ASID BERKALA (HIO4): STRUKTUR, SIFAT DAN KEGUNAANNYA - KIMIA - 2025

The asid berkala ialah oxyacid, yang sepadan dengan pengoksidaan negeri VII iodin. Ia wujud dalam dua bentuk: orthoperiodic (H ₅ IO ₆ ) dan metaperiodic acid (HIO ₄ ). Ia ditemui pada tahun 1838 oleh ahli kimia Jerman HG Magnus dan CF Ammermüller.

Dalam larutan berair cair, asid periodik terutamanya dalam bentuk asid metaperiodik dan ion hidronium (H ₃ O ⁺ ). Sementara itu, dalam larutan berair pekat, asid berkala muncul sebagai asid ortoperiodik.

Kristal hidroskopik asid ortoperiodik. Sumber: Leiem, dari Wikimedia Commons

Kedua-dua bentuk asid periodik terdapat dalam keseimbangan kimia dinamik, bentuk dominan bergantung pada pH yang ada dalam larutan berair.

Gambar atas menunjukkan asid ortoperiodik, yang terdiri daripada kristal hygroscopic tidak berwarna (kerana itu kelihatan basah). Walaupun formula dan struktur antara H ₅ IO ₆ dan HIO ₄ pada pandangan pertama sangat berbeza, kedua-duanya secara langsung berkaitan dengan tahap penghidratan.

H ₅ IO ₆ dapat dinyatakan sebagai HIO ₄ ∙ 2H ₂ O, dan oleh itu ia mesti dinyahhidrasi untuk mendapatkan HIO ₄ ; perkara yang sama berlaku pada arah yang bertentangan, apabila menghidratkan HIO ₄ , H ₅ IO _{6 dihasilkan} .

Struktur asid berkala

Asid metaperiodik. Sumber: Benjah-bmm27 melalui Wikipedia.

Gambar atas menunjukkan struktur molekul asid metaperiodik, HIO ₄ . Ini adalah bentuk yang paling dijelaskan dalam teks kimia; bagaimanapun, ia adalah termodinamik paling minimum.

Seperti yang dapat dilihat, ia terdiri dari tetrahedron di tengah-tengah atom yodium (sfera ungu) berada, dan atom oksigen (sfera merah) di bucunya. Tiga atom oksigen membentuk ikatan berganda dengan yodium (I = O), sementara satu daripadanya membentuk ikatan tunggal (I-OH).

Molekul ini berasid kerana kehadiran kumpulan OH, mampu menyumbangkan ion H ⁺ ; dan lebih-lebih lagi apabila cas separa positif H lebih besar disebabkan oleh empat atom oksigen yang terikat pada yodium. Perhatikan bahawa HIO ₄ dapat membentuk empat ikatan hidrogen: satu melalui OH (donat) dan tiga melalui atom oksigennya (menerima).

Kajian kristalografi menunjukkan bahawa iodin sebenarnya dapat menerima dua oksigen dari molekul HIO ₄ yang berdekatan . Dengan berbuat demikian, dua oktahedra IO ₆ diperoleh , dihubungkan oleh dua ikatan IOI dalam kedudukan cis; iaitu, mereka berada di sisi yang sama dan tidak dipisahkan dengan sudut 180 °.

Octahedra IO ₆ ini dihubungkan sedemikian rupa sehingga akhirnya membuat rantai tak terhingga, sehingga ketika mereka saling berinteraksi, mereka "mempersenjatai" kristal HIO ₄ .

Asid ortoperiodik

Asid ortoperiodik. Sumber: Benjah-bmm27 melalui Wikipedia.

Gambar di atas menunjukkan bentuk asid periodik yang paling stabil dan terhidrat: asid ortoperiodik, H ₅ IO ₆ . Warna untuk model bar dan sfera ini sama seperti untuk HIO _{4 yang} baru dijelaskan. Di sini anda dapat melihat secara langsung seperti apa oktahedron IO ₆ .

Perhatikan bahawa terdapat lima kumpulan OH, sepadan dengan lima ion H ⁺ yang secara teorinya dapat melepaskan molekul H ₅ IO ₆ . Walau bagaimanapun, kerana peningkatan tolakan elektrostatik, ia hanya dapat melepaskan tiga dari lima, mewujudkan keseimbangan pemisahan yang berbeza.

Lima kumpulan OH ini membolehkan H ₅ IO ₆ menerima pelbagai molekul air, dan oleh sebab inilah kristalnya bersifat hygroscopic; iaitu, mereka menyerap kelembapan yang ada di udara. Mereka juga bertanggungjawab untuk titik leburnya yang sangat tinggi untuk sebatian kovalen.

Molekul H ₅ IO ₆ membentuk banyak ikatan hidrogen antara satu sama lain, dan oleh itu mereka memberikan arahan seperti itu yang juga memungkinkan mereka disusun dalam ruang yang teratur. Hasil daripada susunan ini, H ₅ IO ₆ membentuk kristal monoklinik.

Hartanah

Berat molekul

-Metaperiodiodic: 190.91 g / mol.

-Arthoperiodiodic: 227.941 g / mol.

Penampilan fizikal

Pepejal putih atau kuning pucat, untuk HIO ₄ , atau kristal tidak berwarna, untuk H ₅ IO ₆ .

Takat lebur

128 ° C (263.3 ° F, 401.6 ° F).

Titik pencucuhan

140 ° C.

Kestabilan

Stabil. Pengoksida kuat. Sentuhan dengan bahan yang mudah terbakar boleh menyebabkan kebakaran. Higroskopik. Tidak serasi dengan bahan organik dan agen pengurangan yang kuat.

pH

1.2 (larutan 100 g / L air pada suhu 20 ºC).

Kereaktifan

Asid berkala mampu memecahkan ikatan diol vicin yang terdapat dalam karbohidrat, glikoprotein, glikolipid, dan lain-lain, pecahan molekul asal dengan kumpulan aldehid terminal.

Sifat asid berkala ini digunakan untuk menentukan struktur karbohidrat, serta kehadiran bahan yang berkaitan dengan sebatian ini.

Aldehid yang terbentuk oleh reaksi ini dapat bertindak balas dengan reagen Schiff, mengesan kehadiran karbohidrat kompleks (mereka berubah menjadi ungu). Asid berkala dan reagen Schiff digabungkan menjadi reagen yang disingkat PAS.

Tatanama

Tradisional

Asid berkala mempunyai namanya kerana iodin berfungsi dengan kekuatan tertinggi: +7, (VII). Ini adalah cara menamakannya mengikut nomenklatur lama (yang tradisional).

Dalam buku kimia mereka selalu meletakkan HIO ₄ sebagai satu-satunya wakil asid periodik, yang sinonim dengan asid metaperiodik.

Asid metaperiodik berhutang pada hakikat bahawa anhidrida iodik bertindak balas dengan molekul air; iaitu tahap penghidratannya adalah yang paling rendah:

I ₂ O ₇ + H ₂ O => 2HIO ₄

Sementara untuk pembentukan asid ortoperiodik, I ₂ O ₇ mesti bertindak balas dengan kuantiti air yang lebih tinggi:

I ₂ O ₇ + 5H ₂ O => 2H ₅ IO ₆

Bertindak balas dengan lima molekul air dan bukannya satu.

Istilah ortho-, digunakan secara eksklusif untuk merujuk kepada H ₅ IO ₆ , dan oleh itu asid berkala hanya merujuk kepada HIO ₄ .

Sistematik dan stok

Nama lain yang kurang biasa untuk asid berkala ialah:

-Hidrogen tetraoxoiodate (VII).

-Tetraoxoiodic acid (VII)

Permohonan

Doktor

Pewarnaan PAS. Sumber: Tidak ada pengarang yang boleh dibaca mesin. KGH menganggap (berdasarkan tuntutan hak cipta).

Noda PAS ungu yang diperoleh dengan reaksi asid berkala dengan karbohidrat digunakan dalam pengesahan penyakit penyimpanan glikogen; contohnya, penyakit Von Gierke.

Mereka digunakan dalam keadaan perubatan berikut: Penyakit Paget, sarkoma bahagian lembut hingga penglihatan, pengesanan agregat limfosit pada mycosis fungoides dan dalam sindrom Sezany.

Mereka juga digunakan dalam kajian eritroleukemia, leukemia sel darah merah yang belum matang. Sel mengotorkan fuchsia terang. Sebagai tambahan, jangkitan kulat hidup digunakan dalam kajian ini, mengotorkan dinding jamur dengan warna magenta.

Di makmal

-Ia digunakan dalam penentuan kimia mangan, selain penggunaannya dalam sintesis organik.

-Periodic acid digunakan sebagai oksidan selektif dalam bidang tindak balas kimia organik.

-Asid periodik dapat menghasilkan pelepasan asetaldehid dan aldehid yang lebih tinggi. Selain itu, asid periodik dapat melepaskan formaldehid untuk pengesanan dan pengasingan, serta pembebasan ammonia dari asid hidroksiamino.

Penyelesaian asid -Periodic digunakan dalam kajian kehadiran amino asid yang mempunyai OH dan NH _{2 kumpulan} dalam kedudukan bersebelahan. Larutan asid berkala digunakan bersamaan dengan kalium karbonat. Dalam hal ini, serin adalah asid hidroksiamino paling mudah.

Rujukan

1. Gavira José M Vallejo. (24 Oktober 2017). Makna awalan meta, pyro dan ortho dalam nomenklatur lama. Dipulihkan dari: triplenlace.com
2. Gunawardena G. (17 Mac 2016). Asid berkala. LibreTexts Kimia. Dipulihkan dari: chem.libretexts.org
3. Wikipedia. (2018). Asid berkala. Dipulihkan dari: en.wikipedia.org
4. Kraft, T. dan Jansen, M. (1997), Penentuan Struktur Kristal Asid Metaperiodik, HIO4, dengan Gabungan X-Ray dan Difraksi Neutron. Angew. Chem. Int. Ed. Engl., 36: 1753-1754. doi: 10.1002 / anie.199717531
5. Shiver & Atkins. (2008). Kimia bukan organik. (Edisi keempat). Bukit Mc Graw.
6. Martin, AJ, & Synge, RL (1941). Beberapa aplikasi asid periodik untuk kajian hidroksiamino-asid protein hidrolisis: Pembebasan asetaldehid dan aldehid yang lebih tinggi oleh asid berkala. 2. Pengesanan dan pengasingan formaldehid yang dibebaskan oleh asid berkala. 3. Amonia berpecah daripada asid hidroksiamino oleh asid berkala. 4. Pecahan bulu hidroksiamino-asid dari bulu. 5 .; Hydroxylysine 'Dengan Lampiran oleh Florence O. Bell Textile Physics Laboratory, University of Leeds. Jurnal Biokimia, 35 (3), 294-314.1.
7. Asima. Chatterjee dan SG Majumdar. (1956). Penggunaan Asid Berkala untuk Mengesan dan Mencari Ketidaktepu Etilenik. Kimia Analitik 1956 28 (5), 878-879. DOI: 10.1021 / ac60113a028.