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ácido periódico

El ácido periódico ( / ˌ p ɜːr aɪ ˈ ɒ d ɪ k / per-eye- OD -ik ) es el oxoácido más alto del yodo , en el que el yodo existe en estado de oxidación +7. Puede existir en dos formas: ácido ortoperiódico, de fórmula química H5IO6 , y ácido metaperiódico , de fórmula HIO4 .

El ácido periódico fue descubierto por Heinrich Gustav Magnus y CF Ammermüller en 1833. [3]

Síntesis

La producción moderna a escala industrial implica la oxidación de una solución de yodato de sodio en condiciones alcalinas, ya sea electroquímicamente en un ánodo de PbO 2 o mediante tratamiento con cloro : [4]

OI−3+ 6 HO − - 2 mi − → IO5-6+ 3 H 2 O       ( contraiones omitidos para mayor claridad) E °  = -1,6 V [5]     
OI−3+ 6 HO − + Cl 2 → IO5-6+ 2 Cl - + 3 H 2 O

El ácido ortoperiódico se puede deshidratar para dar ácido metaperiódico calentando a 100 °C bajo presión reducida.

H 5 IO 6 ⇌ HIO 4 + 2 H 2 O

Un calentamiento adicional a alrededor de 150 °C produce pentóxido de yodo ( I 2 O 5 ) en lugar del anhídrido esperado heptóxido de diyodo ( I 2 O 7 ). El ácido metaperiódico también se puede preparar a partir de diversos ortoperiodatos mediante tratamiento con ácido nítrico diluido . [6]


Propiedades

El ácido ortoperiódico tiene varias constantes de disociación ácida . [7] [8] No se ha determinado el p K a del ácido metaperiódico.

H 5 IO 6 ⇌ H 4 IO−6+ H + ,      p K a  = 3,29
H4IO​​−6⇌ H 3 IO2-6+ H + ,      p K a  = 8,31
H3IO​​2-6⇌ H2IO​3-6+ H + ,      p K a  = 11,60

Al haber dos formas de ácido periódico, se deduce que se forman dos tipos de sales de periodato. Por ejemplo, el metaperiodato de sodio , NaIO 4 , se puede sintetizar a partir de HIO 4, mientras que el ortoperiodato de sodio , Na 5 IO 6 , se puede sintetizar a partir de H 5 IO 6 .

Estructura

El ácido ortoperiódico forma cristales monoclínicos ( grupo espacial P2 1 / n ) que consisten en un octaedro IO 6 ligeramente deformado interconectado mediante puentes de hidrógeno. Cinco distancias de enlaces I – O están en el rango de 1,87 a 1,91 Å y un enlace I – O es de 1,78 Å. [9] [10] La estructura del ácido metaperiódico también incluye octaedros IO 6 , sin embargo, estos están conectados a través de bordes cis compartidos con oxígenos puente para formar cadenas infinitas unidimensionales. [11]

Reacciones

Como todos los peryodatos, el ácido periódico se puede utilizar para escindir varios compuestos 1,2-difuncionales. En particular, el ácido periódico escinde los dioles vecinales en dos fragmentos de aldehído o cetona ( reacción de Malaprade ).

Esto puede resultar útil para determinar la estructura de los carbohidratos, ya que el ácido periódico se puede utilizar para abrir anillos de sacáridos. Este proceso se utiliza a menudo para marcar sacáridos con moléculas fluorescentes u otras etiquetas como la biotina . Debido a que el proceso requiere dioles vecinales, la oxidación del peryodato se usa a menudo para marcar selectivamente los extremos 3' del ARN ( la ribosa tiene dioles vecinales) en lugar del ADN , ya que la desoxirribosa no tiene dioles vecinales.

El ácido periódico también se utiliza como agente oxidante de fuerza moderada, como se ejemplifica en la oxidación de Babler de alcoholes alílicos secundarios que se oxidan a enonas mediante cantidades estequiométricas de ácido ortoperiódico con catalizador PCC . [12]

Otros oxiácidos

El periodato es parte de una serie de oxiácidos en los que el yodo puede asumir estados de oxidación de −1, +1, +3, +5 o +7. También se conocen varios óxidos de yodo neutros.

Ver también

Compuestos con estructura similar:

Compuestos con química similar:

Referencias

  1. ^ Aylett, fundada por AF Holleman; continuado por Egon Wiberg; traducido por Mary Eagleson, William Brewer; revisado por Bernhard J. (2001). Química inorgánica (1ª ed. en inglés, [editado] por Nils Wiberg. ed.). San Diego, California: Berlín: Academic Press, W. de Gruyter. pag. 453.ISBN​ 0123526515.{{cite book}}: Mantenimiento CS1: varios nombres: lista de autores ( enlace )
  2. ^ "Periodsaeure zur Synthese". Sigma Aldrich. 8 de octubre de 2021 . Consultado el 21 de noviembre de 2021 .
  3. ^ Ammermüller, F.; Magnus, G. (1833). "Ueber eine neue Verbindung des Jods mit Sauerstoff, die Ueberjodsäure". Annalen der Physik und Chemie (en alemán). 104 (7): 514–525. Código bibliográfico : 1833AnP...104..514A. doi : 10.1002/andp.18331040709.
  4. ^ Greenwood, NN; Earnshaw, A (1997). Química de los elementos (2ª ed.). Butterworth-Heinemann. pag. 872.doi :10.1016/C2009-0-30414-6 . ISBN 978-0-7506-3365-9.
  5. ^ Parsons, Roger (1959). Manual de constantes electroquímicas. Publicaciones científicas de Butterworths Ltd. p. 71.
  6. ^ Riley (1963). Brauer, Georg (ed.). Manual de química inorgánica preparativa. Volúmen 1 . Traducido por Scripta Technica, Inc. Editor de traducción Reed F. (2ª ed.). Nueva York, Nueva York: Academic Press. págs. 323–324. ISBN 012126601X.
  7. ^ Aylett, fundada por AF Holleman; continuado por Egon Wiberg; traducido por Mary Eagleson, William Brewer; revisado por Bernhard J. (2001). Química inorgánica (1ª ed. en inglés, [editado] por Nils Wiberg. ed.). San Diego, California: Berlín: Academic Press, W. de Gruyter. pag. 454.ISBN​ 0123526515.{{cite book}}: Mantenimiento CS1: varios nombres: lista de autores ( enlace )
  8. ^ Burgot, Jean-Louis (30 de marzo de 2012). Equilibrios iónicos en química analítica . Nueva York: Springer. pag. 358.ISBN​ 978-1441983824.
  9. ^ Feikema, YD (10 de junio de 1966). "Las estructuras cristalinas de dos oxiácidos de yodo. I. Un estudio del ácido ortoperiódico, H 5 IO 6 , por difracción de neutrones". Acta Cristalográfica . 20 (6): 765–769. doi :10.1107/S0365110X66001828.
  10. ^ Fabry, J.; Podlahová, J.; Loub, J.; Langer, V. (1982). "Estructura del aducto 1:1 de ácido ortoperiódico y urea". Acta Crystallographica Sección B: Cristalografía estructural y química cristalina . 38 (3): 1048-1050. doi :10.1107/S0567740882004932.
  11. ^ Kraft, Thorsten; Jansen, Martín (1 de septiembre de 1997). "Determinación de la estructura cristalina del ácido metaperiódico, HIO 4 , con difracción combinada de rayos X y neutrones". Angewandte Chemie Edición Internacional en Inglés . 36 (16): 1753-1754. doi :10.1002/anie.199717531.
  12. ^ Killoran, Patrick M.; Rossington, Steven B.; Wilkinson, James A.; Hadfield, John A. (2016). "Ampliando el alcance de la oxidación de Babler-Dauben: transposición 1,3-oxidativa de alcoholes alílicos secundarios". Letras de tetraedro . 57 (35): 3954–3957. doi :10.1016/j.tetlet.2016.07.076.