Периодическая кислота - Periodic acid

Периодическая кислота
Ortho-Periodsäure.svg
Ортопериодная кислота-3D-шары.png
Ортопериодная кислота
Meta-Periodsäure.svg
Метапериодная кислота-3D-шары.png
Метапериодная кислота
Дигидрат периодической кислоты.jpg
HIO4.2H2О
Имена
Другие имена
  • Парапериодная кислота
  • Йодная (VII) кислота
  • Периодат водорода
Идентификаторы
  • 10450-60-9 (ортопериодический) ☒N
  • 13444-71-8 (метапериодический) ☒N
3D модель (JSmol )
ChemSpider
  • 23622 (ортопериодический) ☒N
  • 58684 (метапериодический) ☒N
ECHA InfoCard100.030.839 Отредактируйте это в Викиданных
  • 65185 (метапериодический)
UNII
Характеристики
HIO4 (метапериодический)
ЧАС5IO6 (ортопериодический)
Молярная масса227,941 г / моль (H5IO6)
190,91 г / моль (HIO4)
ВнешностьБесцветные кристаллы
Температура плавления 128,5 ° С (263,3 ° F, 401,6 К)[1]
Растворимостьрастворим в воде, спиртах
Основание конъюгатаПериодировать
Опасности
Паспорт безопасностиВнешний паспорт безопасности материалов
Окислитель (О), Токсичный (Т), Коррозионный (C)
R-фразы (устарело)R23 R24 R25 R34 R41
NFPA 704 (огненный алмаз)
Родственные соединения
Другой анионы
Другой катионы
Если не указано иное, данные для материалов приведены в их стандартное состояние (при 25 ° C [77 ° F], 100 кПа).
☒N проверять (что проверитьY☒N ?)
Ссылки на инфобоксы

Периодическая кислота (/ˌпɜːrаɪˈɒdɪk/ на глазOD-ik ) является самым высоким оксокислота из йод, в котором йод присутствует в степень окисления +7. Как все периоды он может существовать в двух формах: ортопериодная кислота, с химическая формула ЧАС5IO6 и метапериодная кислота, имеющая формулу HIO4.

Периодическая кислота была открыта Генрих Густав Магнус и К. Ф. Аммермюллер в 1833 г.[2]

Синтез

Современное промышленное производство включает окисление раствора йодат натрия в щелочных условиях, либо электрохимически на PbO2 анодом, или обработкой хлор:[3]

IO−
3 + 6 HO−
 - 2 е− → IO5−
6 + 3 часа2О       (противоионы опущено для ясности)       E° = -1,6 В[4]
IO−
3 + 6 HO−
 + Cl2 → IO5−
6 + 2 кл− + 3 часа2О

Ортопериодная кислота может быть дегидратирована с образованием метапериодной кислоты путем нагревания до 100 ° C при пониженном давлении.

ЧАС5IO6 ⇌ HIO4 + 2 часа2О

Дальнейшее нагревание примерно до 150 ° C дает пятиокись йода (Я2О5) вместо ожидаемого ангидрид гептоксид дийода (Я2О7). Метапериодовую кислоту также можно получить из различных ортопериодатов обработкой разбавленным азотная кислота.[5]

ЧАС5IO6 → HIO4 + 2 часа2О

Характеристики

Ортопериодная кислота имеет ряд константы кислотной диссоциации.[6][7] PKa метапериодовой кислоты не определено.

ЧАС5IO6 ⇌ ЧАС
4IO−
6 + H+,      пKа = 3.29
ЧАС
4IO−
6 ⇌ ЧАС
3IO2−
6 + H+,      пKа = 8.31
ЧАС
3IO2−
6 ⇌ ЧАС
2IO3−
6 + H+,      пKа = 11.60

Из двух форм периодической кислоты следует, что образуются два типа солей периодата. Например, метапериодат натрия, NaIO4, может быть синтезирован из HIO4 пока ортопериодат натрия, Na5IO6 может быть синтезирован из H5IO6.

Структура

Формы ортопериодной кислоты моноклинический кристаллы (космическая группа P21/п) состоящий из слегка деформированного IO6 октаэдр соединен мостиковыми атомами водорода. Пять расстояний связи I – O находятся в диапазоне 1,87–1,91 Å, а одна связь I – O составляет 1,78 Å.[8][9]В состав метапериодовой кислоты также входят IO6 октаэдры, однако они связаны через СНГ- разделение ребер мостиковыми атомами кислорода с образованием одномерных бесконечных цепочек.[10]

Реакции

Дальнейшая информация: Периодировать § Реакции

Как все периоды периодная кислота может быть использована для расщепления различных 1,2-дифункциональных соединений. Особенно периодная кислота расщепляет вицинальный диолы на два альдегид или же кетон фрагменты (Реакция Малапрада ).

Periodate cleavage.svg

Это может быть полезно при определении структуры углеводы в качестве периодической кислоты можно использовать для раскрытия сахаридных колец. Этот процесс часто используется для мечения сахаридов флуоресцентными молекулами или другими метками, такими как биотин. Поскольку для этого процесса требуются вицинальные диолы, окисление периодатом часто используется для селективного мечения 3'-концов РНК (рибоза имеет вицинальные диолы) вместо ДНК в качестве дезоксирибоза не содержит вицинальных диолов.

Периодическая кислота также используется в качестве окислитель умеренной силы.

Другие оксикислоты

Периодат является частью серии оксикислоты в котором йод может принимать состояния окисления из −1, +1, +3, +5 или +7. Ряд нейтральных оксиды йода также известны.

Степень окисления йода−1+1+3+5+7
ИмяЙодистый водородГипоиодистая кислотаЙодистая кислотаЙодная кислотаПериодическая кислота
ФормулаЗДРАВСТВУЙHIOHIO2HIO3HIO4 или H5IO6

Смотрите также

Составы с похожей структурой:

Соединения с похожим химическим составом:

Рекомендации

  1. ^ Aylett, основанная А.Ф. Холлеманом; продолжение Эгон Виберг; переведена Мэри Иглсон, Уильямом Брюером; переработано Бернхардом Дж. (2001). Неорганическая химия (1-е английское изд., [Отредактировано] Нильсом Вибергом. Ред.). Сан-Диего, Калифорния: Берлин: Academic Press, W. de Gruyter. п. 453. ISBN  0123526515.
  2. ^ Ammermüller, F .; Магнус, Г. (1833). "Ueber eine neue Verbindung des Jods mit Sauerstoff, die Ueberjodsäure". Annalen der Physik und Chemie (на немецком). 104 (7): 514–525. Bibcode:1833АнП ... 104..514А. Дои:10.1002 / andp.18331040709.
  3. ^ Greenwood, N. N .; Эрншоу, А. (1997). Химия элементов (2-е изд.). Баттерворт-Хайнеманн. п. 872. Дои:10.1016 / C2009-0-30414-6. ISBN  978-0-7506-3365-9.
  4. ^ Парсонс, Роджер (1959). Справочник электрохимических констант. Butterworths Scientific Publications Ltd. стр.71.
  5. ^ Райли, под редакцией Георга Брауэра; переведен Scripta Technica, Inc. Редактор переводов Рид Ф. (1963). Справочник по препаративной неорганической химии. Том 1 (2-е изд.). Нью-Йорк, Нью-Йорк: Academic Press. С. 323–324. ISBN  012126601X.CS1 maint: дополнительный текст: список авторов (связь)
  6. ^ Aylett, основанная А.Ф. Холлеманом; продолжение Эгон Виберг; переведены Мэри Иглсон, Уильямом Брюером; переработано Бернхардом Дж. (2001). Неорганическая химия (1-е английское изд., [Отредактировано] Нильсом Вибергом. Ред.). Сан-Диего, Калифорния: Берлин: Academic Press, W. de Gruyter. п. 454. ISBN  0123526515.
  7. ^ Бурго, Жан-Луи (30 марта 2012 г.). Ионные равновесия в аналитической химии. Нью-Йорк: Спрингер. п. 358. ISBN  978-1441983824.
  8. ^ Фейкема, Ю. Д. (10 июня 1966 г.). «Кристаллические структуры двух оксикислот йода. I. Исследование ортопериодовой кислоты, H5IO6, методом нейтронографии ». Acta Crystallographica. 20 (6): 765–769. Дои:10.1107 / S0365110X66001828.
  9. ^ Fábry, J .; Podlahová, J .; Loub, J .; Лангер, В. (1982). «Структура аддукта 1: 1 ортопериодной кислоты и мочевины». Acta Crystallographica Раздел B Структурная кристаллография и кристаллохимия. 38 (3): 1048–1050. Дои:10.1107 / S0567740882004932.
  10. ^ Крафт, Торстен; Янсен, Мартин (1 сентября 1997 г.). "Определение кристаллической структуры метапериодовой кислоты, HIO4, с комбинированной дифракцией рентгеновских лучей и нейтронов ». Angewandte Chemie International Edition на английском языке. 36 (16): 1753–1754. Дои:10.1002 / anie.199717531.