حمض البيروديك

📅 آخر تحديث: ٣١ يوليو ٢٠٢٦
✍️ نُشر في: ٣١ يوليو ٢٠٢٦
📷 يحتوي على 1 صور
الموسوعة الحرة

حمض البيروديك ( يُلفظ / ˌpɜːraɪˈɒdɪk / بير-آي-أو -إيك) هو حمض أكسجيني لليود . يوجد في صورتين : حمض البيروديك الأورثو ، صيغته الكيميائية H₅IO₆ ، وحمض البيروديك الميتا ، صيغته HIO₄ . أحماض البيروديك عبارة عن بلورات عديمة اللون. يتميز حمض البيروديك بوجود اليود في أعلى حالة أكسدة له وهي +7.

تم اكتشاف حمض البيروديك بواسطة هاينريش جوستاف ماغنوس وسي إف أمرمولر في عام 1833. [ 3 ]

ملكيات

يحتوي حمض الأورثوبيروديك على عدد من ثوابت تفكك الحمض . [ 1 ] [ 4 ] لم يتم تحديد قيمة pKa لحمض الميتابيروديك .

H 5 IO 6 ⇌ H 4 IO − 6 + H + , ص K a1 = 3.29   
H 4 IO − 6 ⇌ H 3 IO 2− 6 + H + , ص K a2 = 8.31   
H 3 IO 2− 6 ⇌ H 2 IO 3− 6 + H + , ص K a1 = 11.60   

بما أن حمض البيروديك له شكلان، فإنه يترتب على ذلك تكوين نوعين من أملاح البيرودات. على سبيل المثال، يمكن تصنيع ميتابيرودات الصوديوم، NaIO₄، من HIO₄ ، بينما يمكن تصنيع أورثوبيرودات الصوديوم ، Na₅IO₆ ، من H₅IO₆ .

بناء

يشكل حمض الأورثوبيريوديك بلورات أحادية الميل ( المجموعة الفراغية P2 1 /n) تتكون من ثماني السطوح IO 6 مشوه قليلاً ، مترابطة عبر روابط هيدروجينية جسرية. تتراوح أطوال روابط I–O الخمسة ضمن النطاق1.87–1.91  أنغستروم ورابطة واحدة من نوع I–O1.78  أنغستروم . [ 5 ] [ 6 ] يتضمن تركيب حمض الميتابيروديك أيضًا ثماني السطوح IO6 ، إلا أن هذه الثمانيات متصلة عبر مشاركة الحواف من نوع cis مع ذرات أكسجين جسرية لتشكيل سلاسل لانهائية أحادية البعد. [ 7 ]

توليف

يتضمن الإنتاج الصناعي الحديث على نطاق واسع أكسدة محلول يودات الصوديوم في ظل ظروف قلوية ، إما كهروكيميائيا على مصعد PbO 2 ، أو عن طريق المعالجة بالكلور : [ 8 ]

IO − 3 + 6 H O − - 2 e − → IO 5− 6 + 3 H 2 O , E ⊖  = −1.6 فولت [ 9 ]
IIO − 3 + 6 H O − + Cl 2 → IO 5− 6 + 2 Cl − + 3 H 2 O

تتضمن عملية التحضير المختبرية القياسية معالجة خليط من ثلاثي هيدروجين أورثوبيرودات الباريوم بحمض النيتريك . عند تركيز الخليط، يتم فصل نترات الباريوم ، الأقل ذوبانًا، عن حمض البيروديك: [ 10 ]

با 3 (ح 2 آي أو 6 ) 2 + 6 HNO 3 → 3 با (رقم 3 ) 2 + 2 ح 5 آي أو 6

ردود الفعل

يمكن تجفيف حمض الأورثوبيروديك للحصول على حمض الميتابيروديك عن طريق التسخين إلى 100 درجة مئوية (212 درجة فهرنهايت) تحت ضغط منخفض.  

H₅IO₆ ⇌ HIO₄ + 2 H₂O​​​

يؤدي التسخين الإضافي إلى حوالي 150 درجة مئوية (302 درجة فهرنهايت) إلى تكوين خماسي أكسيد اليود ( I₂O₅ ) بدلاً من أنهيدريد ثنائي يوديد الهيبتوكسيد (I₂O₇) المتوقع . كما يمكن تحضير حمض الميتابيروديك من مختلف مركبات الأورثوبيرودات بمعالجتها بحمض النيتريك المخفف . [ 10 ]  

كغيره من البيرودات، يمكن استخدام حمض البيروديك لفصل العديد من المركبات ثنائية الوظيفة 1،2. ومن أبرز خصائصه فصل ثنائيات الهيدروكسيل المتجاورة إلى جزأين من الألدهيد أو الكيتون ( تفاعل مالابراد ).

قد يكون هذا مفيدًا في تحديد بنية الكربوهيدرات ، إذ يُمكن استخدام حمض البيروديك لفتح حلقات السكريات. تُستخدم هذه العملية غالبًا في وسم السكريات بجزيئات فلورية أو علامات أخرى مثل البيوتين . ولأن العملية تتطلب ثنائيات هيدروكسيل متجاورة، يُستخدم أكسدة البيروديك عادةً لوسم النهايات 3′ لجزيئات الحمض النووي الريبي ( RNA ) بشكل انتقائي (يحتوي الريبوز على ثنائيات هيدروكسيل متجاورة) بدلًا من الحمض النووي الريبوزي منقوص الأكسجين (DNA ) ، لأن الديوكسي ريبوز لا يحتوي على ثنائيات هيدروكسيل متجاورة .

يُستخدم حمض البيروديك أيضًا كعامل مؤكسد متوسط ​​القوة، كما يتضح في أكسدة بابلر للكحولات الأليلية الثانوية التي تتأكسد إلى إينونات بواسطة كميات متكافئة من حمض البيروديك مع المحفز PCC . [ 11 ]

وقد وقعت انفجارات عنيفة عند استخدام نظام أكسدة ثنائي ميثيل سلفوكسيد (DMSO) وحمض البيروديك بتركيز منخفض نسبياً من الحمض (1.5 نيوتن  ). [ 12 ]

أحماض أوكسي أخرى

يُعد حمض البيروديك جزءًا من سلسلة من الأحماض الأكسجينية التي يمكن أن يتخذ فيها اليود حالات أكسدة −1، +1، +3، +5، أو +7. كما يُعرف عدد من أكاسيد اليود المتعادلة.

حالة أكسدة اليود-1+1+3+5+7
اسميوديد الهيدروجينحمض الهيبويودوسحمض اليودوزحمض اليوديكحمض البيروديك
صيغةأهلاًHIOHIO 2HIO 3HIO 4 أو H 5 IO 6

انظر أيضاً

مركبات ذات بنية متشابهة:

مركبات ذات خصائص كيميائية متشابهة:

مراجع

  1. 1 2 هولمان، أرنولد فريدريك؛ ويبرغ، إيغون (2001)، ويبرغ، نيلز (محرر)، الكيمياء غير العضوية ، ترجمة إيغلسون، ماري؛ بروير، ويليام، سان دييغو/برلين: أكاديميك برس/دي غرويتر، ص 453-454 ، ISBN  0-12-352651-5
  2. ^ "Periodsaeure zur Synthese" . سيجما الدريخ. 8 أكتوبر 2021 . تم الاسترجاع في 21 نوفمبر 2021 .
  3. ↑Ammermüller, F.; Magnus, G. (1833). "Ueber eine neue Verbindung des Jods mit Sauerstoff, die Ueberjodsäure". Annalen der Physik und Chemie (in German). 104 (7): 514–525. Bibcode:1833AnP...104..514A. doi:10.1002/andp.18331040709.
  4. ↑Burgot, Jean-Louis (2012-03-30). Ionic equilibria in analytical chemistry. New York: Springer. p. 358. ISBN 978-1441983824.
  5. ↑Feikema, Y. D. (10 June 1966). "The crystal structures of two oxy-acids of iodine. I. A study of orthoperiodic acid, H5IO6, by neutron diffraction". Acta Crystallographica. 20 (6): 765–769. doi:10.1107/S0365110X66001828.
  6. ↑Fábry, J.; Podlahová, J.; Loub, J.; Langer, V. (1982). "Structure of the 1:1 adduct of orthoperiodic acid and urea". Acta Crystallographica Section B: Structural Crystallography and Crystal Chemistry. 38 (3): 1048–1050. doi:10.1107/S0567740882004932.
  7. ↑Kraft, Thorsten; Jansen, Martin (1 September 1997). "Crystal Structure Determination of Metaperiodic Acid, HIO4, with Combined X-Ray and Neutron Diffraction". Angewandte Chemie International Edition in English. 36 (16): 1753–1754. doi:10.1002/anie.199717531.
  8. ↑Greenwood, Norman N.; Earnshaw, Alan (1997). Chemistry of the Elements (2nd ed.). Butterworth-Heinemann. p. 872. doi:10.1016/C2009-0-30414-6. ISBN 978-0-08-037941-8.
  9. ↑Parsons, Roger (1959). Handbook of electrochemical constants. Butterworths Scientific Publications Ltd. p. 71.
  10. 12Schmeisser, M. (1963). "5. Chlorine, Bromine, Iodine". In Brauer, Georg (ed.). Handbook of Preparative Inorganic Chemistry. Vol. 1. Translated by Riley, Reed F. (2 ed.). New York, NY: Academic Press. pp. 322–324. OCLC 843200092.
  11. ↑Killoran, Patrick M.; Rossington, Steven B.; Wilkinson, James A.; Hadfield, John A. (2016). "Expanding the scope of the Babler–Dauben oxidation: 1,3-oxidative transposition of secondary allylic alcohols". Tetrahedron Letters. 57 (35): 3954–3957. doi:10.1016/j.tetlet.2016.07.076.
  12. ↑Kaye, Seymour M. (1 January 1978). "P - Periodic Acid". Encyclopedia of Explosives and Related Items(PDF) (Technical report). Vol. 8, M1 Thickener through Pyruvonitrolic Acid. Dover, NJ: Army Armament Research And Development Center - Large Caliber Weapon Systems Lab. pp. P176–P177. LCCN 61-61759. ADA057762, PATR 2700.