ÁCIDO PERIÓDICO (HIO4): ESTRUTURA, PROPRIEDADES E USOS - QUÍMICA - 2025

O ácido periódico é um oxiácido, que corresponde ao estado de oxidação VII do iodo. Ele existe em duas formas: ortoperiódico (H ₅ IO ₆) e ácido metaperiódico (HIO ₄). Foi descoberto em 1838 pelos químicos alemães HG Magnus e CF Ammermüller.

Em soluções aquosas diluídas, o ácido periódico está principalmente na forma de ácido metaperiódico e íon hidrônio (H ₃ O ⁺). Enquanto isso, em soluções aquosas concentradas, o ácido periódico aparece como ácido ortoperiódico.

Cristais higroscópicos de ácido ortoperiódico. Fonte: Leiem, do Wikimedia Commons

Ambas as formas de ácido periódico estão presentes em equilíbrio químico dinâmico, a forma predominante dependendo do pH existente na solução aquosa.

A imagem superior mostra o ácido ortoperiódico, que consiste em cristais higroscópicos incolores (por isso parecem úmidos). Embora as fórmulas e estruturas entre H ₅ IO ₆ e HIO ₄ sejam à primeira vista muito diferentes, as duas estão diretamente relacionadas ao grau de hidratação.

H ₅ IO ₆ pode ser expresso como HIO ₄ ∙ 2H ₂ O e, portanto, deve ser desidratado para obter HIO ₄; o mesmo ocorre na direção oposta, ao hidratar HIO ₄, H ₅ IO _{6 é produzido}.

Estrutura do ácido periódico

Ácido metaperiódico. Fonte: Benjah-bmm27 via Wikipedia.

A imagem superior mostra a estrutura molecular do ácido metaperiódico, HIO ₄. Essa é a forma mais explicada nos textos de química; entretanto, é o menos estável termodinamicamente.

Como pode ser visto, consiste em um tetraedro no centro do qual está o átomo de iodo (esfera roxa) e os átomos de oxigênio (esferas vermelhas) em seus vértices. Três dos átomos de oxigênio formam uma ligação dupla com o iodo (I = O), enquanto um deles forma uma ligação simples (I-OH).

Essa molécula é ácida devido à presença do grupo OH, sendo capaz de doar um íon H ⁺; e ainda mais quando a carga parcial positiva de H é maior devido aos quatro átomos de oxigênio ligados ao iodo. Observe que HIO ₄ pode formar quatro ligações de hidrogênio: uma por meio do OH (donut) e três por meio de seus átomos de oxigênio (aceita).

Estudos cristalográficos mostraram que o iodo pode de fato aceitar dois oxigênios de uma molécula HIO ₄ vizinha. Fazendo isso, dois octaedros IO ₆ são obtidos, ligados por duas ligações IOI em posições cis; ou seja, eles estão do mesmo lado e não estão separados por um ângulo de 180 °.

Esses octaedros IO ₆ estão ligados de tal forma que acabam criando infinitas cadeias, que ao interagirem “armam” o cristal HIO ₄.

Ácido ortoperiódico

Ácido ortoperiódico. Fonte: Benjah-bmm27 via Wikipedia.

A imagem acima mostra a forma mais estável e hidratada de ácido periódico: ácido ortoperiódico, H ₅ IO ₆. As cores para este modelo de barras e esferas são as mesmas do HIO _{4 que} acabamos de explicar. Aqui você pode ver diretamente a aparência de um octaedro IO ₆.

Observe que existem cinco grupos OH, correspondentes aos cinco íons H ⁺ que poderiam teoricamente liberar a molécula H ₅ IO ₆. No entanto, devido ao aumento das repulsões eletrostáticas, ele pode liberar apenas três dessas cinco, estabelecendo diferentes equilíbrios de dissociação.

Esses cinco grupos OH permitem que o H ₅ IO ₆ aceite várias moléculas de água e é por essa razão que seus cristais são higroscópicos; ou seja, eles absorvem a umidade presente no ar. Eles também são responsáveis ​​por seu ponto de fusão consideravelmente alto para um composto de natureza covalente.

As moléculas H ₅ IO ₆ formam muitas ligações de hidrogênio umas com as outras e, portanto, garantem uma direcionalidade que também permite que sejam organizadas em um espaço ordenado. Como resultado deste arranjo, o H ₅ IO ₆ forma cristais monoclínicos.

Propriedades

Pesos moleculares

-Ácido metaperiódico: 190,91 g / mol.

-Ácido ortoperiódico: 227,941 g / mol.

Aparência física

Sólido branco ou amarelo claro, para HIO ₄, ou cristais incolores, para H ₅ IO ₆.

Ponto de fusão

128 ° C (263,3 ° F, 401,6 ° F).

Ponto de ignição

140 ° C

Estabilidade

Estábulo. Oxidante forte. O contato com materiais combustíveis pode causar incêndio. Higroscópico. Incompatível com materiais orgânicos e agentes redutores fortes.

pH

1.2 (solução de 100 g / L de água a 20 ºC).

Reatividade

O ácido periódico é capaz de quebrar a ligação dos dióis vicinais presentes nos carboidratos, glicoproteínas, glicolipídios, etc., originando fragmentos moleculares com grupos aldeídos terminais.

Essa propriedade do ácido periódico é usada para determinar a estrutura dos carboidratos, bem como a presença de substâncias relacionadas a esses compostos.

Os aldeídos formados por essa reação podem reagir com o reagente de Schiff, detectando a presença de carboidratos complexos (eles ficam roxos). O ácido periódico e o reagente de Schiff são acoplados a um reagente que é abreviado PAS.

Nomenclatura

Tradicional

O ácido periódico tem esse nome porque o iodo atua com a maior de suas valências: +7, (VII). É assim que se dá o nome de acordo com a nomenclatura antiga (a tradicional).

Nos livros de química, eles sempre colocam o HIO ₄ como o único representante do ácido periódico, sendo sinônimo de ácido metaperiódico.

O ácido metaperiódico deve seu nome ao fato de que o anidrido iódico reage com uma molécula de água; ou seja, seu grau de hidratação é o mais baixo:

Eu ₂ O ₇ + H ₂ O => 2HIO ₄

Já para a formação de ácido ortoperiódico, I ₂ O ₇ deve reagir com uma quantidade maior de água:

I ₂ O ₇ + 5H ₂ O => 2H ₅ IO ₆

Reagindo com cinco moléculas de água em vez de uma.

O termo orto- é usado exclusivamente para se referir a H ₅ IO ₆ e, portanto, ácido periódico se refere apenas a HIO ₄.

Sistemática e estoque

Outros nomes menos comuns para ácido periódico são:

-Tetraoxoiodato de hidrogênio (VII).

-Ácido tetraoxoiódico (VII)

Formulários

Doutores

Coloração PAS. Fonte: Nenhum autor legível por máquina fornecido. KGH assumido (com base em reivindicações de direitos autorais).

As manchas roxas de PAS obtidas pela reação de ácido periódico com carboidratos são usadas na confirmação de doenças de armazenamento de glicogênio; por exemplo, doença de Von Gierke.

Eles são usados ​​nas seguintes condições médicas: doença de Paget, sarcoma da parte mole ao ver, detecção de agregados de linfócitos na micose fungóide e na síndrome de Sezany.

Eles também são usados ​​no estudo da eritroleucemia, uma leucemia imatura dos glóbulos vermelhos. As células coram de fúcsia brilhante. Além disso, infecções fúngicas vivas são usadas no estudo, manchando as paredes dos fungos com uma cor magenta.

No laboratório

-É utilizado na determinação química de manganês, além de seu uso em síntese orgânica.

-O ácido periódico é usado como um oxidante seletivo no campo das reações da química orgânica.

-O ácido periódico pode produzir a liberação de acetaldeído e aldeídos superiores. Além disso, o ácido periódico pode liberar formaldeído para detecção e isolamento, bem como a liberação de amônia de hidroxiaminoácidos.

-As soluções de ácido periódico são utilizadas no estudo da presença de aminoácidos que possuem _grupos OH e NH ₂ em posições adjacentes. A solução de ácido periódico é usada em conjunto com carbonato de potássio. Nesse sentido, a serina é o hidroxiaminoácido mais simples.

Referências

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