Peryodat

Peryodat /pəˈraɪ.ədeɪt/ – yod va kisloroddan tashkil topgan anion. Bu yodning bir qator oksianionlaridan biridir va yod +7 oksidlanish darajasida mavjud boʻlgan seriyadagi eng yuqorisidir. Boshqa perhalogenatlardan, masalan, perxloratdan farqli oʻlaroq, u ikki shaklda boʻlishi mumkin: metaperyodat va ortoperyodat. Shu nuqtai nazardan, u qoʻshni guruhdagi tellurat ioni bilan taqqoslanadi. U bir qator qarshi ionlar bilan birlashib, davriy kislota tuzlari sifatida ham qaralishi mumkin boʻlgan peryodatlar hosil qilishi mumkin.

Peryodatlar Geynrix Gustav Magnus va CF Ammermyuller tomonidan kashf etilgan; 1833-yilda birinchi marta davriy kislotani kim sintez qilgan[1]

Sintez

Klassik usulda periodat koʻpincha natriy vodorod periodat (Na 3 H 2 IO 6) shaklida ishlab chiqarilgan.[2] Bu sotuvda mavjud, ammo yoodatlarning xlor va natriy gidroksid bilan oksidlanishi orqali ham ishlab chiqarilishi mumkin.[3] Yoki xuddi shunday, yodidlardan brom va natriy gidroksid bilan oksidlanish orqali:

NaIO <sub id="mwLQ">3</sub> + Cl 2 + 4 NaOH → Na 3 H 2 IO 6 + 2 NaCl + H 2 O
NaI + 4 Br 2 + 10 NaOH → Na 3 H 2 IO 6 + 8 NaBr + 4 H 2 O

Zamonaviy sanoat miqyosidagi ishlab chiqarish quyidagi standart elektrod potentsialiga ega boʻlgan PbO <sub id="mwQg">2</sub> anodida yodatlarning elektrokimyoviy oksidlanishini oʻz ichiga oladi:

H 5 IO 6 + H + + 2 e - → IO-</br> IO + 3 H 2 O     E ° = 1.6 V[4]

Metaperiodatlar odatda natriy vodorod periodatini nitrat kislota[2] bilan suvsizlantirish yoki ortoperiod kislotasini 100 ga qizdirish orqali suvsizlantirish orqali tayyorlanadi. °C vakuum ostida.

Na 3 H 2 IO 6 + 2 HNO 3 → NaIO 4 + 2 NaNO 3 + 2 H 2 O
H 5 IO 6 → HIO 4 + 2 H 2 O

Ular, shuningdek, gipoxloritlar kabi boshqa kuchli oksidlovchi moddalar bilan ishlov berish orqali toʻgʻridan-toʻgʻri yodlardan hosil boʻlishi mumkin:

NaIO 3 + NaOCl → NaIO 4 + NaCl

Shakllar va oʻzaro konversiya

Peryodat suvli muhitda turli shakllarda boʻlishi mumkin, bunda pH nazorat qiluvchi omil hisoblanadi. Ortoperyodatda bir qator kislotali dissosiatsiya konstantalari mavjud.[5][6]

Orto- va metaperyodat shakllari ham muvozanatda mavjud.

H4IO−6 ⇌ IO−4 + 2 H2O,      K = 29

Shuning uchun ortoperyodat baʼzan metaperyodatning digidrati deb ataladi,[7] yozma ammo, H 5 IO 6 ning rentgen kristallografiyasi 5 ta ekvivalent I-OH guruhini koʻrsatganligi sababli, bu tavsif mutlaqo toʻgʻri emas.[8]

Haddan tashqari pH darajasida qoʻshimcha turlar paydo boʻlishi mumkin. Asosiy sharoitlarda diperyodat (baʼzan mezoperyodat deb ataladi) hosil qilish uchun suvsizlanish reaksiyasi sodir boʻlishi mumkin.

2 H</br> H IO 2−</br> H ⇌ H</br> H I</br> H O 4−</br> H + 2 H 2 O,     K = 820

Kuchli kislotali sharoitda davriy kislota protonlanishi mumkin, bu ortoperyodat kationini beradi.[9]

H6IO+6 ⇌ H5IO6 + H+,      pKa = −0.8

Tuzilishi va bogʻlanishi

Orto- va metaperyodatda ham yod gipervalentdir, chunki u klassik ruxsat etilganidan koʻra koʻproq bogʻlanish hosil qiladi. Bu molekulalarda qoʻsh bogʻlanish yoʻqligini tasdiqlovchi dativ aloqalar nuqtai nazaridan tushuntirildi.[10]

Aniq tuzilmalar qarama-qarshi ionlarga qarab oʻzgaradi, ammo oʻrtacha ortoperiodatlar bir oz deformatsiyalangan oktaedral geometriyani qabul qiladilar, rentgen nurlari diffraktsiyasi 1,89 Å.ga teng I-O bogʻlanish uzunligini koʻrsatadi. [11][8] Metaperyodatlar oʻrtacha I-O masofasi 1,78 Å boʻlgan buzilgan tetraedral geometriyani qabul qiladi. .[12][13]

Reaksiyalar

Parchalanish reaksiyalari

Peryodatlar turli xil 1,2-difunksiyali alkanlarda uglerod-uglerod aloqalarini uzishi mumkin.[14][15] Buning eng keng tarqalgan misoli diol boʻlinishi boʻlib, u ham birinchi boʻlib kashf etilgan (Malaprade reaksiyasi).[16] Diollardan tashqari peryodatlar 1,2-gidroksi ketonlar, 1,2-diketonlar, a-keto kislotalar, a-gidroksi kislotalar, aminokislotalar,[17] 1,2-aminokislotalar,[18] 1,2 ni parchalashi mumkin. -diaminlar,[19] va epoksidlar[20] aldegidlar, ketonlar va karboksilik kislotalarni beradi.

Alkenlar, shuningdek, Lemieux-Jonson oksidlanishida oksidlanishi va parchalanishi mumkin. Bu osmiy tetroksidning katalitik yuklanishidan foydalanadi, bu periyod tomonidan in situ qayta tiklanadi. Umumiy jarayon ozonoliz jarayoniga teng.

Ajralish reaksiyalari davriy efir deb ataladigan siklik oraliq mahsulot orqali boradi. Uning hosil boʻlishiga pH va harorat[21] taʼsir qilishi mumkin, lekin substratning geometriyasi eng kuchli taʼsir qiladi, sis -diollar trans -diollarga qaraganda sezilarli darajada tezroq reaksiyaga kirishadi.[22] Reaksiyalar ekzotermikdir va odatda 0 C° da amalga oshiriladi Peryodik tuzlar faqat suvda oson eriydi, chunki reaksiyalar odatda suvli muhitda amalga oshiriladi. Eruvchanlik muammosi boʻlsa, davriy kislota ishlatilishi mumkin, chunki u spirtlarda eriydi; fazali transfer katalizatorlari ikki fazali reaksiya aralashmalarida ham samarali. Haddan tashqari holatlarda peryodat xuddi shunday reaksiyaga kirishadigan va organik erituvchilarda eriydigan qoʻrgʻoshin tetraatsetatga almashtirilishi mumkin (Criegee oksidlanishi).

Peryodat parchalanishi koʻpincha molekulyar biokimyoda saxarid halqalarini oʻzgartirish maqsadida qoʻllanadi, chunki koʻplab besh va olti aʼzoli shakarlarda visinal diollar mavjud. Tarixiy jihatdan u monosaxaridlarning tuzilishini aniqlash uchun ham ishlatilgan.[23][24]

Qogʻoz ishlab chiqarishda qoʻllanadigan dialdegid kraxmalini hosil qilish uchun peryodat parchalanishi sanoat miqyosida amalga oshirilishi mumkin.[25]

Oksidlanish reaksiyalari

Peryodatlar kuchli oksidlovchi moddalardir. Ular katexolni 1,2-benzokinongacha va gidroxinonni 1,4-benzokinongacha oksidlashi mumkin.[26] Sulfidlar samarali ravishda sulfoksidlarga oksidlanishi mumkin.[27] Peryodatlar permanganat,[28] osmiy tetroksid[29] va ruteniy tetroksid kabi boshqa kuchli noorganik oksidlovchilarni hosil qilish uchun etarlicha kuchli.

Ishlatilishi

Mikroskopda ishlatiladigan bir nechta boʻyash vositalari peryodatga asoslangan (masalan, davriy kislota-Schiff dogʻi va Jons dogʻi)

Peryodatlar, shuningdek, pirotexnikada foydalanish uchun oksidlovchi moddalar sifatida ishlatilgan.[30] 2013-yilda AQSh armiyasi atrof-muhitga zararli kimyoviy moddalar boʻlgan bariy nitrat va kaliy perkloratni oʻz oʻq-dorilarida foydalanish uchun natriy metaperiodat bilan almashtirishini eʼlon qildi.[31]

Boshqa oksianionlar

Peryodat yod −1, +1, +3, +5 yoki +7 oksidlanish darajalarini qabul qilishi mumkin boʻlgan bir qator oksianionlarning bir qismidir. Bir qator neytral yod oksidlari ham maʼlum.

Yodning oksidlanish darajasi −1 +1 +3 +5 +7
Ism yodid gipoiyodit yodit yod davriy
Formula men - IO - IO-</br> IO IO-</br> IO IO-</br> IO yoki IO5−</br> IO
Tuzilishi </img> </img> Ortoperiodat ioni</img>Metaperiodat ioni</img>

Yana qarang

  • Natriy periodat
  • Kaliy periodat
  • Davriy kislota

Manbalar

  1. ↑ Ammermüller, F.; Magnus, G. (1833). „Ueber eine neue Verbindung des Jods mit Sauerstoff, die Ueberjodsäure“. Annalen der Physik und Chemie (German). 104-jild, № 7. 514–525-bet. Bibcode:1833AnP...104..514A. doi:10.1002/andp.18331040709.{cite magazine}: CS1 maint: unrecognized language ()
  2. ↑ 2,0 2,1 Riley, edited by Georg Brauer; translated by Scripta Technica, Inc. Translation editor Reed F.. Handbook of preparative inorganic chemistry. Volume 1, 2nd, New York, N.Y.: Academic Press, 1963 — 323–324-bet. ISBN 012126601X.  Manba xatosi: Invalid <ref> tag; name "Brauer" defined multiple times with different content
  3. ↑ Hill, Arthur E. (October 1928). „Ternary Systems. VII. The Periodates of the Alkali Metals“. Journal of the American Chemical Society. 50-jild, № 10. 2678–2692-bet. doi:10.1021/ja01397a013.
  4. ↑ Parsons, Roger. Handbook of electrochemical constants. Butterworths Scientific Publications Ltd, 1959 — 71-bet. 
  5. ↑ Aylett, founded by A.F. Holleman; continued by Egon Wiberg; translated by Mary Eagleson, William Brewer; revised by Bernhard J.. Inorganic chemistry, 1st English ed., [edited] by Nils Wiberg., San Diego, Calif.: Berlin: Academic Press, W. de Gruyter., 2001 — 454-bet. ISBN 0123526515. 
  6. ↑ Burgot, Jean-Louis. Ionic equilibria in analytical chemistry. New York: Springer, 30-mart 2012-yil — 358-bet. ISBN 978-1441983824. 
  7. ↑ Ropp, Richard C.. Encyclopedia of the alkaline earth compounds. Oxford: Elsevier Science, 31-dekabr 2012-yil — 96-bet. ISBN 978-0444595539. 
  8. ↑ 8,0 8,1 Feikema, Y. D. (1966). „The crystal structures of two oxy-acids of iodine. I. A study of orthoperiodic acid, H5IO6, by neutron diffraction“. Acta Crystallographica. 20-jild, № 6. 765–769-bet. doi:10.1107/S0365110X66001828. Manba xatosi: Invalid <ref> tag; name "H5IO6" defined multiple times with different content
  9. ↑ Greenwood, N.N.. Chemistry of the elements, 2nd, Oxford: Butterworth-Heinemann, 2006 — 874-bet. ISBN 0750633654. 
  10. ↑ Ivanov, A.; Popov, A.; Boldyrev, A.; Zhdankin, V. (2014). „The I=X (X = O,N,C) Double Bond in Hypervalent Iodine Compounds: Is it Real?“. Angew. Chem. Int. Ed. 53-jild, № 36. 9617–9621-bet. doi:10.1002/anie.201405142. PMID 25045143.
  11. ↑ Tichý, K.; Rüegg, A.; Beneš, J. (1980). „Neutron diffraction study of diammonium trihydrogen periodate, (NH4)2H3IO6, and its deuterium analogue, (ND4)2D3IO6“. Acta Crystallographica Section B. 36-jild, № 5. 1028–1032-bet. doi:10.1107/S0567740880005225.
  12. ↑ Levason, W.; Webster, M. (15-iyun 1999-yil). „Ammonium tetraoxoiodate(VII)“. Acta Crystallographica Section C. 55-jild, № 6. IUC9900052-bet. doi:10.1107/S0108270199099394.{cite magazine}: CS1 maint: date format ()
  13. ↑ Kálmán, A.; Cruickshank, D. W. J. (1970). „Refinement of the structure of NaIO4“. Acta Crystallographica Section B. 26-jild, № 11. 1782–1785-bet. doi:10.1107/S0567740870004880.
  14. ↑ Sklarz, B. (1967). „Organic chemistry of periodates“. Quarterly Reviews, Chemical Society. 21-jild, № 1. 3-bet. doi:10.1039/QR9672100003.
  15. ↑ Bamford, edited by C.H.. Reactions of non-metallic inorganic compounds. Amsterdam: Elsevier Pub. Co., 1972 — 435-bet. ISBN 9780080868011. 
  16. ↑ L. Malaprade, Bull. Soc. Chim. Fr. 3, 1, 833 (1934)
  17. ↑ Clamp, J.R.; Hough, L. (Jan 1965). „The Periodate Oxidation of Amino Acids with Reference to Studies on Glycoproteins“. The Biochemical Journal. 94-jild. 17–24-bet. doi:10.1042/bj0940017. PMC 1206400. PMID 14342227.
  18. ↑ Nicolet, Ben H.; Shinn, Leo A. (June 1939). „THE ACTION OF PERIODIC ACID ON α-AMINO ALCOHOLS“. Journal of the American Chemical Society. 61-jild, № 6. 1615-bet. doi:10.1021/ja01875a521.
  19. ↑ Maros, László; Molnár-Perl, Ibolya; Schissel, Enikó; Szerdahelyi, Vilmos (1980). „Mechanism of the periodate oxidation of ethane-1,2-diamine, N,N′-dimethylethane-1,2-diamine, and 2-aminoethanol“. Journal of the Chemical Society, Perkin Transactions 2. № 1. 39–45-bet. doi:10.1039/P29800000039.
  20. ↑ Telvekar, Vikas N.; Patel, Dharmeshkumar J.; Mishra, Sanket J. (2008). „Oxidative Cleavage of Epoxides Using Aqueous Sodium Paraperiodate“. Synthetic Communications. 39-jild, № 2. 311–315-bet. doi:10.1080/00397910802372574.
  21. ↑ Buist, G. J.; Bunton, C. A.; Hipperson, W. C. P. (1971). „The mechanism of oxidation of α-glycols by periodic acid. Part X. The oxidation of pinacol, and a general discussion of the stability of periodate esters and their role in the mechanism of oxidation“. Journal of the Chemical Society B: Physical Organic. 2128–2142-bet. doi:10.1039/J29710002128.
  22. ↑ McMurry, John. Organic chemistry, 8th ed., [international ed.], Singapore: Brooks/Cole Cengage Learning, 2012 — 312-bet. ISBN 978-0840054531. 
  23. ↑ Jackson, Ernest L.; Hudson, C. S. (June 1937). „Studies on the Cleavage of the Carbon Chain of Glycosides by Oxidation. A New Method for Determining Ring Structures and Alpha and Beta Configurations of Glycosides“. Journal of the American Chemical Society. 59-jild, № 6. 994–1003-bet. doi:10.1021/ja01285a010.
  24. ↑ Robyt, John F.. Essentials of carbohydrate chemistry. New York: Springer, 1998. ISBN 0387949518. 
  25. ↑ Yu, Jiugao; Chang, Peter R.; Ma, Xiaofei (January 2010). „The preparation and properties of dialdehyde starch and thermoplastic dialdehyde starch“. Carbohydrate Polymers. 79-jild, № 2. 296–300-bet. doi:10.1016/j.carbpol.2009.08.005.
  26. ↑ Weidman, S. W.; Kaiser, E. T. (December 1966). „The Mechanism of the Periodate Oxidation of Aromatic Systems. III. A Kinetic Study of the Periodate Oxidation of Catechol“. Journal of the American Chemical Society. 88-jild, № 24. 5820–5827-bet. doi:10.1021/ja00976a024.
  27. ↑ Leonard, Nelson J.; Johnson, Carl R. (January 1962). „Periodate Oxidation of Sulfides to Sulfoxides. Scope of the Reaction“. The Journal of Organic Chemistry. 27-jild, № 1. 282–284-bet. doi:10.1021/jo01048a504.
  28. ↑ Lemieux, R. U.; Rudloff, E. Von (November 1955). „Periodate–Permanganate Oxidations: I. Oxidation of Olefins“. Canadian Journal of Chemistry. 33-jild, № 11. 1701–1709-bet. doi:10.1139/v55-208.
  29. ↑ Pappo, R.; Allen, Jr., D. S.; Lemieux, R. U.; Johnson, W. S. (1956). „Notes - Osmium Tetroxide-Catalyzed Periodate Oxidation of Olefinic Bonds“. The Journal of Organic Chemistry. 21-jild, № 4. 478–479-bet. doi:10.1021/jo01110a606. ISSN 0022-3263.
  30. ↑ Moretti, Jared D.; Sabatini, Jesse J.; Chen, Gary (9-iyul 2012-yil). „Periodate Salts as Pyrotechnic Oxidizers: Development of Barium- and Perchlorate-Free Incendiary Formulations“. Angewandte Chemie International Edition. 51-jild, № 28. 6981–6983-bet. doi:10.1002/anie.201202589. PMID 22639415.{cite magazine}: CS1 maint: date format ()
  31. ↑ „Picatinny to remove tons of toxins from lethal rounds“. U.S. Army. Qaraldi: 31-oktabr 2013-yil.