Periodiskās skābes (HIO4) struktūra, īpašības, nomenklatūra un lietošanas veidi



The periodiskā skābe tas ir skābe, kas atbilst joda oksidācijas stāvoklim VII. Tas pastāv divos veidos: ortopērijas (H5IO6) un metaperiodiskā skābe (HIO)4). 1838. gadā to atklāja vācu ķīmiķi H. G. Magnuss un C. F. Ammermüllers.

Atšķaidītajos ūdens šķīdumos periodiskā skābe tiek konstatēta galvenokārt metaperiodiskā skābes un hidronija jonu formā (H3O+). Tikmēr koncentrētos ūdens šķīdumos periodiskā skābe parādās kā ortodiodiskā skābe.

Abas periodiskās skābes formas ir dinamiskā ķīmiskā līdzsvara stāvoklī, atkarībā no esošā pH līmeņa ūdens šķīdumā..

Augšējā attēlā redzama ortopērijas skābe, kas sastāv no higroskopiskiem bezkrāsainiem kristāliem (tāpēc tie izskatās slapji). Lai gan formulas un struktūras starp H5IO6 un HIO4 tie ir acīmredzami ļoti atšķirīgi, abi ir tieši saistīti ar hidratācijas pakāpi.

H5IO6 var izteikt kā HIO4∙ 2H2Vai arī, tāpēc, lai iegūtu HIO, jums tas ir jāiztīra4; tas pats notiek pretējā virzienā, mitrinot HIO4 Tiek ražots H5IO6.

Indekss

  • 1 Periodiskās skābes struktūra
    • 1.1 Ortoperoksīnskābe
  • 2 Rekvizīti
    • 2.1. Molekulārie svari
    • 2.2 Fiziskais izskats
    • 2.3 Kušanas punkts
    • 2.4 Aizdedzes punkts
    • 2.5 Stabilitāte
    • 2,6 pH
    • 2.7. Reaktivitāte
  • 3 Nomenklatūra
    • 3.1 Tradicionāli
    • 3.2. Sistemātika un krājumi
  • 4 Lietojumi
    • 4.1 Ārsti
    • 4.2. Laboratorijā
  • 5 Atsauces

Periodiskā skābes struktūra

Metaperiodiskā skābes HIO molekulārā struktūra ir parādīta augšējā attēlā4. Šī ir forma, kas visvairāk izskaidrota ķīmijas tekstos; tomēr tas ir vismazāk termodinamiski stabils.

Kā redzams, tas sastāv no tetraedera, kura centrā atrodas joda atoms (purpura sfēra) un tā virsotnēs skābekļa atomi (sarkanās sfēras). Trīs no skābekļa atomiem veido divkāršu saiti ar jodu (I = O), bet viens no tiem veido atsevišķu saiti (I-OH)..

Šī molekula ir skāba OH grupas klātbūtnes dēļ, kas spēj ziedot H jonu+; un vēl jo vairāk, ja H daļējais pozitīvais lādiņš ir lielāks četru skābekļa atomu dēļ, kas saistīti ar jodu.  Ņemiet vērā, ka HIO4 var veidot četras ūdeņraža saites: vienu caur OH (donut) un trīs skābekļa atomus (pieņem).

Kristalogrāfiskie pētījumi ir parādījuši, ka jods faktiski var pieņemt divus oksigēnus no blakus esošās HIO molekulas4. Tādējādi tiek iegūti divi IO oktaedri6, ar divām I-O-I saistībām cis pozīcijās; tas ir, tie atrodas vienā pusē un nav atdalīti ar 180 ° leņķi.

Šie IO oktaedri6 tie ir saistīti tādā veidā, ka tie galu galā rada bezgalīgas ķēdes, kas, mijiedarbojoties ar otru, „ieroču” HIO kristālu4.

Ortoperoksīnskābe

Augšējā attēlā ir parādīts visstabilākais un hidratētākais periodiskā skābes forma: ortopērijas skābe, H5IO6. Šīs bāru un sfēru modeļa krāsas ir tādas pašas kā HIO4 tikko paskaidrots. Šeit jūs varat redzēt, kā izskatās IO oktaedrons6.

Ņemiet vērā, ka ir piecas OH grupas, kas atbilst pieciem H joniem+ ka teorētiski varētu atbrīvot H molekulu5IO6. Tomēr, pateicoties pieaugošajiem elektrostatiskajiem atbaidījumiem, tas var atbrīvot tikai trīs no šiem pieciem, izveidojot atšķirīgu disociācijas līdzsvaru..

Šīs piecas OH grupas ļauj H5IO6 pieņemt vairākas ūdens molekulas, un tieši tāpēc to kristāli ir higroskopiski; tas ir, tie absorbē gaisā esošo mitrumu. Tie ir arī atbildīgi par to, ka kovalentās vielas savienojums ir ļoti augsts.

H molekulas5IO6 tie veido daudzus ūdeņraža tiltus savā starpā, un tādējādi piešķir virzienu, kas ļauj tos sakārtot kosmosā. Minētā pasūtījuma rezultātā H5IO6 veido monokliniskus kristālus.

Rekvizīti

Molekulārie svari

-Metaperyodīnskābe: 190,91 g / mol.

-Ortoperoksīda skābe: 227,941 g / mol.

Fiziskais izskats

Balts vai gaiši dzeltens, HIO4, vai bezkrāsaini kristāli, H5IO6.

Kušanas punkts

128 ° C (263,3 ° F, 401,6 ° F).

Aizdedzes punkts

140 ° C.

Stabilitāte

Stabils Spēcīgs oksidētājs Saskaroties ar degošiem materiāliem, var izraisīt ugunsgrēku. Higroskopisks Nesaderīgs ar organiskiem materiāliem un stipriem reducētājiem.

pH

1,2 (100 g / l ūdens 20ºC temperatūrā).

Reaktivitāte

Periodiskā skābe spēj lauzt ogļhidrātu, glikoproteīnu, glikolipīdu utt. Klātbūtnes vicinālo diolu saiti, kuru izcelsme ir molekulārajos fragmentos ar aldehīda gala grupām.

Šo periodiskā skābes īpašību izmanto, lai noteiktu ogļhidrātu struktūru, kā arī vielu, kas saistītas ar šiem savienojumiem, klātbūtni..

Ar šo reakciju veidotie aldehīdi var reaģēt ar Šifa reaģentu, atklājot kompleksu ogļhidrātu klātbūtni (tie ir krāsaini violeti). Periodiskā skābe un Šifa reaģents ir savienots reaģentā, kas saīsināts kā PAS.

Nomenklatūra

Tradicionāli

Periodiskajai skābei ir nosaukums, jo jods darbojas ar lielākajām valentēm: +7, (VII). Tas ir veids, kā to nosaukt saskaņā ar veco nomenklatūru (tradicionālo).

Ķīmijas grāmatās viņi vienmēr ievieto HIO4 kā vienīgais periodiskā skābes pārstāvis, kas ir sinonīms metaperyodīnskābei.

Metaperiodiskā skābe ir tās nosaukums, jo joda anhidrīds reaģē ar ūdens molekulu; tas ir, tā hidratācijas pakāpe ir viszemākā:

I2O7 + H2O => 2HIO4

Lai veidotu ortoperiodisko skābi,2O7 jāreaģē ar lielāku ūdens daudzumu:

I2O7 + 5H2O => 2H5IO6

Reaģējot ar piecām ūdens molekulām, nevis vienu.

Termins orto-, tiek lietots tikai, lai apzīmētu H5IO6, un tāpēc periodiskā skābe attiecas tikai uz HIO4.

Sistemātika un krājumi

Citi periodiskie skābes nosaukumi ir šādi:

-tetraoksodiodāts (VII) ūdeņradis.

-Tetokokso nātrija skābe (VII)

Lietojumi

Ārsti

Glikogēna uzglabāšanas slimības apstiprināšanā tiek izmantoti PAS purpurkrāsas, kas iegūtas periodiskā skābes un ogļhidrātu reakcijas rezultātā; piemēram, Von Gierke slimība.

Tos lieto šādos medicīniskos apstākļos: Pageta slimība, mīksto audu sarkoma pēc novērošanas, limfocītu agregātu atklāšana mikozes fungoīdos un Sezany sindroms.

Tos lieto arī eritrolukēmijas pētījumā, kas ir nenobriedušu sarkano asins šūnu leikēmija. Šūnas krāso spilgtu fuksijas krāsu. Turklāt pētījumā tiek izmantotas dzīvu sēnīšu infekcijas, kas mirst no fuksīna sienas, kam piemīt fuksīna krāsas.

Laboratorijā

-To lieto mangāna ķīmiskā noteikšanā, kā arī to izmantošanu organiskā sintēze.

-Periodiskā skābe tiek izmantota kā selektīvs oksidētājs organisko ķīmisko reakciju jomā.

-Periodiskā skābe var izraisīt acetaldehīda un augstāku aldehīdu izdalīšanos. Turklāt periodiskā skābe var atbrīvot formaldehīdu tā atklāšanai un izolēšanai, kā arī amonjaka izdalīšanos no hidroksiamīnskābēm..

-Periodiski skābes šķīdumi tiek izmantoti, lai pētītu aminoskābes, kurās ir OH un NH grupas2 blakus esošajās pozīcijās. Periodiskā skābes šķīdums tiek lietots kopā ar kālija karbonātu. Šajā sakarā serīns ir visvienkāršākā hidroksigrupas aminoskābe.

Atsauces

  1. Gavira José M Vallejo. (2017. gada 24. oktobris). Metas, piro un orto prefiksu nozīme vecajā nomenklatūrā. Atgūts no: triplenlace.com
  2. Gunawardena G. (2016. gada 17. marts). Periodiskā skābe. Ķīmija LibreTexts. Saturs iegūts no: chem.libretexts.org
  3. Vikipēdija. (2018). Periodiskā skābe. Saturs iegūts no: en.wikipedia.org
  4. Kraft, T. un Jansen, M. (1997), Metaperiodiskā skābes, HIO4, kristāla struktūras noteikšana ar kombinētu rentgena un neitronu difrakciju. Angew. Chem. Int. Ed. Engl., 36: 1753-1754. doi: 10.1002 / anie.199717531
  5. Shiver & Atkins. (2008). Neorganiskā ķīmija (Ceturtais izdevums). Mc Graw kalns.
  6. Martin, A. J., & Synge, R. L. (1941). Daži periodiskā skābes pielietojumi olbaltumvielu hidrolizātu hidroksilamino-skābju pētīšanai: acetaldehīda un augstāku aldehīdu atbrīvošana ar periodisko skābi. 2. Periodiskā skābes atbrīvotā formaldehīda noteikšana un izolēšana. 3. Amonjaks, kas sadalīts no hidroksiamīnskābēm ar periodisko skābi. 4. Vilnas hidroksilamino-skābes frakcija. 5. Hidroksiizīns „Līdsas Universitātes Florences O. Bell tekstila fizikas laboratorijas papildinājums. Biochemical žurnāls, 35(3), 294-314.1.
  7. Asima Chatterjee un S. G. Majumdar. (1956). Periodiskās skābes izmantošana etilēna nepiesātinājuma noteikšanai un atrašanās vietas noteikšanai. Analītiskā ķīmija 1956 28 (5), 878-879. DOI: 10.1021 / ac60113a028.