Kalio jodoatas: savybės, struktūra, naudojimo būdai ir pavojai
Kalio jodatas arba kalio jodatas yra neorganinis jodo junginys, ypač druska, kurios cheminė formulė yra KIO 3 . Jodo, halogenų grupės elementas (F, Cl, Br, I, As) šioje druskoje turi oksidacijos skaičių +5; dėl to jis yra stiprus oksidatorius. KIO 3 yra disocijuojamas vandeninėje terpėje, kad susidarytų K + ir IO3-jonai.
Jis sintezuojamas reaguojant kalio hidroksidą su jodo rūgštimi: HIO 3 (aq) + KOH (s) => KIO 3 (aq) + H20 (l). Be to, jis gali būti sintezuojamas reaguojant molekuliniam jodui kalio hidroksidu: 3I 2 (s) + 6KOH (s) => KIO 3 (aq) + 5KI (aq) + 3H 2 O (l).
Fizinės ir cheminės savybės
Tai yra bekvapė balta kieta medžiaga, turinti smulkius kristalus ir kristalinę monoklininio tipo struktūrą. Jo tankis yra 3, 98 g / ml, molekulinė masė 214 g / mol ir turi infraraudonųjų spindulių (IR) absorbcijos juostas.
Jo lydymosi temperatūra: 833 K (560 ° C), atitinkanti stiprias jonų sąveikas tarp K + ir IO 3 -jonų. Esant aukštesnei temperatūrai, ji susiduria su termine skilimo reakcija, atleidžiančia molekulinį deguonį ir kalio jodidą:
2KIO 3 (s) => 2KI (s) + 3O 2 (g)
Vandenyje yra tirpumo, kuris svyruoja nuo 4, 74 g / 100 ml iki 0 ° C, iki 32, 3 g / 100 ml 100 oC temperatūroje, gaunant bespalvius vandeninius tirpalus. Be to, jis netirpsta alkoholyje ir azoto rūgštyje, bet tirpsta praskiestoje sieros rūgštyje.
Jo afinitetas vandeniui nėra pastebimas, o tai paaiškina, kodėl jis nėra higroskopiškas ir nėra hidratuotų druskų pavidalu (KIO 3 · H 2 O).
Oksidatorius
Kalio jodatas, kaip rodo jo cheminė formulė, turi tris deguonies atomus. Tai yra labai elektronegatyvus elementas ir dėl šios savybės jis „atskleidžia“ elektroninį trūkumą jodo aplinkiniame debesyje.
Šis trūkumas ar indėlis gali būti apskaičiuojamas kaip jodo oksidacijos numeris (± 1, +2, +3, +5, +7), tai yra +5 šios druskos atveju.
Ką tai reiškia? Kad, prieš rūšį, galinčią gauti savo elektronus, jodas jas priimtų savo jonine forma (IO 3 -), kad taptų molekuliniu jodu ir kad oksidacijos numeris būtų lygus 0.
Po šio paaiškinimo galima nustatyti, kad kalio jodatas yra oksiduojantis junginys, kuris daugelyje redokso reakcijų aktyviai reaguoja su redukuojančiais agentais; Iš visų šių, vienas yra žinomas kaip jodo laikrodis.
Jodo laikrodis susideda iš lėto ir greito etapo redokso proceso, kuriame greitieji žingsniai yra pažymėti KIO 3 tirpalu sieros rūgštyje, į kurią pridėta krakmolo. Toliau krakmolas, pagamintas ir įtvirtintas tarp jos struktūros, 3 -oji rūšis, sukels tirpalą bespalvį arba tamsiai mėlyną.
IO3 - + 3 HSO3 - → I- + 3 HSO 4 -
IO3 - + 5 I- + 6H + → 3 I 2 + 3 H 2 O
2 + HSO3 - + H20 → 2 I- + HSO4 - + 2H + (tamsiai mėlyna dėl krakmolo)
Cheminė struktūra
Viršutiniame paveikslėlyje parodyta kalio jodato cheminė struktūra. IO 3 - anijoną vaizduoja raudonų ir purpurinių sferų „trikojis“, o K + jonai - raudonos spalvos rutuliai.
Bet ką reiškia šie trikojai? Teisingos šių anijonų geometrinės formos iš tiesų yra trigoninės piramidės, kuriose oksigenai sudaro trikampę bazę, o nepaskirstyta elektronų pora jode rodo aukštyn, užima erdvę ir verčia žemyn I-O ryšį ir dvi nuorodos I = O.
Ši molekulinė geometrija atitinka centrinio jodo atomo sp3 hibridizaciją; tačiau kita perspektyva leidžia manyti, kad vienas iš deguonies atomų jungiasi su jodo „d“ orbitomis, iš tikrųjų yra sp3d2 hibridizacija (jodas gali turėti „d“ orbitų, plečiančių savo valentinį apvalkalą).
Šios druskos kristalai gali patirti struktūrinės fazės perėjimus (kitokius, nei monoklininius), dėl skirtingų fizinių sąlygų, kurios juos veikia.
Kalio jodato panaudojimas ir panaudojimas
Terapinis naudojimas
Paprastai kalio jodatas naudojamas siekiant išvengti radioaktyvumo susikaupimo skydliaukėje 131I forma, kai šis izotopas naudojamas skydliaukės jodo įsisavinimui nustatyti kaip skydliaukės funkcionavimo komponentas.
Panašiai kalio jodatas naudojamas kaip lokalus antiseptikas (0, 5%) gleivinės infekcijoms.
Naudojimas pramonėje
Jis pridedamas prie ūkinių gyvūnų pašaro kaip jodo priedas. Todėl pramonėje kalio jodatas naudojamas miltų kokybei gerinti.
Analitinis naudojimas
Analitinėje chemijoje, dėl savo stabilumo, jis naudojamas kaip pagrindinis standartas standartizuojant natrio tiosulfato (Na2S2O3) standartinius tirpalus, siekiant nustatyti jodo koncentracijas mėginių problemose.
Tai reiškia, kad jodo kiekis gali būti žinomas pagal tūrinius metodus (titravimą). Šioje reakcijoje kalio jodatas greitai oksiduoja I-jodido jonus pagal šią cheminę lygtį:
IO3 - + 5I- + 6H + => 3I2 + 3H2O
Jodas, I2, titruojamas Na 2 S 2 O 3 tirpalu standartizacijai.
Naudojimas lazerių technologijoje
Tyrimai parodė ir patvirtino įdomias pjezoelektrines, piroelektrines, elektrooptines, feroelektrines savybes ir nelinijinę KIO 3 kristalų optiką. Tai lemia didelį potencialą elektroninėje srityje ir lazerių technologijoje, pagamintose su šiuo junginiu.
Kalio jodato pavojus sveikatai
Didelės dozės gali sukelti burnos gleivinės, odos, akių ir kvėpavimo takų dirginimą.
Bandymai su kalio jodato toksiškumu gyvūnams parodė, kad šunims nevalgius, vartojant 0, 2-0, 25 g / kg kūno svorio, tiekiant per burną, junginys sukelia vėmimą.
Jei vėmimas vengiamas, tai pablogina gyvūnų padėtį, nes prieš mirtį jis sukelia anoreksiją ir nusivylimą. Jo autopsijos leido stebėti nekrozinius pažeidimus kepenyse, inkstuose ir žarnyno gleivinėje.
Dėl savo oksiduojančios galios, susidūrus su degiomis medžiagomis, kyla gaisro pavojus.
