Structure, propriétés et utilisations de l'acide périodique (HIO4)

1763
Charles McCarthy
Structure, propriétés et utilisations de l'acide périodique (HIO4)

le acide périodique c'est un oxacide, qui correspond à l'état d'oxydation VII de l'iode. Il existe sous deux formes: l'orthopériodique (H5IO6) et l'acide métaperiodique (HIO4). Il a été découvert en 1838 par les chimistes allemands H. G. Magnus et C. F. Ammermüller.

Dans les solutions aqueuses diluées, l'acide périodique se présente principalement sous forme d'acide métaperiodique et d'ion hydronium (H3OU ALORS+). Pendant ce temps, dans les solutions aqueuses concentrées, l'acide périodique apparaît sous forme d'acide orthopériodique..

Cristaux hygroscopiques d'acide orthopériodique. Source: Leiem [CC BY-SA 4.0 (https://creativecommons.org/licenses/by-sa/4.0)], de Wikimedia Commons

Les deux formes d'acide périodique sont présentes dans un équilibre chimique dynamique, la forme prédominante dépendant du pH existant dans la solution aqueuse..

L'image du haut montre l'acide orthopériodique, qui se compose de cristaux hygroscopiques incolores (pour cette raison, ils semblent humides). Bien que les formules et les structures entre les H5IO6 et HIO4 sont à première vue très différents, les deux sont directement liés au degré d'hydratation.

Le H5IO6 peut être exprimé comme HIO4∙ 2HdeuxOu, et donc vous devez le déshydrater pour obtenir le HIO4; la même chose se produit dans la direction opposée, lors de l'hydratation du HIO4 le H est produit5IO6.

Index des articles

  • 1 Structure de l'acide périodique
    • 1.1 Acide orthopériodique
  • 2 propriétés
    • 2.1 Poids moléculaires
    • 2.2 Apparence physique
    • 2.3 Point de fusion
    • 2.4 Point d'éclair
    • 2.5 Stabilité
    • 2,6 pH
    • 2.7 Réactivité
  • 3 Nomenclature
    • 3.1 Traditionnel
    • 3.2 Systématique et stock
  • 4 utilisations
    • 4.1 Médecins
    • 4.2 Au laboratoire
  • 5 Références

Structure de l'acide périodique

Acide métaperiodique. Source: Benjah-bmm27 via Wikipédia.

L'image du haut montre la structure moléculaire de l'acide métaperiodique, HIO4. C'est la forme la plus expliquée dans les textes de chimie; cependant, il est le moins stable thermodynamiquement.

Comme on peut le voir, il se compose d'un tétraèdre au centre duquel se trouve l'atome d'iode (sphère violette), et les atomes d'oxygène (sphères rouges) à ses sommets. Trois des atomes d'oxygène forment une double liaison avec l'iode (I = O), tandis que l'un d'eux forme une simple liaison (I-OH).

Cette molécule est acide en raison de la présence du groupe OH, pouvant donner un ion H+; et encore plus lorsque la charge partielle positive de H est plus grande en raison des quatre atomes d'oxygène liés à l'iode.  Notez que le HIO4 peut former quatre liaisons hydrogène: une à travers l'OH (donne) et trois à travers ses atomes d'oxygène (accepte).

Des études cristallographiques ont montré que l'iode peut en fait accepter deux oxygènes d'une molécule HIO voisine.4. Ce faisant, deux octaèdres IO sont obtenus6, lié par deux liaisons I-O-I en positions cis; c'est-à-dire qu'ils sont du même côté et ne sont pas séparés d'un angle de 180 °.

Ces octaèdres IO6 ils sont liés de telle manière qu'ils finissent par créer des chaînes infinies, que lorsqu'ils interagissent les uns avec les autres, ils «arment» le cristal HIO4.

Acide orthopériodique

Acide orthopériodique. Source: Benjah-bmm27 via Wikipédia.

L'image ci-dessus montre la forme la plus stable et hydratée d'acide périodique: orthopériodique, H5IO6. Les couleurs de ce modèle de barres et de sphères sont les mêmes que pour le HIO4 juste expliqué. Ici vous pouvez voir directement à quoi ressemble un octaèdre IO6.

Notez qu'il existe cinq groupes OH, correspondant aux cinq ions H+ qui pourrait théoriquement libérer la molécule H5IO6. Cependant, en raison de l'augmentation des répulsions électrostatiques, il ne peut libérer que trois de ces cinq, établissant des équilibres de dissociation différents..

Ces cinq groupes OH permettent à H5IO6 accepter plusieurs molécules d'eau, et c'est pour cette raison que ses cristaux sont hygroscopiques; c'est-à-dire qu'ils absorbent l'humidité présente dans l'air. En outre, ceux-ci sont responsables de son point de fusion considérablement élevé pour un composé de nature covalente..

Molécules de H5IO6 ils forment de nombreuses liaisons hydrogène les uns avec les autres, et fournissent donc une telle directionnalité qui leur permet également d'être disposés dans un espace ordonné. À la suite de ladite commande, le H5IO6 forme des cristaux monocliniques.

Propriétés

Poids moléculaires

-Acide métaperiodique: 190,91 g / mol.

-Acide orthopériodique: 227,941 g / mol.

Apparence physique

Solide blanc ou jaune pâle, pour HIO4, ou cristaux incolores, pour H5IO6.

Point de fusion

128 ° C (263,3 ° F, 401,6 ° F).

Point d'allumage

140 ºC.

Stabilité

Stable. Oxydant fort. Le contact avec des matériaux combustibles peut provoquer un incendie. Hygroscopique. Incompatible avec les matières organiques et les agents réducteurs puissants.

pH

1,2 (solution de 100 g / L d'eau à 20 ºC).

Réactivité

L'acide périodique est capable de rompre la liaison des diols vicinaux présents dans les glucides, les glycoprotéines, les glycolipides, etc., à l'origine de fragments moléculaires avec des groupes terminaux aldéhydes.

Cette propriété de l'acide périodique est utilisée pour déterminer la structure des glucides, ainsi que la présence de substances liées à ces composés..

Les aldéhydes formés par cette réaction peuvent réagir avec le réactif de Schiff, détectant la présence de glucides complexes (ils deviennent violets). L'acide périodique et le réactif de Schiff sont couplés dans un réactif abrégé PAS.

Nomenclature

Traditionnel

L'acide périodique a son nom parce que l'iode fonctionne avec la plus haute de ses valences: +7, (VII). C'est la façon de le nommer selon l'ancienne nomenclature (la traditionnelle).

Dans les livres de chimie, ils placent toujours le HIO4 comme seul représentant de l'acide périodique, étant synonyme d'acide métapériodique.

L'acide métaperiodique doit son nom au fait que l'anhydride iodique réagit avec une molécule d'eau; c'est-à-dire que son degré d'hydratation est le plus bas:

jedeuxOU ALORS7 + HdeuxO => 2HIO4

Alors que pour la formation d'acide orthopériodique, le jedeuxOU ALORS7 doit réagir avec une plus grande quantité d'eau:

jedeuxOU ALORS7 + 5HdeuxO => 2H5IO6

Réagir avec cinq molécules d'eau au lieu d'une.

Le terme ortho-, est utilisé exclusivement pour désigner le H5IO6, et c'est pourquoi l'acide périodique se réfère uniquement à HIO4.

Systématique et stock

D'autres noms moins courants pour l'acide périodique sont:

-tétraoxoiodate d'hydrogène (VII).

-Acide tétraoxoïodique (VII)

Applications

Médecins

Coloration PAS. Source: Aucun auteur lisible par machine fourni. KGH supposé (sur la base des revendications de droits d'auteur). [CC BY-SA 3.0 (http://creativecommons.org/licenses/by-sa/3.0/)]

Les colorations PAS pourpres obtenues par réaction d'acide périodique avec des glucides sont utilisées pour la confirmation de la maladie de stockage du glycogène; par exemple, la maladie de Von Gierke.

Ils sont utilisés dans les conditions médicales suivantes: maladie de Paget, sarcome de la partie molle à la vue, détection d'agrégats lymphocytaires dans la mycose fongoïde et le syndrome de Sezany.

Ils sont également utilisés dans l'étude de l'érythroleucémie, une leucémie à globules rouges immatures. Les cellules tachent le fuchsia brillant. De plus, des infections par des champignons vivants sont utilisées dans l'étude, colorant les parois des champignons d'une couleur magenta.

Dans le laboratoire

-Il est utilisé dans le dosage chimique du manganèse, en plus de son utilisation en synthèse organique.

-L'acide périodique est utilisé comme oxydant sélectif dans le domaine des réactions de chimie organique..

-L'acide périodique peut provoquer la libération d'acétaldéhyde et d'aldéhydes supérieurs. De plus, l'acide périodique peut libérer du formaldéhyde pour la détection et l'isolement, ainsi que la libération d'ammoniac à partir d'acides hydroxyamino..

-Des solutions d'acide périodique sont utilisées dans l'étude de la présence d'acides aminés qui ont des groupes OH et NH.deux dans des positions adjacentes. Une solution d'acide périodique est utilisée en conjonction avec du carbonate de potassium. À cet égard, la sérine est l'acide hydroxyamino le plus simple.

Les références

  1. Gavira José M Vallejo. (24 octobre 2017). Signification des préfixes méta, pyro et ortho dans l'ancienne nomenclature. Récupéré de: triplenlace.com
  2. Gunawardena G. (17 mars 2016). Acide périodique. Chimie LibreTexts. Récupéré de: chem.libretexts.org
  3. Wikipédia. (2018). Acide périodique. Récupéré de: en.wikipedia.org
  4. Kraft, T. et Jansen, M. (1997), Détermination de la structure cristalline de l'acide métaperiodique, HIO4, avec diffraction combinée des rayons X et des neutrons. Angew. Chem. Int. Ed. Engl., 36: 1753-1754. doi: 10.1002 / anie.199717531
  5. Shiver et Atkins. (2008). Chimie inorganique. (Quatrième édition). Mc Graw Hill.
  6. Martin, A. J. et Synge, R. L. (1941). Quelques applications de l'acide périodique à l'étude des hydroxyamino-acides des hydrolysats de protéines: La libération d'acétaldéhyde et d'aldéhydes supérieurs par l'acide périodique. 2. Détection et isolement du formaldéhyde libéré par l'acide périodique. 3. L'ammoniac est séparé des hydroxyamino-acides par l'acide périodique. 4. La fraction hydroxyamino-acide de la laine. 5 .; Hydroxylysine 'avec une annexe par Florence O. Bell Textile Physics Laboratory, Université de Leeds. Le journal biochimique35(3), 294-314,1.
  7. Asima. Chatterjee et S. G. Majumdar. (1956). Utilisation d'acide périodique pour détecter et localiser l'insaturation éthylénique. Analytical Chemistry 1956 28 (5), 878-879. DOI: 10.1021 / ac60113a028.

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