JAKSOLLINEN HAPPO (HIO4): RAKENNE, OMINAISUUDET JA KÄYTÖT - KEMIA - 2026

Perjodihappoa on oksihappoa, joka vastaa hapetustila VII jodia. Sitä esiintyy kahdessa muodossa: ortoperiodinen (H ₅ IO ₆) ja metaperiodiinihappo (HIO ₄). Sen löysivät vuonna 1838 saksalaiset kemit HG Magnus ja CF Ammermüller.

Laimeissa vesiliuoksissa, perjodihapon on pääasiassa muodossa metaperiodic hapon ja hydroniumioniin (H ₃ O ⁺). Samaan aikaan tiivistetyissä vesiliuoksissa jaksollinen happo esiintyy ortoperiodiinihappona.

Ortoperiodiinihapon hygroskooppiset kiteet. Lähde: Leiem, Wikimedia Commonsista

Molemmat jaksollisen hapon muodot ovat läsnä dynaamisessa kemiallisessa tasapainossa, vallitseva muoto riippuen vesiliuoksessa olevasta pH: sta.

Yläkuvassa on ortoperiodiinihappo, joka koostuu värittömistä hygroskooppisista kiteistä (tästä syystä ne näyttävät märiltä). Vaikka kaavat ja rakenteet H ₅ IO _{6: n} ja HIO _{4: n välillä} ovat ensi silmäyksellä hyvin erilaisia, molemmat liittyvät suoraan nesteytymisasteeseen.

H ₅ IO ₆ voidaan ilmaista muodossa HIO ₄ ∙ 2H ₂ O, ja siksi se on dehydratoitava HIO _{4: n} saamiseksi; sama tapahtuu vastakkaiseen suuntaan, kun hydratoidaan HIO ₄, H ₅ IO ₆.

Jaksollisen hapon rakenne

Metaperiodiinihappo. Lähde: Benjah-bmm27 Wikipedian kautta.

Yläkuva esittää metaperiodiinihapon, HIO _4, molekyylirakennetta. Tämä on muoto, joka selitetään parhaiten kemiatekstissä; se on kuitenkin termodynaamisesti vähiten vakaa.

Kuten voidaan nähdä, se koostuu tetraedrista, jonka keskellä on jodiatomi (violetti pallo), ja happiatomeista (punaiset pallot) sen kärjissä. Kolme happiatomeista muodostaa kaksoissidoksen jodin kanssa (I = O), kun taas yksi niistä muodostaa yksinkertaisen sidoksen (I-OH).

Tämä molekyyli on hapan OH-ryhmän läsnäolosta johtuen, koska se kykenee luovuttamaan H ⁺ -ionin; ja vielä enemmän, kun H: n positiivinen osittainen varaus on suurempi jodiin sitoutuneiden neljän happiatomin takia. Huomaa, että HIO ₄ voi muodostaa neljä vety sidosta: yhden OH: n (munkki) kautta ja kolme happiatomiensa kautta (hyväksyy).

Kristalografiset tutkimukset ovat osoittaneet, että jodi voi todellakin hyväksyä kaksi happea naapurimaiden HIO ₄ -molekyylistä. Näin kaksi IO ₆ oktaedriä saadaan, joita yhdistää kaksi IOI sidoksia cis-asemissa; ts. ne ovat samalla puolella ja niitä ei erota 180 ° kulmalla.

Nämä IO _6- oktaedrit on kytketty siten, että ne lopulta luovat äärettömiä ketjuja, että kun he ovat vuorovaikutuksessa keskenään, he "aseistavat" HIO ₄ -kristallin.

Ortoperiodiinihappo

Ortoperiodiinihappo. Lähde: Benjah-bmm27 Wikipedian kautta.

Kuvaa edellä on esitetty kaikkein stabiilein ja hydratoitunut muoto perjodihapon: ortoperjodihapon, H ₅ IO ₆. Tämän tankojen ja pallojen värit ovat samat kuin juuri selitetylle HIO _{4: lle}. Täältä voit nähdä suoraan, miltä IO _6- oktaedri näyttää.

Huomaa, että on olemassa viisi OH-ryhmien, jotka vastaavat viittä H ⁺ ioneja, jotka voivat teoriassa vapauttamaan H ₅ IO ₆ -molekyylin. Kasvavien sähköstaattisten heikkouksien vuoksi se voi kuitenkin vapauttaa vain kolme näistä viidestä, mikä muodostaa erilaiset dissosiaatiotasapainot.

Näiden viiden OH-ryhmien avulla H ₅ IO ₆ hyväksyä eri vesimolekyylejä, ja se on tästä syystä, että sen kiteet ovat hygroskooppisia; ts. ne imevät ilmassa olevan kosteuden. Ne ovat myös vastuussa kovalenttisen yhdisteen huomattavasti korkeasta sulamispisteestä.

H ₅ IO ₆ -molekyylit muodostavat monia vety sidoksia toistensa kanssa, ja siksi ne antavat sellaisen suunnan, joka mahdollistaa myös niiden järjestämisen oikeassa tilassa. Seurauksena tämä järjestely, H ₅ IO ₆ muotoja monokliininen kiteitä.

ominaisuudet

Molekyylipainot

-Metaperiodiinihappo: 190,91 g / mol.

-Ortodioperiodihappo: 227,941 g / mol.

Fyysinen ulkonäkö

Valkoinen tai vaaleankeltainen kiinteä aine HIO ₄: lle tai värittömiä kiteitä H ₅ IO _{6: lle}.

Sulamispiste

128 ° C (263,3 ° F, 401,6 ° F).

Sytytyspiste

140 ° C.

pysyvyys

Vakaa. Vahva hapetin. Kosketus palavien aineiden kanssa voi aiheuttaa tulipalon. Hygroskooppinen. Yhteensopimaton orgaanisten materiaalien ja voimakkaiden pelkistimien kanssa.

pH

1,2 (liuos, jossa on 100 g / l vettä 20 ºC: ssa).

reaktiivisuus

Periodihappo kykenee hajottamaan hiilihydraateissa, glykoproteiineissa, glykolipideissä jne. Läsnä olevien vicinaalisten diolien sidoksen, jotka ovat lähtöisin molekyylin fragmenteista, joissa on terminaaliset aldehydiryhmät.

Tätä jaksollisen hapon ominaisuutta käytetään määrittämään hiilihydraattien rakenne sekä näihin yhdisteisiin liittyvien aineiden läsnäolo.

Tällä reaktiolla muodostetut aldehydit voivat reagoida Schiffin reagenssin kanssa, havaitsemalla kompleksisten hiilihydraattien läsnäolon (ne muuttuvat violetiksi). Jaksollinen happo ja Schiffin reagenssi kytketään reagenssiksi, jonka lyhenne on PAS.

nimistö

perinteinen

Periodihapolla on nimensä, koska jodi toimii suurimmalla valenssillaan: +7, (VII). Tällä tavoin se voidaan nimetä vanhan nimikkeistön (perinteisen) mukaan.

Kemikaalikirjoissa he asettavat HIO ₄: n ainoaksi jaksohapon edustajaksi, koska ne ovat synonyymi metaperiodiinihapolle.

Metaperiodiinihappo johtuu nimeltään siitä, että jodianhydridi reagoi vesimolekyylin kanssa; eli sen kosteusaste on alhaisin:

I ₂ O- ₇ + H ₂ O => 2HIO ₄

Vaikka ortoperiodiinihapon muodostukseen, I ₂ O _{7: n} on reagoitava suuremman määrän veden kanssa:

I ₂ O- ₇ + 5H ₂ O => 2H ₅ IO ₆

Reagoi viiden vesimolekyylin kanssa yhden sijasta.

Termi orto-, käytetään yksinomaan tarkoittamaan H ₅ IO ₆, ja siksi perjodihappoa viittaa vain HIO ₄.

Systematiikka ja varastot

Muut jaksohapon harvemmat nimet ovat:

-Vetytetraoksoiodaatti (VII).

-Tetraoksiojodihappo (VII)

Sovellukset

lääkärit

PAS-värjäys. Lähde: Koneella luettavaa kirjailijaa ei toimitettu. KGH olettaa (tekijänoikeusvaatimusten perusteella).

Violetteja PAS-tahroja, jotka on saatu jaksollisen hapon reaktiolla hiilihydraattien kanssa, käytetään glykogeenin varastointitaudin vahvistamiseen; esimerkiksi Von Gierken tauti.

Niitä käytetään seuraavissa sairauksissa: Pagetin tauti, pehmeän osan sarkooma nähdessään, lymfosyyttien aggregaattien havaitseminen mykoosin fungoideissa ja Sezany-oireyhtymässä.

Niitä käytetään myös erytroleukemian, epäkypsän punasolujen leukemian, tutkimuksessa. Solut värjäävät kirkkaan fuksian. Lisäksi tutkimuksessa käytetään eläviä sieni-infektioita, värjäämällä sienten seinät magentavärisinä.

Laboratoriossa

- Sitä käytetään mangaanin kemiallisessa määrityksessä sen käytön lisäksi orgaanisessa synteesissä.

-Periodihappoa käytetään selektiivisenä hapettimena orgaanisten kemiallisten reaktioiden alalla.

-Periodihappo voi tuottaa asetaldehydin ja korkeampien aldehydien vapautumisen. Lisäksi jaksollinen happo voi vapauttaa formaldehydiä havaitsemista ja eristämistä varten, samoin kuin ammoniakin vapautumista hydroksiaminohapoista.

-Periodihappoliuoksia käytetään tutkittaessa aminohappoja, joissa on OH- ja NH2- _ryhmät viereisissä asemissa. Jaksollista happoliuosta käytetään yhdessä kaliumkarbonaatin kanssa. Tässä suhteessa seriini on yksinkertaisin hydroksiaminohappo.

Viitteet

1. Gavira José M Vallejo. (24. lokakuuta 2017). Merkitys etuliitteissä meta, pyro ja ortho vanhassa nimikkeistössä. Palautettu osoitteesta: triplenlace.com
2. Gunawardena G. (17. maaliskuuta 2016). Jaksollinen happo. Kemia LibreTexts. Palautettu osoitteesta: chem.libretexts.org
3. Wikipedia. (2018). Jaksollinen happo. Palautettu osoitteesta: en.wikipedia.org
4. Kraft, T. ja Jansen, M. (1997), Metaperiodiinihapon kiderakenteen määritys, HIO4, yhdistetyllä röntgen- ja neutronidiffraktiolla. Angew. Chem. Int. Ed. Engl., 36: 1753 - 1754. doi: 10.1002 / anie.199717531
5. Shiver ja Atkins. (2008). Epäorgaaninen kemia. (Neljäs painos). Mc Graw Hill.
6. Martin, AJ, ja Synge, RL (1941). Jotkut jaksollisen hapon sovellukset proteiinihydrolysaattien hydroksiaminohappojen tutkimukseen: Jaksollinen happo vapauttaa asetaldehydiä ja korkeampia aldehydejä. 2. Jaksohapolla vapautetun formaldehydin havaitseminen ja eristäminen. 3. Jaksollinen happo jakaa ammoniakin hydroksiaminohapoista. 4. Villan hydroksiaminohappofraktio. 5.; Hydroksylysiini 'Liitteellä, jonka on kirjoittanut Florence O. Bell Textile Physics Laboratory, Leedsin yliopisto. Biochemical Journal, 35 (3), 294-314,1.
7. Asima. Chatterjee ja SG Majumdar. (1956). Jaksollisen hapon käyttö etyleenisen tyydyttymättömyyden havaitsemiseksi ja löytämiseksi. Analyyttinen kemia 1956 28 (5), 878 - 879. DOI: 10.1021 / ac60113a028.