Периодическая кислота
Ортопериодная кислота | |||
Метапериодовая кислота | |||
 Ортопериодная кислота | |||
| Имена | |||
|---|---|---|---|
Другие имена
| |||
| Идентификаторы | |||
| |||
3D model ( JSmol ) |
| ||
| ХимическийПаук | |||
| Информационная карта ECHA | 100.030.839 | ||
| Номер ЕС |
| ||
ПабХим CID |
| ||
| НЕКОТОРЫЙ |
| ||
| Число | ООН3085 | ||
Панель управления CompTox ( EPA ) | |||
| Характеристики | |||
| HIO 4 (метапериодический) H 5 IO 6 (ортопериодический) | |||
| Молярная масса | 190.91 g/mol ( ХИО 4 ) 227.941 g/mol ( Ч 5 ИО 6 ) | ||
| Появление | Бесцветные кристаллы | ||
| Температура плавления | 128,5 ° С (263,3 ° F; 401,6 К) [1] | ||
| Растворимость | растворим в воде, спиртах | ||
| Сопряженная база | Периодат | ||
| Опасности [2] | |||
| СГС Маркировка : | |||
    | |||
| Опасность | |||
| Х271 , Х314 , Х372 , Х400 | |||
| П210 , П260 , П273 , П303+П361+П353 , П305+П351+П338 | |||
| NFPA 704 (огненный алмаз) | |||
| Паспорт безопасности (SDS) | Внешний паспорт безопасности материалов | ||
| Родственные соединения | |||
Другие анионы |
| ||
Другие катионы | |||
Если не указано иное, данные приведены для материалов в стандартном состоянии (при 25 °C [77 °F], 100 кПа). | |||
Периодическая кислота ( / ˌ p ɜːr aɪ ˈ ɒ d ɪ k / per-eye- OD -ik ) — высшая оксокислота йода , в которой йод существует в степени окисления +7. Он может существовать в двух формах: ортопериодная кислота с химической формулой H 5 IO 6 и метапериодовая кислота, имеющая формулу ХИО 4 .
Периодическая кислота была открыта Генрихом Густавом Магнусом и К. Ф. Аммермюллером в 1833 году. [3]
Синтез
[ редактировать ]Современное промышленное производство предполагает окисление раствора йодата натрия в щелочных условиях либо электрохимически, либо электрохимически . PbO 2 анод , или обработка хлором : [4]
- ИО − 3 + 6 НО − - 2 и − → IO 5− 6 + 3 H 2 O ( противоионы для ясности опущены) E ° = -1,6 В [5]
- ИО − 3 + 6 НО − + Cl 2 → IO 5− 6 + 2 Cl − + 3 Н 2 О
Ортопериодную кислоту можно дегидратировать с образованием метапериодовой кислоты путем нагревания до 100 °C при пониженном давлении.
- H 5 IO 6 ⇌ HIO 4 + 2 H 2 O
Дальнейшее нагревание примерно до 150 ° C дает пятиокись йода ( I 2 O 5 ), а не ожидаемый ангидрид гептоксид дийода ( Я 2 О 7 ). Метапериодовую кислоту можно также получить из различных ортопериодатов обработкой разбавленной азотной кислотой . [6]
Характеристики
[ редактировать ]Ортопериодическая кислота имеет ряд констант кислотной диссоциации . [7] [8] P K a метапериодовой кислоты не определен.
- Ч 5 ИО 6 ⇌ Ч 4 ИО − 6 + Ч + , п К а = 3,29
- Ч 4 IO − 6 ⇌ H 3 IO 2 − 6 + H + , п К а = 8,31
- H 3 IO 2− 6 ⇌ H 2 IO 3− 6 + H + , р К а = 11,60
Поскольку существует две формы периодной кислоты, отсюда следует, что образуются два типа периодатных солей. Например, метапериодат натрия NaIO 4 может быть синтезирован из HIO 4, тогда как ортопериодат натрия Na 5 IO 6 может быть синтезирован из H 5 IO 6 .
Структура
[ редактировать ]Ортопериодная кислота образует моноклинные кристаллы ( пространственная группа P2 1 / n ), состоящие из слегка деформированных Октаэдр IO 6 связан между собой мостиковыми атомами водорода. Расстояния пяти связей I–O находятся в диапазоне 1,87–1,91 Å, а одна связь I–O составляет 1,78 Å. [9] [10] В состав метапериодовой кислоты также входят IO 6 октаэдров, однако они соединены общими цис -ребрами с мостиковыми кислородами, образуя одномерные бесконечные цепочки. [11]
Реакции
[ редактировать ]Как и все периодаты, периодатная кислота может использоваться для расщепления различных 1,2-дифункциональных соединений. В частности, периодная кислота расщепляет вицинальные диолы на два альдегидных или кетоновых фрагмента ( реакция Малапрада ).
Это может быть полезно при определении структуры углеводов , поскольку периодическая кислота может использоваться для раскрытия сахаридных колец. Этот процесс часто используется для маркировки сахаридов флуоресцентными молекулами или другими метками, такими как биотин . Поскольку для этого процесса требуются вицинальные диолы, периодатное окисление часто используется для избирательного мечения 3'-концев РНК ( рибоза содержит вицинальные диолы) вместо ДНК , поскольку дезоксирибоза не имеет вицинальных диолов.
Периодическая кислота также используется в качестве окислителя умеренной силы, как показано на примере окисления Баблера вторичных аллиловых спиртов , которые окисляются до енонов стехиометрическими количествами ортопериодной кислоты с катализатором PCC . [12]
Другие оксикислоты
[ редактировать ]Периодат является частью ряда оксикислот , в которых йод может принимать степени окисления -1, +1, +3, +5 или +7. ряд нейтральных оксидов йода Известен также .
| Степень окисления йода | −1 | +1 | +3 | +5 | +7 |
|---|---|---|---|---|---|
| Имя | Йодоводород | Гипоиодистая кислота | Йодистая кислота | Йодовая кислота | Периодическая кислота |
| Формула | ПРИВЕТ | ЧТО | ХИО 2 | УПРАЖНЕНИЕ 3 | ХИО 4 или Н 5 ИО 6 |
См. также
[ редактировать ]Соединения похожего строения:
- Хлорная кислота , пербромная кислота , родственные пергалогеновые кислоты
- Теллуровая кислота и перксеновая кислота , изоэлектронные оксокислоты теллура и ксенона.
Соединения с похожим химическим составом:
Ссылки
[ редактировать ]- ^ Эйлетт, основанный А. Ф. Холлеманом; продолжение Эгона Виберга; перевод Мэри Иглсон, Уильяма Брюэра; отредактировано Бернхардом Дж. (2001). Неорганическая химия (1-е изд. на английском языке, [под редакцией] Нильса Виберга. Изд.). Сан-Диего, Калифорния: Берлин: Academic Press, В. де Грюйтер. п. 453. ИСБН 0123526515 .
{{cite book}}: CS1 maint: несколько имен: список авторов ( ссылка ) - ^ «Periodsaeure zur Synthese» . Сигма Олдрич. 8 октября 2021 г. Проверено 21 ноября 2021 г.
- ^ Аммермюллер, Ф.; Магнус, Г. (1833). «О новом соединении йода с кислородом — иодистоватой кислоте» . Анналы физики и химии (на немецком языке). 104 (7): 514–525. Бибкод : 1833АнП...104..514А . дои : 10.1002/andp.18331040709 .
- ^ Гринвуд, штат Нью-Йорк; 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 .
- ^ Парсонс, Роджер (1959). Справочник электрохимических констант . Butterworths Scientific Publications Ltd. с. 71 .
- ^ Райли (1963). Брауэр, Георг (ред.). Справочник по препаративной неорганической химии. Том 1 . Перевод Scripta Technica, Inc. Редактор перевода Рид Ф. (2-е изд.). Нью-Йорк, штат Нью-Йорк: Академическая пресса. стр. 323–324. ISBN 012126601X .
- ^ Эйлетт, основанный А. Ф. Холлеманом; продолжение Эгона Виберга; перевод Мэри Иглсон, Уильяма Брюэра; отредактировано Бернхардом Дж. (2001). Неорганическая химия (1-е изд. на английском языке, [под редакцией] Нильса Виберга. Изд.). Сан-Диего, Калифорния: Берлин: Academic Press, В. де Грюйтер. п. 454. ИСБН 0123526515 .
{{cite book}}: CS1 maint: несколько имен: список авторов ( ссылка ) - ^ Бурго, Жан-Луи (30 марта 2012 г.). Ионные равновесия в аналитической химии . Нью-Йорк: Спрингер. п. 358. ИСБН 978-1441983824 .
- ^ Фейкема, Ю.Д. (10 июня 1966 г.). «Кристаллические структуры двух оксикислот йода. I. Исследование ортопериодной кислоты H 5 IO 6 методом нейтронографии». Акта Кристаллографика . 20 (6): 765–769. дои : 10.1107/S0365110X66001828 .
- ^ Фабри, Дж.; Подлахова, Ю.; Луб, Дж.; Лангер, В. (1982). «Структура аддукта ортопериодной кислоты и мочевины 1: 1». Acta Crystallographica Раздел B: Структурная кристаллография и кристаллохимия . 38 (3): 1048–1050. дои : 10.1107/S0567740882004932 .
- ^ Крафт, Торстен; Янсен, Мартин (1 сентября 1997 г.). «Определение кристаллической структуры метапериодической кислоты HIO 4 с помощью комбинированной рентгеновской и нейтронной дифракции». Angewandte Chemie International Edition на английском языке . 36 (16): 1753–1754. дои : 10.1002/anie.199717531 .
- ^ Киллоран, Патрик М.; Россингтон, Стивен Б.; Уилкинсон, Джеймс А.; Хэдфилд, Джон А. (2016). «Расширение возможностей окисления Баблера-Даубена: 1,3-окислительная транспозиция вторичных аллильных спиртов» . Буквы тетраэдра . 57 (35): 3954–3957. дои : 10.1016/j.tetlet.2016.07.076 .