JODIČNAN DRASELNÝ: VLASTNOSTI, STRUKTURA, POUŽITÍ A RIZIKA - CHEMIE - 2025

Jodičnan draselný nebo jodičnan draselný je anorganická sloučenina jodu, zejména sůl, jehož chemický vzorec je KIO ₃. Jód, prvek ze skupiny halogenů (F, Cl, Br, I, As), má v této soli oxidační číslo +5; proto je to silné oxidační činidlo. KIO ₃ disociuje ve vodném médiu pro vytvoření K ⁺ a IO ₃ ^- ionty.

Je syntetizován reakcí hydroxidu draselného s kyselinou jodičné: HIO ₃ (aq) + KOH (s) => KIO ₃ (aq) + H ₂ O (l). Také to může být syntetizován reakcí molekulární jód se hydroxidem draselným: 3I ₂ (s) + 6KOH (y) => KIO ₃ (aq) + 5KI (aq) + 3H ₂ O (l).

Fyzikální a chemické vlastnosti

Je to bílá pevná látka bez zápachu s jemnými krystaly a krystalickou strukturou monoklinického typu. Má hustotu 3,98 g / ml, molekulovou hmotnost 214 g / mol a má absorpční pásy v infračerveném (IR) spektru.

Jeho teplota tání: 833 ºK (560 ° C), v souladu s silnými iontových interakcí mezi K ⁺ a IO ₃ ^- ionty. Při vyšších teplotách podléhá tepelné rozkladné reakci a uvolňuje molekulární kyslík a jodid draselný:

2KIO ₃ (s) => 2Kr (y) + 3O ₂ (g)

Ve vodě má rozpustnost, která se mění od 4,74 g / 100 ml při 0 ° C, do 32,3 g / 100 ml při 100 ° C, čímž se vytvářejí bezbarvé vodné roztoky. Rovněž je nerozpustný v alkoholu a kyselině dusičné, ale je rozpustný ve zředěné kyselině sírové.

Jeho afinita k vodě není citelná, což vysvětluje, proč není hygroskopická a neexistuje ve formě hydratovaných solí (KIO ₃ · H ₂ O).

Oxidační činidlo

Jodičnan draselný, jak ukazuje jeho chemický vzorec, má tři atomy kyslíku. Jedná se o silně elektronegativní prvek a díky této vlastnosti „odhaluje“ elektronický nedostatek v cloudu obklopujícím jód.

Tento nedostatek - případně příspěvek - lze vypočítat jako oxidační číslo jodu (± 1, +2, +3, +5, +7), přičemž v případě této soli je +5.

Co to znamená? Že dříve, než druh schopný vzdát se svých elektronů, jod přijme je ve své iontové formě (IO ₃ ^-), aby se stal molekulárním jódem a měl oxidační číslo rovné 0.

Na základě tohoto vysvětlení lze stanovit, že jodičnan draselný je oxidační sloučenina, která při mnoha redoxních reakcích intenzivně reaguje s redukčními činidly; Ze všech těchto je jeden známý jako jódové hodiny.

Jódové hodiny se skládají z redoxního procesu s pomalými a rychlými kroky, ve kterém jsou rychlé kroky označeny roztokem KIO ₃ v kyselině sírové, do které je přidán škrob. Dále je škrob - jednou vyrobeno a uchycena mezi jeho struktuře druhy I ₃ ^- - se rozsvítí řešení z bezbarvé na tmavě modrou.

IO ₃ ^- + 3 HSO ₃ ^- → I ^- + 3 HSO ₄ ^-

IO ₃ ^- + 5 I ^- + 6 H ⁺ → 3 I ₂ + 3 H ₂ O

I ₂ + HSO ₃ ^- + H ₂ O → 2 I ^- + HSO ₄ ^- + 2 H ⁺ (tmavě modrá díky škrobovému efektu)

Chemická struktura

Horní obrázek ilustruje chemickou strukturu jodičnanu draselného. IO ₃ ^- anion je reprezentován „stativ“ v červené a fialové koule, zatímco K ⁺ ionty jsou zastoupeny fialové koulí.

Co ale znamenají tyto stativy? Správné geometrické tvary pro tyto anionty jsou ve skutečnosti trigonální pyramidy, ve kterých kyslíky tvoří trojúhelníkovou základnu, a nezdvojená dvojice jodových elektronů směřuje vzhůru, zabírá prostor a nutí vazbu I - O ohýbat se dolů a dvě vazby I = O.

Tato molekulární geometrie odpovídá sp ³ hybridizace centrálního jodu; Nicméně, další perspektivní naznačují, že je jeden z atomů kyslíku forem vazeb s písmenem „D“ orbitalů jódu, že ve skutečnosti při VK ³ d ² typ hybridizace (jód může nakládat jeho „D“ orbitalů podle rozšiřuje vrstvu Valencia).

Krystaly této soli mohou podléhat přechodům strukturální fáze (jiné uspořádání než monoklinické) v důsledku různých fyzikálních podmínek, které je vystavují.

Použití a aplikace jodičnanu draselného

Terapeutické použití

Jodičnan draselný se obvykle používá k zabránění hromadění radioaktivity ve štítné žláze ve formě ¹³¹ I, když se tento izotop používá ke stanovení absorpce jódu štítnou žlázou jako součást fungování štítné žlázy.

Podobně se jodičnan draselný používá jako topické antiseptikum (0,5%) při mukózních infekcích.

Použití v průmyslu

Přidává se do potravy chovných zvířat jako doplněk jódu. Proto se jodičnan draselný v průmyslu používá ke zlepšení kvality mouky.

Analytické použití

V analytické chemii, a to díky jeho stabilitu, se používá jako primární standard v normalizaci thiosíranu sodného (Na ₂ S ₂ O ₃), standardní roztoky, za účelem zjištění koncentrace jodu v testovaných vzorcích.

To znamená, že množství jodu může být známo odměrnými technikami (titrace). V této reakci jodičnan draselný rychle oxiduje jodidové ionty I ^- pomocí následující chemické rovnice:

IO ₃ ^- + 5I ^- + 6H ⁺ => 3I ₂ + 3 H ₂ O

Jód, I ₂, se titruje s Na ₂ S ₂ O ₃ řešení pro normalizaci.

Použití v laserové technologii

Studie prokázaly a potvrdily zajímavé piezoelektrické, pyroelektrické, elektrooptické, ferroelektrické a nelineární optické vlastnosti krystalů KIO ₃. Výsledkem je velký potenciál v elektronickém poli a v technologii laserů pro materiály vyrobené s touto sloučeninou.

Zdravotní rizika jodičnanu draselného

Při vysokých dávkách může způsobit podráždění ústní sliznice, kůže, očí a dýchacích cest.

Pokusy na toxicitě jodičnanu draselného u zvířat umožnily pozorovat, že u psů nalačno, při dávkách 0,2-0,25 g / kg tělesné hmotnosti, při orálním podání, způsobuje sloučenina zvracení.

Pokud se těmto zvracením zamezí, způsobí to zhoršení jejich situace u zvířat, protože před smrtí je vyvolána anorexie a prostrace. Jeho pitvy odhalily nekrotické léze v játrech, ledvinách a střevní sliznici.

Vzhledem ke své oxidační schopnosti představuje nebezpečí kontaktu s hořlavými materiály.

Reference

1. Day, R., & Underwood, A. Kvantitativní analytická chemie (5. vydání). PEARSON Prentice Hall, p-364.
2. Muth, D. (2008). Lasery.. Obnoveno z: flickr.com
3. ChemicalBook. (2017). Jodičnan draselný. Citováno z 25. března 2018, z ChemicalBook: chemicalbook.com
4. PubChem. (2018). Jodičnan draselný. Citováno z 25. března 2018, z PubChem: pubchem.ncbi.nlm.nih.gov
5. Merck. (2018). Jodičnan draselný. Citováno z 25. března 2018, od Merck:
6. merckmillipore.com
7. Wikipedia. (2017). Jodičnan draselný. Citováno z 25. března 2018, z Wikipedie: en.wikipedia.org
8. MM Abdel Kader a kol. (2013). Mechanismus přenosu náboje a fázové přechody při nízkých teplotách v KIO ₃. J. Phys.: Conf. Ser. 423 012036