Perioodilise happe (HIO4) struktuur, omadused, nomenklatuur ja kasutusalad



The perioodiline hape see on hapnikhape, mis vastab joodi oksüdatsioonile VII. See eksisteerib kahes vormis: ortopeediline (H5IO6) ja metaperjodiidhape (HIO)4). Seda avastas 1838. aastal saksa keemikud H. G. Magnus ja C. F. Ammermüller.

Lahjendatud vesilahustes leidub perioodiline hape peamiselt metaperjodiidhappe ja hüdroniumioonina (H3O+). Vahepeal on kontsentreeritud vesilahustes perjoodhape ortoperioodhappena.

Mõlemad perjoodhappe vormid esinevad dünaamilises keemilises tasakaalus, sõltuvalt vesilahuses olemasoleva pH põhilisest vormist..

Ülemises pildis on ortoperyoodhape, mis koosneb hügroskoopsetest värvitu kristallidest (sellepärast nad näevad märjad). Kuigi valemite ja struktuuride vahel H5IO6 ja HIO4 nad on esmapilgul väga erinevad, need kaks on otseselt seotud hüdratatsiooniastmega.

H5IO6 saab väljendada kui HIO4∙ 2H2Või ja seetõttu peate HIO-i saamiseks veetustama4; sama juhtub vastupidises suunas, hüdrating HIO4 H toodetakse5IO6.

Indeks

  • 1 Perjoodhappe struktuur
    • 1.1 Orthoperoksühape
  • 2 Atribuudid
    • 2.1 Molekulmassid
    • 2.2 Füüsiline välimus
    • 2.3 Sulamistemperatuur
    • 2.4 Süütepunkt
    • 2.5 Püsivus
    • 2,6 pH
    • 2.7 Reaktiivsus
  • 3 Nomenklatuur
    • 3.1 Traditsiooniline
    • 3.2 Süstemaatika ja varud
  • 4 Kasutamine
    • 4.1 Arstid
    • 4.2 Laboris
  • 5 Viited

Perioodiline happe struktuur

Metaperiodhappe (HIO) molekulaarne struktuur on näidatud ülemises pildis4. See on vorm, mida kõige rohkem selgitatakse keemia tekstides; siiski on see kõige vähem termodünaamiliselt stabiilne.

Nagu võib täheldada, koosneb see tetraeedrist, kelle keskel paikneb joodi aatom (lilla sfäär), ja selle tipudes hapniku aatomid (punased sfäärid). Kolm hapniku aatomit moodustavad joodiga kaksiksideme (I = O), samas kui üks neist moodustab ühe sideme (I-OH).

See molekul on happeline, kuna see on OH-rühma olemasolu, mis on võimeline annetama H-iooni+; ja veelgi enam, kui H-i osaline positiivne laeng on suurem joodiga seotud nelja hapniku aatomi tõttu.  Pange tähele, et HIO4 võivad moodustada neli vesiniksidet: üks läbi OH (sõõrik) ja kolm hapniku aatomit (aktsepteerib).

Kristallograafilised uuringud on näidanud, et jood võib tegelikult aktsepteerida kahte hapnikku HIO naabermolekulist4. Nii saadakse kaks IO oktaeedrit6, seotud kahe I-O-I sidemega cis-positsioonides; see tähendab, et nad on samal küljel ja neid ei eraldata 180 ° nurga all.

Need IO oktaeedrid6 need on omavahel seotud nii, et nad loovad lõpmatuid ahelaid, mis suhtlevad üksteisega HIO kristallidega4.

Ortoperoksühape

Ülemises pildis on näidatud perioodilise happe kõige stabiilsem ja hüdraatunud vorm: orthoperydic acid, H5IO6. Selle baari ja sfääri mudeli värvid on samad, mis HIO puhul4 just seletati. Siin näete otse, kuidas IO oktaeedri välimus välja näeb6.

Pange tähele, et viiel H-ioonil on viis OH-rühma+ see võib teoreetiliselt vabastada H-molekuli5IO6. Kuid tänu suurenevatele elektrostaatilistele tõrgetele võib see vabastada vaid kolmest neist viiest, luues erinevaid dissotsiatsioonitasakaalu.

Need viis OH-rühma võimaldavad H-i5IO6 aktsepteerivad mitut veemolekuli ja sel põhjusel on nende kristallid hügroskoopsed; see tähendab, et nad neelavad õhus oleva niiskuse. Samuti vastutavad need kovalentset laadi ühendi märkimisväärselt kõrge sulamistemperatuuri eest.

H-molekulid5IO6 nad moodustavad omavahel palju vesiniku sildu ja annavad seega suuna, mis võimaldab neil ruumis korralikult paigutada. Nimetatud tellimise tulemusena H5IO6 moodustavad monokliinilised kristallid.

Omadused

Molekulmassid

-Metapürodiinhape: 190,91 g / mol.

-Ortoperoksiidhape: 227,941 g / mol.

Füüsiline välimus

HIO jaoks valge või kahvatukollane4, või värvitu kristallid, H5IO6.

Sulamistemperatuur

128 ° C (263,3 ° F, 401,6 ° F).

Süütepunkt

140 ° C.

Stabiilsus

Stabiilne Tugev oksüdeerija Kokkupuutel süttivate materjalidega võib tekkida tulekahju. Hügroskoopne Kokkusobimatu orgaaniliste materjalide ja tugeva redutseerijaga.

pH

1,2 (100 g / l lahus 20 ° C juures).

Reaktsioonivõime

Perioodiline hape on võimeline murdma süsivesikuid, glükoproteiine, glükolipiide jne sisaldavate vicinaalsete doolide sidemeid, mis pärinevad molekulaarsetest fragmentidest aldehüüdi lõpprühmadega.

Seda perioodilise happe omadust kasutatakse süsivesikute struktuuri määramisel, samuti nende ühenditega seotud ainete esinemisel..

Selle reaktsiooniga moodustunud aldehüüdid võivad reageerida Schiffi reagendiga, detekteerides komplekssete süsivesikute olemasolu (nad on värvilised lilla). Perioodiline hape ja Schiffi reaktiiv on ühendatud reagendiga, mis on lühendatud PAS-na.

Nomenklatuur

Traditsiooniline

Perioodilisel happel on oma nimi, sest jood töötab suurima valentsiga: +7, (VII). Nii saab seda nimetada vastavalt vanale nomenklatuurile (traditsiooniline).

Keemia raamatutes asetavad nad alati HIO4 ainsaks perioodilise happe esindajaks, mis on metaperyoodhappe sünonüüm.

Metaperjodiidhape on oma nimele võlgu sellepärast, et joodanhüdriid reageerib vee molekuliga; see tähendab, et selle hüdratatsiooniaste on madalaim:

I2O7 + H2O => 2HIO4

Kuigi ortodiootilise happe moodustamiseks on2O7 peab reageerima suurema koguse veega:

I2O7 + 5H2O => 2H5IO6

Reageerib viie veemolekuliga ühe asemel.

Terminit "orto" kasutatakse ainult H tähistamiseks5IO6, ja seetõttu perioodiline hape viitab ainult HIO-le4.

Süstemaatika ja varud

Muud perioodiliste hapete nimetused, mis on vähem levinud, on:

-tetraoksiodaat (VII) vesinik.

-Tetoksaodiinhape (VII)

Kasutamine

Arstid

Glükogeeni säilitamise haiguse kinnitamisel kasutatakse PAS-i purpurseid plekke, mis saadakse perioodilise happe reaktsioonil süsivesikutega; näiteks Von Gierke tõbi.

Neid kasutatakse järgmistes haigusseisundites: Paget'i tõbi, pehmete kudede sarkoom vaatlusel, lümfotsüütide agregaatide avastamine mükoosi fungoides ja Sezany sündroom \ t.

Neid kasutatakse ka erütroleukeemia uurimiseks, mis on ebaküpsete punaste vereliblede leukeemia. Rakud värvivad helge fuksia värvi. Lisaks kasutatakse uuringus elusate seente infektsioone, mis surevad magenta värvi seente seinad.

Laboris

-Seda kasutatakse mangaani keemiliseks määramiseks lisaks selle kasutamisele orgaanilises sünteesis.

-Perioodilist hapet kasutatakse orgaanilise keemia reaktsioonide selektiivse oksüdeerijana.

-Perioodiline hape võib põhjustada atsetaldehüüdi ja kõrgemate aldehüüdide vabanemist. Lisaks võib perioodiline hape vabastada formaldehüüdi selle avastamiseks ja eraldamiseks, samuti ammoniaagi vabanemist hüdroksüaminohapetest..

-Perioodilisi happe lahuseid kasutatakse OH ja NH rühmadega aminohapete olemasolu uurimisel2 kõrvalasendites. Perjoonhappe lahust kasutatakse koos kaaliumkarbonaadiga. Seoses sellega on seriin kõige lihtsam hüdroksüaminohape.

Viited

  1. Gavira José M Vallejo. (24. oktoober 2017). Meta, püro ja orto eesliite tähendus vanas nomenklatuuris. Taastatud: triplenlace.com
  2. Gunawardena G. (17. märts 2016). Perioodiline hape. Keemia LibreTexts. Välja otsitud andmebaasist: chem.libretexts.org
  3. Wikipedia. (2018). Perioodiline hape. Välja otsitud andmebaasist: en.wikipedia.org
  4. Kraft, T. ja Jansen, M. (1997), Metaperjodhappe, HIO4 kristallstruktuuri määramine kombineeritud röntgen- ja neutrondifraktsiooniga. Angew. Chem. Int. Ed. Engl., 36: 1753-1754. doi: 10.1002 / anie.199717531
  5. Shiver & Atkins. (2008). Anorgaaniline keemia (Neljas väljaanne). Mc Grawi mägi.
  6. Martin, J. J. & Synge, R. L. (1941). Mõned perioodilise happe rakendused valgu hüdrolüsaatide hüdroksüaminohapete uurimiseks: atsetaldehüüdi ja kõrgemate aldehüüdide vabanemine perioodilise happe abil. 2. Perioodilise happega vabanenud formaldehüüdi tuvastamine ja eraldamine. 3. Ammoniaak, mis on jagatud hüdroksüaminohapetest perioodilise happe abil. 4. Villa hüdroksüaminohappe fraktsioon. 5. Hüdroksüleiin "Leedsi ülikooli Firenze O. Belli tekstiilfüüsika laboratooriumi lisaga. Biokeemiline ajakiri, 35(3), 294-314.1.
  7. Asima Chatterjee ja S. G. Majumdar. (1956). Perioodilise happe kasutamine etüleensete küllastumiste avastamiseks ja leidmiseks. Analytical Chemistry 1956 28 (5), 878-879. DOI: 10,1021 / ac60113a028.