κυρίως στη μορφή μεταπεριωδικού οξέος και ιόντος υδρονίου (Η3Ο+). Εν τω μεταξύ, σε συγκεντρωμένα υδατικά διαλύματα, το περιοδικό οξύ εμφανίζεται ως ορθο-υπεριωδικό οξύ.

Και οι δύο μορφές περιοδικού οξέος υπάρχουν σε μια δυναμική χημική ισορροπία, ανάλογα με την κυρίαρχη μορφή του υπάρχοντος ρΗ στο υδατικό διάλυμα.

Η επάνω εικόνα δείχνει ορθοπεριοδικό οξύ, το οποίο αποτελείται από υγροσκοπικούς άχρωμους κρυστάλλους (γι 'αυτό και φαίνονται υγροί). Αν και οι τύποι και οι δομές μεταξύ του Η5IO6 και HIO4 είναι στην πρώτη ματιά πολύ διαφορετικά, τα δύο σχετίζονται άμεσα με το βαθμό ενυδάτωσης.

Το Η5IO6 μπορεί να εκφραστεί ως HIO4∙ 2H2Ή, και γι 'αυτό θα πρέπει να την αφυδατώσετε για να πάρετε το HIO4? το ίδιο συμβαίνει και στην αντίθετη κατεύθυνση, με την ενυδάτωση του HIO4 Η παράγεται5IO6.

Ευρετήριο

  • 1 Δομή του περιοδικού οξέος
    • 1.1 Ορθοπεροξικό οξύ
  • 2 Ιδιότητες
    • 2.1 Μοριακά βάρη
    • 2.2 Φυσική εμφάνιση
    • 2.3 Σημείο τήξης
    • 2.4 Σημείο ανάφλεξης
    • 2.5 Σταθερότητα
    • 2,6 ρΗ
    • 2.7 Δραστικότητα
  • 3 Ονοματολογία
    • 3.1 Παραδοσιακά
    • 3.2 Συστηματική και απόθεμα
  • 4 Χρήσεις
    • 4.1 Γιατροί
    • 4.2 Στο εργαστήριο
  • 5 Αναφορές

Περιοδική δομή οξέος

Η μοριακή δομή του μεταπεριτοϊκού οξέος, HIO, παρουσιάζεται στην άνω εικόνα4. Αυτή είναι η μορφή που εξηγείται περισσότερο στα κείμενα της χημείας. Ωστόσο, είναι το λιγότερο θερμοδυναμικά σταθερό.

Όπως μπορεί να παρατηρηθεί, αποτελείται από ένα τετράεδρο στο κέντρο του οποίου βρίσκεται το άτομο ιωδίου (μωβ σφαίρα) και στις κορυφές του τα άτομα οξυγόνου (κόκκινες σφαίρες). Τρία από τα άτομα οξυγόνου σχηματίζουν ένα διπλό δεσμό με ιώδιο (Ι = Ο), ενώ ένα από αυτά σχηματίζει έναν απλό δεσμό (Ι-ΟΗ).

Αυτό το μόριο είναι όξινο λόγω της παρουσίας της ΟΗ ομάδας, που είναι σε θέση να δωρίσει ένα ιόν Η+? και ακόμη περισσότερο όταν το μερικό θετικό φορτίο του Η είναι μεγαλύτερο λόγω των τεσσάρων ατόμων οξυγόνου που συνδέονται με το ιώδιο.  Σημειώστε ότι το HIO4 μπορούν να σχηματίσουν τέσσερις δεσμούς υδρογόνου: ένας μέσω OH (donut) και τρία άτομα οξυγόνου (δέχεται).

Κρυσταλλογραφικές μελέτες έχουν δείξει ότι το ιώδιο μπορεί να δεχθεί στην πραγματικότητα δύο οξυγόνα ενός γειτονικού μορίου ΟΑΥ4. Με αυτόν τον τρόπο, λαμβάνονται δύο οκταεδράκια ΙΟ6, που συνδέονται με δύο δεσμούς Ι-Ο-Ι σε cis θέσεις. δηλαδή, είναι στην ίδια πλευρά και δεν χωρίζονται από γωνία 180 °.

Αυτά τα οκτάεδρα ΙΟ6 συνδέονται με τέτοιο τρόπο ώστε να καταλήγουν να δημιουργούν άπειρες αλυσίδες, οι οποίες όταν αλληλεπιδρούν μεταξύ τους "βραχίονα" το κρυστάλλινο HIO4.

Ορθοπεροξικό οξύ

Στην άνω εικόνα, φαίνεται η πιο σταθερή και ενυδατωμένη μορφή του περιοδικού οξέος: το ορθοπερυδικό οξύ, το Η5IO6. Τα χρώματα για αυτό το μοντέλο ράβδων και σφαιρών είναι τα ίδια με αυτά του HIO4 μόλις εξήγησε. Εδώ μπορείτε να δείτε άμεσα πώς φαίνεται ένα οκταεδρικό IO6.

Σημειώστε ότι υπάρχουν πέντε ομάδες ΟΗ, που αντιστοιχούν στα πέντε ιόντα Η+ που θεωρητικά θα μπορούσε να απελευθερώσει το μόριο Η5IO6. Ωστόσο, λόγω των αυξανόμενων ηλεκτροστατικών αντιδράσεων, μπορεί να απελευθερώσει μόνο τρία από αυτά τα πέντε, καθορίζοντας διαφορετικές ισορροπίες διάστασης.

Αυτές οι πέντε ΟΗ ομάδες επιτρέπουν στο Η5IO6 δέχονται αρκετά μόρια νερού και γι 'αυτό το λόγο οι κρύσταλλοι τους είναι υγροσκοπικοί. δηλαδή, απορροφούν την υγρασία που υπάρχει στον αέρα. Επίσης, αυτοί είναι υπεύθυνοι για το σημαντικά υψηλό σημείο τήξης τους για μια ένωση ομοιοπολικής φύσης.

Η μόρια5IO6 σχηματίζουν πολλές γέφυρες υδρογόνου μεταξύ τους και, ως εκ τούτου, παρέχουν μια κατευθυντικότητα που τους επιτρέπει να διευθετούνται τακτοποιημένα στο χώρο. Ως αποτέλεσμα της εν λόγω παραγγελίας, το Η5IO6 σχηματίζουν μονοκλινικούς κρυστάλλους.

Ιδιότητες

Μοριακά βάρη

-Μεταπεριωδικό οξύ: 190,91 g / mol.

-Ορθοπεροξείδιο οξύ: 227,941 g / mol.

Φυσική εμφάνιση

Στερεό λευκό ή ωχροκίτρινο, για HIO4, ή άχρωμους κρυστάλλους, για το Η5IO6.

Σημείο τήξης

128 ºC (263,3 ºF, 401,6 ºF).

Σημείο ανάφλεξης

140 ºC.

Σταθερότητα

Σταθερό Ισχυρό οξειδωτικό Σε επαφή με εύφλεκτα υλικά μπορεί να προκληθεί πυρκαγιά. Υγροσκοπικό Ασύμβατο με οργανικά υλικά και ισχυρούς αναγωγικούς παράγοντες.

ρΗ

1,2 (διάλυμα 100 g / L νερού σε 20 ° C).

Δραστικότητα

Το περιοδικό οξύ είναι ικανό να διασπά τον δεσμό των γειτονικών διολών που υπάρχουν σε υδατάνθρακες, γλυκοπρωτεΐνες, γλυκολιπίδια κλπ., Που προέρχονται από μοριακά θραύσματα με τελικές ομάδες αλδεϋδης.

Αυτή η ιδιότητα του περιοδικού οξέος χρησιμοποιείται στον προσδιορισμό της δομής των υδατανθράκων, καθώς και στην παρουσία ουσιών που σχετίζονται με αυτές τις ενώσεις.

Οι αλδεΰδες που σχηματίζονται από αυτή την αντίδραση μπορούν να αντιδράσουν με το αντιδραστήριο Schiff, ανιχνεύοντας την παρουσία σύνθετων υδατανθράκων (είναι χρωματισμένα μοβ). Το περιοδικό οξύ και το αντιδραστήριο του Schiff συζεύγνυνται σε ένα αντιδραστήριο που συντομεύεται ως PAS.

Ονοματολογία

Παραδοσιακά

Το περιοδικό οξύ έχει το όνομά του επειδή το ιώδιο λειτουργεί με το μεγαλύτερο σθένος του: +7, (VII). Αυτός είναι ο τρόπος για να το ονομάσουμε σύμφωνα με την παλιά ονοματολογία (την παραδοσιακή).

Στα βιβλία χημείας τοποθετούν πάντα το HIO4 ως μοναδικός εκπρόσωπος του περιοδικού οξέος, συνώνυμο με το μεταπυροϊδικό οξύ.

Το μεταπεριτοϊκό οξύ οφείλει το όνομά του στο γεγονός ότι ο ιωδικός ανυδρίτης αντιδρά με ένα μόριο νερού. δηλαδή, ο βαθμός ενυδάτωσης είναι ο χαμηλότερος:

Εγώ2Ο7 + H2Ο => 2HIO4

Ενώ για τον σχηματισμό ορθοπεριοϊκού οξέος, το2Ο7 πρέπει να αντιδράσει με μεγαλύτερη ποσότητα νερού:

Εγώ2Ο7 + 5Η2Ο => 2Η5IO6

Αντιδρώντας με πέντε μόρια νερού αντί για ένα.

Ο όρος ορθο-, χρησιμοποιείται αποκλειστικά για να αναφέρεται στο Η5IO6, και γι 'αυτό το περιοδικό οξύ αναφέρεται μόνο σε HIO4.

Συστηματική και απόθεμα

Άλλα ονόματα, λιγότερο κοινά, για το περιοδικό οξύ είναι:

-(VII) υδρογόνο.

-Το οξικό τετραοξοϋδρίδιο (VII)

Χρησιμοποιεί

Γιατροί

Οι πορφυροί λεκέδες του PAS που λαμβάνονται με την αντίδραση του περιοδικού οξέος με τους υδατάνθρακες χρησιμοποιούνται στην επιβεβαίωση της ασθένειας αποθήκευσης γλυκογόνου. για παράδειγμα, τη νόσο του Von Gierke.

Χρησιμοποιούνται στις ακόλουθες παθολογικές καταστάσεις: τη νόσο του Paget, το σάρκωμα μαλακών μορίων κατά την παρακολούθηση, την ανίχνευση συσσωματωμάτων λεμφοκυττάρων σε μυκητίαση fungoides και το σύνδρομο Sezany.

Χρησιμοποιούνται επίσης στη μελέτη της ερυθρολευχαιμίας, μιας λευχαιμίας των ανώριμων ερυθρών αιμοσφαιρίων. Τα κύτταρα κηλιδώνουν ένα λαμπερό χρώμα φούξιας. Επιπρόσθετα, στη μελέτη χρησιμοποιούνται μολύνσεις με ζωντανούς μύκητες, οι οποίες πεθαίνουν στους τοίχους μυκήτων με ματζέντα.

Στο εργαστήριο

-Χρησιμοποιείται στον χημικό προσδιορισμό του μαγγανίου, εκτός από τη χρήση του στην οργανική σύνθεση.

-Το περιοδικό οξύ χρησιμοποιείται ως επιλεκτικό οξειδωτικό στον τομέα των αντιδράσεων οργανικής χημείας.

-Το περιοδικό οξύ μπορεί να παράγει την απελευθέρωση της ακεταλδεΰδης και υψηλότερες αλδεΰδες. Επιπλέον, το περιοδικό οξύ μπορεί να απελευθερώσει φορμαλδεΰδη για την ανίχνευση και την απομόνωσή του, καθώς και την απελευθέρωση αμμωνίας από υδροξυαμινοξέα..

-Τα περιοδικά όξινα διαλύματα χρησιμοποιούνται στη μελέτη της παρουσίας αμινοξέων που έχουν ομάδες ΟΗ και ΝΗ2 σε γειτονικές θέσεις. Το περιοδικό όξινο διάλυμα χρησιμοποιείται σε συνδυασμό με ανθρακικό κάλιο. Από αυτή την άποψη, η σερίνη είναι το απλούστερο υδροξυ αμινοξύ.

Αναφορές

  1. Γαβίρα Χοσέ Μ Vallejo. (24 Οκτωβρίου 2017). Σημασία του προθέματος μετα, πυρο και ορθο στην παλιά ονοματολογία. Ανάκτηση από: triplenlace.com
  2. Gunawardena G. (17 Μαρτίου 2016). Περιοδικό οξύ. Χημεία LibreTexts. Ανακτήθηκε από: chem.libretexts.org
  3. Wikipedia. (2018). Περιοδικό οξύ. Ανακτήθηκε από: en.wikipedia.org
  4. Kraft, Τ. And Jansen, Μ. (1997), Ορισμός κρυσταλλικού δομικού μεταπεριοϊκού οξέος, ΗΙΟ4, με συνδυασμένη ακτινογραφία και διάθλαση ουδετερόνης. Angew. Chem., Int Ed. Engl., 36: 1753-1754. doi: 10.1002 / anie.199717531
  5. Shiver & Atkins. (2008). Ανόργανη χημεία (Τέταρτη έκδοση). Mc Graw Hill.
  6. Martin, Α. J. & Synge, R.L. (1941). Ορισμένες εφαρμογές του περιοδικού οξέος στη μελέτη των υδροξυαμινοξέων των υδρολυμάτων πρωτεϊνών: Η απελευθέρωση της ακεταλδεΰδης και των ανώτερων αλδεϋδών με περιοδικό οξύ. 2. Ανίχνευση και απομόνωση φορμαλδεΰδης που απελευθερώνεται με περιοδικό οξύ. 3. Η αμμωνία διασπάται από υδροξυαμινοξέα με περιοδικό οξύ. 4. Το κλάσμα υδροξυαμινοξέων του μαλλιού. 5. Υδροξυλυσίνη »με ένα προσάρτημα από το εργαστήριο Φυσικής Κλωστοϋφαντουργίας της Φλωρεντίας O. Bell, Πανεπιστήμιο του Leeds. Το Βιοχημικό περιοδικό, 35(3), 294-314,1.
  7. Asima Chatterjee και S.G. Majumdar. (1956). Χρήση περιοδικού οξέος για την ανίχνευση και τον εντοπισμό της αιθυλενικής ακορεστότητας. Analytical Chemistry 1956 28 (5), 878-879. DOI: 10.1021 / ac60113a028.