КАЛИЕВ ЙОДАТ: СВОЙСТВА, СТРУКТУРА, УПОТРЕБА И РИСКОВЕ - ХИМИЯ - 2026

На калиев йодат или калиев йодат е неорганичен йод съединение, по-специално сол, чиято химична формула е KIO ₃. Йодът, елемент от групата на халогени (F, Cl, Br, I, As), има окислително число от +5 в тази сол; следователно това е силно окисляващо средство. KIO ₃ дисоциира във водна среда, за да създаде K ⁺ и IO ₃ ^- йони.

Синтезира се чрез взаимодействие на калиев хидроксид с йодна киселина: HIO ₃ (aq) + KOH (s) => KIO ₃ (aq) + H ₂ O (l). Също така, той може да бъде синтезиран чрез взаимодействие на молекулен йод с калиев хидроксид: 3I ₂ (s) + 6KOH (s) => KIO ₃ (aq) + 5KI (aq) + 3H ₂ O (l).

Физични и химични свойства

Това е бяло твърдо вещество без мирис с фини кристали и кристална структура на моноклинния тип. Той има плътност 3,98 g / mL, молекулно тегло 214 g / mol и има абсорбционни ленти в инфрачервения (IR) спектър.

Той има точка на топене: 833 ºK (560 ºC), съответстваща на силните йонни взаимодействия между K ⁺ и IO ₃ ^- йони. При по-високи температури претърпява реакция на термично разлагане, отделяйки молекулен кислород и калиев йодид:

2KIO ₃ (s) => 2KI (s) + 3O ₂ (g)

Във вода има разтворимост, която варира от 4,74 g / 100 ml при 0 ° C, до 32,3 g / 100 ml при 100 ° C, генерира безцветни водни разтвори. Също така, той е неразтворим в алкохол и азотна киселина, но е разтворим в разредена сярна киселина.

Афинитетът му към водата не се забелязва, което обяснява защо тя не е хигроскопична и не съществува под формата на хидратирани соли (KIO ₃ · H ₂ O).

Окислител

Калиевият йодат, както е посочено от неговата химическа формула, има три кислородни атома. Това е силно електроотрицателен елемент и поради това свойство „разкрива“ електронен дефицит в облака, заобикалящ йода.

Този дефицит - или принос, според случая - може да се изчисли като окислително число на йод (± 1, +2, +3, +5, +7), като за тази сол е +5.

Какво означава това? Че преди вид, способен да се откаже от своите електрони, йодът ще ги приеме в своята йонна форма (IO ₃ ^-), за да се превърне в молекулен йод и да има окислително число, равно на 0.

В резултат на това обяснение може да се определи, че калиев йодат е окисляващо съединение, което реагира интензивно с редуциращи агенти при много редокс реакции; От всички тях един е известен като йоден часовник.

Йодният часовник се състои от редокс-процес с бавни и бързи стъпки, при който бързите стъпки се маркират с разтвор на KIO ₃ в сярна киселина, към който се добавя нишесте. На следващо място, нишестето - веднъж получено и закотвено между структурата си вид I ₃ ^- - ще превърне разтвора от безцветен в тъмносин.

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 ⁺ (тъмносин поради ефекта на нишесте)

Химическа структура

Горното изображение илюстрира химическата структура на калиев йодат. IO ₃ ^- анионът е представен от "триножника" от червени и лилави сфери, докато йони К ⁺ са представени от лилавите сфери.

Но какво означават тези стативи? Правилните геометрични фигури за тези аниони всъщност са триъгълни пирамиди, в които оксигените съставляват триъгълната основа, а непочтената двойка йодни електрони сочи нагоре, заемайки място и принуждавайки I-O връзката да се огъва надолу и двете връзки I = O.

Това молекулно геометрия отговаря на SP ³ хибридизация на централната йоден атом; Друга гледна точка обаче предполага, че един от кислородните атоми образува връзки с "d" орбитали на йод, като в действителност е хибридизация от тип sp ³ d ² (йодът може да изхвърли своите "d" орбитали, като разшири слоя си от Валенсия).

Кристалите на тази сол могат да претърпят структурни фазови преходи (различни от моноклиничните) като следствие от различните физически условия, които ги подлагат.

Употреба и приложения на калиев йодат

Терапевтична употреба

Калиевият йодат обикновено се използва за предотвратяване на натрупването на радиоактивност в щитовидната жлеза под формата на ¹³¹ I, когато този изотоп се използва при определяне на приема на йод от щитовидната жлеза като компонент на функционирането на щитовидната жлеза.

По същия начин, калиев йодат се използва като локален антисептик (0,5%) при лигавични инфекции.

Използване в промишлеността

Добавя се в храната на разплодни животни като йодна добавка. Следователно, калиевият йодат се използва в промишлеността за подобряване на качеството на брашна.

Аналитично използване

В аналитичната химия, благодарение на неговата стабилност, тя се използва като основен стандарт в стандартизацията на натриев тиосулфат (Na ₂ S ₂ O ₃) стандартни разтвори, за да се определи концентрацията на йод в тестовите проби.

Това означава, че количествата йод могат да бъдат известни чрез обемни техники (титриране). При тази реакция калиев йодат бързо окислява йодид йоните I ^- чрез следното химично уравнение:

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

Йод, I ₂, се титрува с натриев на ₂ S ₂ O ₃ разтвор за стандартизация.

Използване в лазерни технологии

Проучванията показват и потвърждават интересните свойства на пиезоелектрични, пироелектрични, електрооптични, фероелектрични и нелинейни оптични свойства на KIO ₃ кристали. Това води до голям потенциал в електронната област и в технологията на лазерите за материали, направени с това съединение.

Рискове за здравето от калиев йодат

Във високи дози може да предизвика дразнене на устната лигавица, кожата, очите и дихателните пътища.

Експерименти върху токсичността на калиев йодат при животни позволиха да се наблюдава, че при кучета на гладно, при дози от 0,2-0,25 g / kg телесно тегло, дадени през устата, съединението причинява повръщане.

Ако се избегне това повръщане, това води до влошаване на положението им при животните, тъй като анорексията и прострацията се предизвикват преди смъртта. Аутопсиите му разкриват некротични лезии в черния дроб, бъбреците и чревната лигавица.

Поради своята окислителна сила, той представлява опасност от пожар при контакт с запалими материали.

Препратки

1. Day, R., & Underwood, A. Количествена аналитична химия (5-то изд.). PEARSON Prentice Hall, p-364.
2. Muth, D. (2008). Лазери.. Възстановени от: flickr.com
3. ChemicalBook. (2017). Калиев йодат. Произведено на 25 март 2018 г. от ChemicalBook: chemicalbook.com
4. PubChem. (2018). Калиев йодат. Произведено на 25 март 2018 г. от PubChem: pubchem.ncbi.nlm.nih.gov
5. Merck. (2018). Калиев йодат. Получено на 25 март 2018 г. от Merck:
6. merckmillipore.com
7. Wikipedia. (2017). Калиев йодат. Произведено на 25 март 2018 г. от Wikipedia: en.wikipedia.org
8. MM Abdel Kader et al. (2013). Механизъм за транспортиране на заряд и фазови преходи с ниска температура в KIO ₃. J. Phys.: Conf. Ser. 423 012036