Ácido periódico (HIO4): estrutura, propriedades e usos - Ciência - 2023

Contente

• Estrutura do ácido periódico
• Ácido ortoperiódico
• Propriedades
• Pesos moleculares
• Aparência física
• Ponto de fusão
• Ponto de ignição
• Estabilidade
• pH
• Reatividade
• Nomenclatura
• Tradicional
• Sistemática e estoque
• Formulários
• Doutores
• No laboratório
• Referências

o ácido periódico é um oxácido, que corresponde ao estado de oxidação VII do iodo. Existe em duas formas: o ortoperiódico (H₅IO₆) e ácido metaperiódico (HIO₄) Foi descoberto em 1838 pelos químicos alemães H. G. Magnus e C. F. Ammermüller.

Em soluções aquosas diluídas, o ácido periódico está principalmente na forma de ácido metaperiódico e íon hidrônio (H₃OU⁺) Enquanto isso, em soluções aquosas concentradas, o ácido periódico aparece como ácido ortoperiódico.

Ambas as formas de ácido periódico estão presentes em equilíbrio químico dinâmico, a forma predominante dependendo do pH existente na solução aquosa.

A imagem superior mostra o ácido ortoperiódico, que consiste em cristais higroscópicos incolores (por isso parecem úmidos). Embora as fórmulas e estruturas entre o H₅IO₆ e HIO₄ são à primeira vista muito diferentes, os dois estão diretamente relacionados ao grau de hidratação.

O H₅IO₆ pode ser expresso como HIO₄∙ 2H₂Ou então você tem que desidratar para obter o HIO₄; o mesmo acontece na direção oposta, ao hidratar o HIO₄ o H é produzido₅IO₆.

Estrutura do ácido periódico

A imagem superior mostra a estrutura molecular do ácido metaperiódico, HIO₄. Essa é a forma mais explicada nos textos de química; entretanto, é o menos estável termodinamicamente.

Como pode ser visto, ele consiste em um tetraedro no centro do qual está o átomo de iodo (esfera roxa) e os átomos de oxigênio (esferas vermelhas) em seus vértices. Três dos átomos de oxigênio formam uma ligação dupla com o iodo (I = O), enquanto um deles forma uma ligação simples (I-OH).

Esta molécula é ácida devido à presença do grupo OH, podendo doar um íon H⁺; e ainda mais quando a carga parcial positiva de H é maior devido aos quatro átomos de oxigênio ligados ao iodo.  Observe que o HIO₄ Pode formar quatro ligações de hidrogênio: uma através do OH (donut) e três através de seus átomos de oxigênio (aceita).

Estudos cristalográficos mostraram que o iodo pode de fato aceitar dois oxigênios de uma molécula HIO vizinha.₄. Ao fazer isso, dois octaedros IO são obtidos₆, ligado por duas ligações I-O-I em posições cis; ou seja, eles estão do mesmo lado e não estão separados por um ângulo de 180 °.

Estes octaedros IO₆ eles estão ligados de tal forma que acabam criando cadeias infinitas, que ao interagirem entre si “armam” o cristal HIO₄.

Ácido ortoperiódico

A imagem acima mostra a forma mais estável e hidratada de ácido periódico: ortoperiódico, H₅IO₆. As cores para este modelo de barras e esferas são as mesmas do HIO₄ acabei de explicar. Aqui você pode ver diretamente a aparência de um octaedro IO₆.

Observe que existem cinco grupos OH, correspondentes aos cinco íons H⁺ que teoricamente poderia liberar a molécula H₅IO₆. No entanto, devido ao aumento das repulsões eletrostáticas, ele pode liberar apenas três dessas cinco, estabelecendo diferentes equilíbrios de dissociação.

Esses cinco grupos OH permitem que H₅IO₆ aceitam várias moléculas de água, e é por isso que seus cristais são higroscópicos; ou seja, eles absorvem a umidade presente no ar. Eles também são responsáveis ​​por seu ponto de fusão consideravelmente alto para um composto de natureza covalente.

Moléculas de H₅IO₆ eles formam muitas ligações de hidrogênio entre si e, portanto, fornecem uma direcionalidade que também permite que sejam organizados em um espaço organizado. Como resultado do referido pedido, o H₅IO₆ forma cristais monoclínicos.

Propriedades

Pesos moleculares

-Ácido metaperiódico: 190,91 g / mol.

-Ácido ortoperiódico: 227,941 g / mol.

Aparência física

Sólido branco ou amarelo claro, para HIO₄, ou cristais incolores, para H₅IO₆.

Ponto de fusão

128 ° C (263,3 ° F, 401,6 ° F).

Ponto de ignição

140 ° C

Estabilidade

Estábulo. Oxidante forte. O contato com materiais combustíveis pode causar incêndio. Higroscópico. Incompatível com materiais orgânicos e agentes redutores fortes.

pH

1.2 (solução de 100 g / L de água a 20 ºC).

Reatividade

O ácido periódico é capaz de quebrar a ligação dos dióis vicinais presentes nos carboidratos, glicoproteínas, glicolipídios, etc., originando fragmentos moleculares com grupos aldeídos terminais.

Essa propriedade do ácido periódico é usada para determinar a estrutura dos carboidratos, bem como a presença de substâncias relacionadas a esses compostos.

Os aldeídos formados por essa reação podem reagir com o reagente de Schiff, detectando a presença de carboidratos complexos (eles ficam roxos). O ácido periódico e o reagente de Schiff são acoplados a um reagente que é abreviado como PAS.

Nomenclatura

Tradicional

O ácido periódico tem esse nome porque o iodo atua com a maior de suas valências: +7, (VII). É assim que se dá o nome de acordo com a nomenclatura antiga (a tradicional).

Nos livros de química eles sempre colocam o HIO₄ como único representante do ácido periódico, sendo sinônimo de ácido metaperiódico.

O ácido metaperiódico deve seu nome ao fato de que o anidrido iódico reage com uma molécula de água; ou seja, seu grau de hidratação é o mais baixo:

Eu₂OU₇ + H₂O => 2HIO₄

Enquanto para a formação de ácido ortoperiódico, o I₂OU₇ deve reagir com uma quantidade maior de água:

Eu₂OU₇ + 5H₂O => 2H₅IO₆

Reagindo com cinco moléculas de água em vez de uma.

O termo orto- é usado exclusivamente para se referir a H₅IO₆, e é por isso que o ácido periódico se refere apenas a HIO₄.

Sistemática e estoque

Outros nomes menos comuns para ácido periódico são:

-Tetraoxoiodato de hidrogênio (VII).

-Ácido tetraoxiódico (VII)

Formulários

Doutores

As manchas roxas PAS obtidas pela reação de ácido periódico com carboidratos são utilizadas na confirmação de uma doença de armazenamento de glicogênio; por exemplo, a doença de Von Gierke.

Eles são usados ​​nas seguintes condições médicas: doença de Paget, sarcoma da parte mole ao ver, detecção de agregados de linfócitos na micose fungóide e na síndrome de Sezany.

Eles também são usados ​​no estudo da eritroleucemia, uma leucemia imatura dos glóbulos vermelhos. As células coram de fúcsia brilhante. Além disso, infecções com fungos vivos são usadas no estudo, manchando as paredes dos fungos com uma cor magenta.

No laboratório

-É utilizado na determinação química de manganês, além de seu uso em síntese orgânica.

-O ácido periódico é usado como um oxidante seletivo no campo das reações da química orgânica.

-O ácido periódico pode causar a liberação de acetaldeído e aldeídos superiores. Além disso, o ácido periódico pode liberar formaldeído para detecção e isolamento, bem como a liberação de amônia de hidroxiaminoácidos.

- As soluções de ácido periódico são utilizadas no estudo da presença de aminoácidos que possuem grupos OH e NH₂ em posições adjacentes. A solução de ácido periódico é usada em conjunto com carbonato de potássio. Nesse sentido, a serina é o hidroxiaminoácido mais simples.

Referências

1. Gavira José M Vallejo. (24 de outubro de 2017). Significado dos prefixos meta, pyro e orto na nomenclatura antiga. Recuperado de: triplenlace.com
2. Gunawardena G. (17 de março de 2016). Ácido periódico. Chemistry LibreTexts. Recuperado de: chem.libretexts.org
3. Wikipedia. (2018). Ácido periódico. Recuperado de: en.wikipedia.org
4. Kraft, T. e Jansen, M. (1997), Crystal Structure Determination of Metaperiodic Acid, HIO4, with Combined X-Ray and Neutron Diffraction. Angew. Chem. Int. Ed. Engl., 36: 1753-1754. doi: 10.1002 / anie.199717531
5. Shiver & Atkins. (2008). Química Inorgânica. (Quarta edição). Mc Graw Hill.
6. Martin, A. J., & Synge, R. L. (1941). Algumas aplicações do ácido periódico no estudo dos hidroxiaminoácidos de hidrolisados ​​de proteínas: A liberação de acetaldeído e aldeídos superiores pelo ácido periódico. 2. Detecção e isolamento do formaldeído liberado pelo ácido periódico. 3. A amônia é separada dos hidroxiaminoácidos pelo ácido periódico. 4. A fração de hidroxiaminoácido da lã. 5 .; Hydroxylysine 'With an Annex, de Florence O. Bell Textile Physics Laboratory, University of Leeds.The Biochemical journal, 35(3), 294-314.1.
7. Asima. Chatterjee e S. G. Majumdar. (1956). Uso de ácido periódico para detecção e localização de insaturação etilênica. Analytical Chemistry 1956 28 (5), 878-879. DOI: 10.1021 / ac60113a028.