stringtranslate.com

Периодическая кислота

Периодная 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. Она может существовать в двух формах: ортопериодная кислота с химической формулой H 5 IO 6 и метапериодная кислота с формулой HIO 4 .

Периодическая кислота была открыта Генрихом Густавом Магнусом и К. Ф. Аммермюллером в 1833 году. [3]

Синтез

Современное промышленное производство предполагает окисление раствора йодата натрия в щелочных условиях либо электрохимически на аноде PbO 2 , либо путем обработки хлором : [4]

ИО−3+ 6 НО − - 2 е − → IO5-6+ 3 H 2 O       ( противоионы для ясности опущены) E °  = -1,6 В [5]     
ИО−3+ 6 HO − + Cl 2 → IO5-6+ 2 Cl − + 3 Ч 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 пентоксид йода ( I 2 O 5 ), а не ожидаемый ангидрид гептоксид дийода ( I 2 O 7 ). Метапериодовую кислоту также можно получить из различных ортопериодатов обработкой разбавленной азотной кислотой . [6]


Характеристики

Ортопериодическая кислота имеет ряд констант кислотной диссоциации . [7] [8] P K a метапериодовой кислоты не определена.

Ч 5 ИО 6 ⇌ Ч 4 ИО−6+ Н + ,      п К а  = 3,29
Н 4 ИО−6⇌ Ч 3 ИО2-6+ Н + ,      п К а  = 8,31
Н 3 ИО2-6⇌ Н 2 ИО3-6+ Н + ,      п 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 .

Состав

Ортопериодическая кислота образует моноклинные кристаллы ( пространственная группа P2 1 / n ), состоящие из слегка деформированного октаэдра IO 6 , соединенного 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 метапериодической кислоты также входят октаэдры IO 6 , однако они соединены посредством общего цис -края с мостиковыми атомами кислорода, образуя одномерные бесконечные цепи. [11]

Реакции

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

Периодат является частью ряда оксикислот , в которых йод может принимать степени окисления -1, +1, +3, +5 или +7. Известен также ряд нейтральных оксидов йода .

Смотрите также

Соединения похожего строения:

Соединения с похожим химическим составом:

Рекомендации

  1. ^ 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 )
  2. ^ "Periodsaeure zur Synthese" . Сигма Олдрич. 8 октября 2021 г. Проверено 21 ноября 2021 г.
  3. ^ Аммермюллер, Ф.; Магнус, Г. (1833). «Ueber eine neue Verbindung des Jods mit Sauerstoff, die Ueberjodsäure». Annalen der Physik und Chemie (на немецком языке). 104 (7): 514–525. Бибкод : 1833АнП...104..514А. дои : 10.1002/andp.18331040709.
  4. ^ Гринвуд, 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.
  5. ^ Парсонс, Роджер (1959). Справочник электрохимических констант. Butterworths Scientific Publications Ltd. с. 71.
  6. ^ 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: Academic Press. стр. 323–324. ISBN 012126601X.
  7. ^ 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 )
  8. ^ Бурго, Жан-Луи (30 марта 2012 г.). Ионные равновесия в аналитической химии . Нью-Йорк: Спрингер. п. 358. ИСБН 978-1441983824.
  9. ^ 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.
  10. ^ 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.
  11. ^ 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.
  12. ^ 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.