KYSELINA JODISTÁ (HIO4): ŠTRUKTÚRA, VLASTNOSTI A POUŽITIE - CHÉMIA - 2026

Kyselina jodistá je kyslíkatých kyselín, čo zodpovedá oxidačným stavu VII jódu. To sa vyskytuje v dvoch formách: orthoperiodic (H ₅ IO ₆ ) a kyseliny metaperiodic (Hio ₄ ). Objavili ju v roku 1838 nemeckí chemici HG Magnus a CF Ammermüller.

Vo zriedených vodných roztokov, kyselina jodistá je prevažne vo forme kyseliny metaperiodic a hydronium iónov (H ₃ O ⁺ ). Medzitým sa v koncentrovaných vodných roztokoch javí kyselina jodistá ako kyselina ortoperiodová.

Hygroskopické kryštály kyseliny ortoperiodovej. Zdroj: Leiem, z Wikimedia Commons

Obe formy kyseliny jodistej sú prítomné v dynamickej chemickej rovnováhe, prevažujúca forma závisí od pH vo vodnom roztoku.

Horný obrázok ukazuje kyselinu ortoperiodovú, ktorá pozostáva z bezfarebných hygroskopických kryštálov (z tohto dôvodu vyzerajú mokré). Hoci vzorce a štruktúry medzi H ₅ IO ₆ a Hio ₄ sú na prvý pohľad veľmi odlišné, dva priamo súvisí so stupňom hydratácie.

H ₅ IO ₆ môže byť vyjadrený ako Hio ₄ ∙ 2H ₂ O, a preto musí byť dehydratovaný za vzniku Hio ₄ ; to isté sa deje v smere opačnom, pri hydratácii Hio ₄ , H ₅ IO _{6 je produkovaný} .

Štruktúra kyseliny jodistej

Kyselina metaperjodová. Zdroj: Benjah-bmm27 prostredníctvom Wikipédie.

Horný obrázok ukazuje molekulárnu štruktúru kyseliny metaperiodic, Hio ₄ . Toto je forma, ktorá je najviac vysvetlená v chemických textoch; je však najmenej termodynamicky stabilný.

Ako je vidieť, pozostáva z tetraedrónu, v strede ktorého je atóm jódu (fialová guľa) a atómy kyslíka (červené gule) v jeho vrcholoch. Tri z atómov kyslíka tvoria dvojitú väzbu s jódom (I = O), zatiaľ čo jeden z nich tvorí jednoduchú väzbu (I-OH).

Táto molekula je kyslá vďaka prítomnosti OH skupiny, ktorá je schopná darovať ión H ⁺ ; a ešte viac vtedy, keď je kladný čiastočný náboj H väčší v dôsledku štyroch atómov kyslíka viazaných na jód. Všimnite si, že HIO ₄ môže tvoriť štyri vodíkové väzby: jednu cez OH (šiška) a tri prostredníctvom svojich atómov kyslíka (prijíma).

Kryštalografickej štúdie preukázali, že jód je v skutočnosti prijímať dva atómy kyslíka zo susednej Hio ₄ molekuly . Pritom dve IO ₆ sa získajú octahedra , spojené dvoma IOI väzbami v cis polohách; to znamená, že sú na rovnakej strane a nie sú od seba oddelené uhlom 180 °.

Tieto oktaedra IO ₆ sú spojené takým spôsobom, že nakoniec vytvárajú nekonečné reťazce, ktoré pri vzájomnej interakcii „ozbrojia“ kryštál HIO ₄ .

Kyselina ortoperiodová

Kyselina ortoperiodová. Zdroj: Benjah-bmm27 prostredníctvom Wikipédie.

Obrázok hore je najstabilnejší a hydratovanú formu kyseliny jodisté: kyselina orthoperiodic, H ₅ IO ₆ . Farby pre tento model tyčí a guľôčok sú rovnaké ako pre práve vysvetlený model HIO ₄ . Tu môžete priamo vidieť, ako vyzerá oktaedron IO ₆ .

Všimnite si, že existuje päť OH skupiny, ktoré zodpovedajú piatim H ⁺ iónov , ktoré by mohli teoreticky uvoľňujú H ₅ IO ₆ molekulu . Avšak kvôli zvyšujúcim sa elektrostatickým odporom môže uvoľniť iba tri z týchto piatich, čím sa vytvorí rozdielna rovnováha disociácie.

Týchto päť OH skupiny umožňujú H ₅ IO ₆ prijímať rôzne molekuly vody, a to z tohto dôvodu, že jeho kryštály sú hygroskopické; to znamená, že absorbujú vlhkosť prítomnú vo vzduchu. Sú tiež zodpovedné za svoju značne vysokú teplotu topenia zlúčeniny kovalentnej povahy.

H ₅ IO ₆ molekuly tvorí mnoho vodíkové väzby so sebou, a preto taký smerovosť, ktorý tiež umožňuje, aby boli usporiadané v riadnej priestore udeliť. V dôsledku tohto usporiadania, H ₅ IO ₆ formy monoklinickej kryštály.

vlastnosti

Molekulové hmotnosti

- kyselina jodovodíková: 190,91 g / mol.

- kyselina ortoperiodová: 227,941 g / mol.

Fyzický vzhľad

Biele alebo svetlo žltej pevnej látky, pre Hio ₄ , alebo bezfarebné kryštály, pre H ₅ IO ₆ .

Bod topenia

128 ° C (263,3 ° F, 401,6 ° F).

Bod zapálenia

140 ° C

stabilita

Stabilný. Silné oxidačné činidlo. Kontakt s horľavými materiálmi môže spôsobiť požiar. Hygroskopické. Nekompatibilné s organickými materiálmi a silnými redukčnými činidlami.

pH

1.2 (roztok 100 g / l vody pri 20 ° C).

reaktivita

Kyselina jodistá je schopná prerušiť väzbu vicinálnych diolov prítomných v uhľohydrátoch, glykoproteínoch, glykolipidoch atď., Pričom vznikajú molekulárne fragmenty s koncovými aldehydovými skupinami.

Táto vlastnosť kyseliny jodistej sa používa na stanovenie štruktúry uhľohydrátov, ako aj prítomnosti látok príbuzných týmto zlúčeninám.

Aldehydy vytvorené touto reakciou môžu reagovať so Schiffovým činidlom a detegovať prítomnosť komplexných uhľohydrátov (sú fialové). Kyselina jodistá a Schiffovo činidlo sú kondenzované do činidla, ktoré je skrátene PAS.

názvoslovie

tradičné

Kyselina jodistá má svoj názov, pretože jód pracuje s najvyššou zo svojich mocenstiev: +7, (VII). Toto je spôsob pomenovania podľa starej nomenklatúry (tradičnej).

V knihách chémie vždy uvádzajú HIO ₄ ako jediného predstaviteľa kyseliny jodistej, ktorý je synonymom kyseliny metaperjodovej.

Kyselina metaperjodová vďačí za svoj názov skutočnosti, že anhydrid jódu reaguje s molekulou vody; to znamená, že jej stupeň hydratácie je najnižší:

Aj ₂ O ₇ + H ₂ O => 2HIO ₄

Kým pre tvorbu kyseliny orthoperiodic, I ₂ O ₇ musí reagovať s vyšším množstvom vody:

Aj ₂ O ₇ + 5 H ₂ O => 2H ₅ IO ₆

Reakcia s piatimi molekulami vody namiesto jednej.

Termín orto-, sa používa výhradne pre označenie H ₅ IO ₆ a kyselina teda periodické sa vzťahuje iba na Hio ₄ .

Systematika a zásoby

Iné, menej bežné názvy kyseliny jodistej sú:

-Hydrogentetraoxoodičnan (VII).

-Tetraoxoiodic acid (VII)

aplikácia

Lekári

Farbenie PAS. Zdroj: Nebol poskytnutý žiadny strojom čitateľný autor. Predpokladané KGH (na základe nárokov na autorské práva).

Na potvrdenie ochorenia pri skladovaní glykogénu sa používajú fialové PAS škvrny získané reakciou kyseliny jodistej s uhľohydrátmi; napríklad Von Gierkeho choroba.

Používajú sa pri nasledujúcich zdravotných stavoch: Pagetova choroba, sarkóm mäkkej časti zraku, detekcia agregátov lymfocytov v mykózových fungoidoch a pri Sezanskom syndróme.

Používajú sa tiež pri štúdiu erytroleukémie, nezrelej leukémie červených krviniek. Bunky škvrňujú jasnú fuchsiu. Okrem toho sa v štúdii používajú živé plesňové infekcie, ktoré zafarbia steny húb purpurovej farby.

V laboratóriu

- Používa sa pri chemickom stanovení mangánu, okrem jeho použitia v organickej syntéze.

- Kyselina perjodová sa používa ako selektívne oxidačné činidlo v oblasti organických chemických reakcií.

- Kyselina jodovodíková môže uvoľňovať acetaldehyd a vyššie aldehydy. Kyselina jodistá môže okrem toho uvoľňovať formaldehyd na detekciu a izoláciu, ako aj uvoľňovanie amoniaku z hydroxyaminokyselín.

Roztoky kyseliny -Periodic sa používajú pri štúdiu prítomnosti aminokyselín, ktoré majú OH a NH _{2 skupiny} v susedných polohách. Roztok kyseliny jodistej sa používa v spojení s uhličitanom draselným. Z tohto hľadiska je serín najjednoduchšou hydroxyaminokyselinou.

Referencie

1. Gavira José M Vallejo. (24. októbra 2017). Význam predpon meta, pyro a ortho v starej nomenklatúre. Obnovené z: triplenlace.com
2. Gunawardena G. (17. marca 2016). Kyselina jodistá. Chémia LibreTexts. Obnovené z: chem.libretexts.org
3. Wikipedia. (2018). Kyselina jodistá. Obnovené z: en.wikipedia.org
4. Kraft, T. a Jansen, M. (1997), Crystal Crystal Determination of Metaperiodic Acid, HIO4, with Combined X-Ray and Neutron Difrction. Angew. Chem. Int. Ed. Engl., 36: 1753-1754. doi: 10.1002 / anie.199717531
5. Shiver a Atkins. (2008). Anorganická chémia. (Štvrté vydanie). Mc Graw Hill.
6. Martin, AJ, a Synge, RL (1941). Niektoré aplikácie kyseliny jodistej pri štúdiu hydroxyaminokyselín proteínových hydrolyzátov: Uvoľnenie acetaldehydu a vyšších aldehydov pomocou kyseliny jodistej. 2. Detekcia a izolácia formaldehydu uvoľneného kyselinou jodistou. 3. Amoniak sa štiepi z hydroxyaminokyselín pomocou kyseliny jodistej. 4. Hydroxyaminokyselinová frakcia vlny. 5; Hydroxylysine “s dodatkom od Florence O. Bell Laboratory Physics Laboratory, University of Leeds. The Biochemical Journal, 35 (3), 294 - 314,1.
7. Asima. Chatterjee a SG Majumdar. (1956). Použitie periodickej kyseliny na detekciu a lokalizáciu etylénovej nenasýtenosti. Analytical Chemistry 1956 28 (5), 878-879. DOI: 10,1021 / ac60113a028.