AXIT TUẦN HOÀN (HIO4): CẤU TẠO, TÍNH CHẤT VÀ CÔNG DỤNG - HÓA HỌC - 2025

Các axit periodic là một oxyacid, tương ứng với trạng thái ôxi hóa VII của iốt. Nó tồn tại ở hai dạng: orthoperiodic (H ₅ IO ₆ ) và metaperiodic acid (HIO ₄ ). Nó được phát hiện vào năm 1838 bởi các nhà hóa học người Đức HG Magnus và CF Ammermüller.

Trong dung dịch nước loãng, axit tuần hoàn chủ yếu ở dạng axit metaperiodic và ion hydronium (H ₃ O ⁺ ). Trong khi đó, trong dung dịch nước đậm đặc, axit tuần hoàn xuất hiện dưới dạng axit orthoperiodic.

Tinh thể hút ẩm của axit orthoperiodic. Nguồn: Leiem, từ Wikimedia Commons

Cả hai dạng axit tuần hoàn đều tồn tại ở trạng thái cân bằng hóa học động, dạng chủ yếu phụ thuộc vào độ pH tồn tại trong dung dịch nước.

Hình trên cho thấy axit orthoperiodic, bao gồm các tinh thể hút ẩm không màu (vì lý do đó chúng trông ướt). Mặc dù công thức và cấu trúc giữa H ₅ IO ₆ và HIO ₄ thoạt nhìn rất khác nhau nhưng cả hai đều liên quan trực tiếp đến mức độ hyđrat hóa.

H ₅ IO ₆ có thể được biểu thị dưới dạng HIO ₄ ∙ 2H ₂ O, và do đó nó phải được khử nước để thu được HIO ₄ ; Điều này xảy ra theo chiều ngược lại, khi hiđrat hóa HIO ₄ , H ₅ IO _{6 được tạo ra} .

Cấu trúc của axit tuần hoàn

Axit metaperiđic. Nguồn: Benjah-bmm27 qua Wikipedia.

Hình ảnh trên cho thấy cấu trúc phân tử của axit metaperiodic, HIO ₄ . Đây là dạng được giải thích nhiều nhất trong các bài văn hóa học; tuy nhiên, nó kém bền về mặt nhiệt động học nhất.

Như có thể thấy, nó bao gồm một tứ diện ở trung tâm là nguyên tử iot (quả cầu màu tím), và các nguyên tử oxy (quả cầu màu đỏ) ở các đỉnh của nó. Ba trong số các nguyên tử oxy tạo liên kết đôi với iot (I = O), trong khi một trong số chúng tạo liên kết đơn (I-OH).

Phân tử này có tính axit do sự hiện diện của nhóm OH, có khả năng tạo ra ion H ⁺ ; và hơn thế nữa khi điện tích dương của H càng lớn do bốn nguyên tử oxy liên kết với iot. Lưu ý rằng HIO ₄ có thể hình thành bốn liên kết hydro: một liên kết với OH (bánh rán) và ba liên kết qua nguyên tử oxy của nó (chấp nhận).

Các nghiên cứu tinh thể học đã chỉ ra rằng thực tế iốt có thể chấp nhận hai oxy từ một phân tử HIO ₄ lân cận . Khi làm như vậy, hai khối bát diện IO ₆ được liên kết bởi hai liên kết IOI ở các vị trí cis; nghĩa là chúng nằm cùng phía và không cách nhau một góc 180 °.

Các khối bát diện IO ₆ này được liên kết theo cách mà cuối cùng chúng tạo ra các chuỗi vô hạn, khi chúng tương tác với nhau, chúng sẽ “điều khiển” tinh thể HIO ₄ .

Axit Orthoperiodic

Axit Orthoperiodic. Nguồn: Benjah-bmm27 qua Wikipedia.

Hình ảnh trên cho thấy dạng axit tuần hoàn và ổn định nhất: axit orthoperiodic, H ₅ IO ₆ . Màu sắc của mô hình thanh và hình cầu này giống như màu của HIO ₄ vừa được giải thích. Tại đây, bạn có thể thấy trực tiếp một khối bát diện IO ₆ trông như thế nào .

Lưu ý rằng có năm nhóm OH, tương ứng với năm ion H ⁺ có thể giải phóng phân tử H ₅ IO ₆ về mặt lý thuyết . Tuy nhiên, do lực đẩy tĩnh điện ngày càng tăng, nó chỉ có thể giải phóng ba trong số năm lực đó, thiết lập các trạng thái phân ly cân bằng khác nhau.

Năm nhóm OH này cho phép H ₅ IO ₆ chấp nhận các phân tử nước khác nhau, và chính vì lý do này mà các tinh thể của nó có tính hút ẩm; tức là chúng hấp thụ hơi ẩm có trong không khí. Chúng cũng là nguyên nhân gây ra điểm nóng chảy cao đáng kể đối với một hợp chất có bản chất cộng hóa trị.

Các phân tử H ₅ IO ₆ hình thành nhiều liên kết hydro với nhau, và do đó chúng tạo ra một hướng như vậy cũng cho phép chúng được sắp xếp trong một không gian có trật tự. Kết quả của sự sắp xếp này, H ₅ IO ₆ tạo thành các tinh thể đơn tà.

Tính chất

Trọng lượng phân tử

- Axitetaperiodic: 190,91 g / mol.

- Axit oroperiodic: 227,941 g / mol.

Ngoại hình

Chất rắn màu trắng hoặc vàng nhạt, đối với HIO ₄ , hoặc tinh thể không màu, đối với H ₅ IO ₆ .

Độ nóng chảy

128 ° C (263,3 ° F, 401,6 ° F).

Điểm đánh lửa

140 ° C.

Ổn định

Ổn định. Chất oxy hóa mạnh. Tiếp xúc với các vật liệu dễ cháy có thể gây cháy. Hút ẩm. Không tương thích với vật liệu hữu cơ và chất khử mạnh.

độ pH

1.2 (dung dịch 100 g / L nước ở 20 ºC).

Phản ứng

Axit tuần hoàn có khả năng phá vỡ liên kết của các chất diol có trong cacbohydrat, glycoprotein, glycolipid, v.v., các đoạn phân tử có nguồn gốc với các nhóm aldehyde ở đầu cuối.

Tính chất này của axit tuần hoàn được sử dụng để xác định cấu trúc của cacbohydrat, cũng như sự hiện diện của các chất liên quan đến các hợp chất này.

Các andehit được tạo thành bởi phản ứng này có thể phản ứng với thuốc thử của Schiff, phát hiện sự hiện diện của các carbohydrate phức tạp (chúng chuyển sang màu tím). Axit chu kỳ và thuốc thử của Schiff được ghép lại thành một thuốc thử được viết tắt là PAS.

Danh pháp

Truyên thông

Axit tuần hoàn có tên như vậy vì iot tác dụng với hóa trị cao nhất của nó: +7, (VII). Đây là cách gọi tên theo danh pháp xưa (truyền thống).

Trong sách hóa học, họ luôn đặt HIO ₄ là đại diện duy nhất của axit tuần hoàn, đồng nghĩa với axit metaperiodic.

Axit metaperiodic có tên gọi là anhydrit iodic phản ứng với phân tử nước; nghĩa là, mức độ hydrat hóa của nó là thấp nhất:

I ₂ O ₇ + H ₂ O => 2HIO ₄

Trong khi để tạo thành axit orthoperiodic, I ₂ O ₇ phải phản ứng với một lượng nước cao hơn:

I ₂ O ₇ + 5H ₂ O => 2H ₅ IO ₆

Phản ứng với năm phân tử nước thay vì một.

Thuật ngữ ortho-, được sử dụng riêng để chỉ H ₅ IO ₆ , và do đó axit tuần hoàn chỉ dùng để chỉ HIO ₄ .

Hệ thống và chứng khoán

Các tên khác, ít phổ biến hơn cho axit tuần hoàn là:

-Hydro tetraoxoiodat (VII).

-Tetraoxoiodic axit (VII)

Các ứng dụng

Nhiêu bác sĩ

Nhuộm PAS. Nguồn: Không cung cấp tác giả có thể đọc bằng máy. KGH giả định (dựa trên yêu cầu bản quyền).

Các vết PAS màu tím thu được do phản ứng của axit tuần hoàn với cacbohydrat được sử dụng để xác nhận bệnh dự trữ glycogen; ví dụ như bệnh Von Gierke.

Chúng được sử dụng trong các điều kiện y tế sau: Bệnh Paget, sarcoma của phần mềm ở tầm nhìn, phát hiện các tập hợp tế bào lympho trong thuốc diệt nấm và trong hội chứng Sezany.

Chúng cũng được sử dụng trong nghiên cứu bệnh bạch cầu hồng cầu, một bệnh bạch cầu hồng cầu chưa trưởng thành. Tế bào nhuộm màu hoa vân anh sáng. Ngoài ra, nhiễm nấm sống được sử dụng trong nghiên cứu, nhuộm các bức tường của nấm thành màu đỏ tươi.

Tại phòng thí nghiệm

-Nó được sử dụng trong xác định hóa học của mangan, ngoài ra nó còn được sử dụng trong tổng hợp hữu cơ.

-Periodic acid được sử dụng như một chất oxy hóa chọn lọc trong lĩnh vực phản ứng hóa học hữu cơ.

- Axiteriodic có thể tạo ra axetanđehit và các anđehit cao hơn. Ngoài ra, axit tuần hoàn có thể giải phóng formaldehyde để phát hiện và cô lập, cũng như giải phóng amoniac từ axit hydroxyamino.

-Dung dịch axit periodic được sử dụng trong nghiên cứu sự hiện diện của các axit amin có nhóm OH và NH ₂ ở các vị trí liền kề. Dung dịch axit định kỳ được sử dụng cùng với kali cacbonat. Về mặt này, serine là axit hydroxyamino đơn giản nhất.

Người giới thiệu

1. Gavira José M Vallejo. (Ngày 24 tháng 10 năm 2017). Ý nghĩa của các tiền tố meta, pyro và ortho trong danh pháp cũ. Được khôi phục từ: triplenlace.com
2. Gunawardena G. (ngày 17 tháng 3 năm 2016). Axit tuần hoàn. Hóa học LibreTexts. Được khôi phục từ: chem.libretexts.org
3. Wikipedia. (2018). Axit tuần hoàn. Khôi phục từ: en.wikipedia.org
4. Kraft, T. và Jansen, M. (1997), Xác định cấu trúc tinh thể của axit metaperiodic, HIO4, với nhiễu xạ tia X và neutron kết hợp. Angew. Chem. Int. Ed. Engl., 36: 1753-1754. doi: 10.1002 / anie.199717531
5. Rùng mình & Atkins. (2008). Hóa học vô cơ. (Tái bản lần thứ tư). Đồi Mc Graw.
6. Martin, AJ & Synge, RL (1941). Một số ứng dụng của axit tuần hoàn trong việc nghiên cứu các axit hydroxyamino của phản ứng thủy phân protein: Sự giải phóng axetanđehit và các anđehit bậc cao bằng axit tuần hoàn. 2. Phát hiện và phân lập fomanđehit giải phóng bằng axit tuần hoàn. 3. Amoniac tách từ axit hydroxyamino bằng axit tuần hoàn. 4. Phân đoạn axit hydroxyamino. 5.; Hydroxylysine 'Với Phụ lục của Phòng thí nghiệm Vật lý Dệt may Florence O. Bell, Đại học Leeds. Tạp chí Sinh hóa, 35 (3), 294-314.1.
7. Asima. Chatterjee và SG Majumdar. (Năm 1956). Sử dụng axit định kỳ để phát hiện và xác định vị trí không bão hòa Ethylenic. Hóa học phân tích 1956 28 (5), 878-879. DOI: 10.1021 / ac60113a028.