KALIUMJODAT: EGENSKAPER, STRUKTUR, BRUK OG RISIKO - KJEMI - 2026

Den kaliumjodat eller kaliumjodat er en uorganisk jod-forbindelse, spesielt et salt, hvis kjemiske formel er KIO ₃ . Jod, et element fra gruppen av halogener (F, Cl, Br, I, As), har et oksidasjonsnummer på +5 i dette saltet; derfor er det et sterkt oksidasjonsmiddel. KIO ₃ dissosierer i vandig medium for å lage K ⁺ og IO ₃ ^- ioner .

Det er syntetisert ved å omsette kaliumhydroksyd med jodsyre: HIO ₃ (aq) + KOH (s) => KIO ₃ (aq) + H ₂ O (l). Dessuten kan den syntetiseres ved omsetning av molekylært jod med kaliumhydroksid: 3I ₂ (s) + 6KOH (s) => KIO ₃ (aq) + 5KI (aq) + 3 H ₂ O (l).

Fysiske og kjemiske egenskaper

Det er et luktfritt, hvitt, fast stoff med fine krystaller og en monoklinisk krystallstruktur. Den har en tetthet på 3,98 g / ml, en molekylvekt på 214 g / mol, og har absorpsjonsbånd i det infrarøde (IR) spekteret.

Det har et smeltepunkt: 833 ºK (560 ºC), i samsvar med de sterke ioniske interaksjonene mellom K ⁺ og IO ₃ ^- ioner . Ved høyere temperaturer gjennomgår den en termisk nedbrytningsreaksjon, og frigjør molekylært oksygen og kaliumjodid:

2KIO ₃ (s) => 2KI (s) + 3O ₂ (g)

I vann har det løseligheter som varierer fra 4,74 g / 100 ml ved 0 ºC, opp til 32,3 g / 100 ml ved 100 ºC, og gir fargeløse vandige oppløsninger. Dessuten er den uoppløselig i alkohol og salpetersyre, men den er løselig i fortynnet svovelsyre.

Dets affinitet for vann er ikke nevneverdig, noe som forklarer hvorfor det ikke er hygroskopisk og ikke eksisterer i form av hydratiserte salter (KIO ₃ · H ₂ O).

Oksidasjonsmiddel

Kaliumjodat har, som indikert av den kjemiske formelen, tre oksygenatomer. Dette er et sterkt elektronegativt element, og på grunn av denne egenskapen "avdekker" det en elektronisk mangel i skyen som omgir jod.

Denne mangelen - eller bidraget, som tilfellet kan være - kan beregnes som oksidasjonsantallet av jod (± 1, +2, +3, +5, +7), og er +5 for dette saltet.

Hva betyr dette? At før en art som er i stand til å gi fra seg elektronene, vil jod akseptere dem i sin ioniske form (IO ₃ ^- ) for å bli molekylært jod og har et oksidasjonsnummer som er lik 0.

Som et resultat av denne forklaringen kan det bestemmes at kaliumjodat er en oksiderende forbindelse som reagerer intenst med reduksjonsmidler i mange redoksreaksjoner; Av alle disse er en kjent som jodklokken.

Jodklokken består av en redoksprosess med langsomme og raske trinn, der de raske trinnene er merket med en KIO _3- løsning i svovelsyre som stivelse tilsettes. Deretter vil stivelsen - en gang produsert og forankret mellom dens struktur arten I ₃ ^- - gjøre løsningen fra fargeløs til mørkeblå.

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 ⁺ (mørk blå på grunn av stivelseseffekt)

Kjemisk struktur

Det øverste bildet illustrerer den kjemiske strukturen til kaliumjodat. IO ₃ ^- anjonen er representert med "stativet" av røde og lilla sfærer, mens K ⁺ -ionene er representert av de lilla kulene.

Men hva betyr disse stativene? De riktige geometriske formene for disse anionene er faktisk trigonale pyramider, der oksygener utgjør den trekantede basen, og det ikke delte par jodelektroner peker oppover, tar plass og tvinger I-O-bindingen til å bøye seg nedover og de to bindingene I = O.

Denne molekylære geometrien tilsvarer en sp ^3- hybridisering av det sentrale jodatom; Imidlertid antyder et annet perspektiv at et av oksygenatomene danner bindinger med "d" orbitaler av jod, og i virkeligheten er en sp ³ d ² type hybridisering (jod kan disponere "d" orbitalene ved å utvide laget av Valencia).

Krystallene av dette saltet kan gjennomgå strukturelle faseoverganger (andre ordninger enn monokliniske) som en konsekvens av de forskjellige fysiske forholdene som utsetter dem.

Bruksområder og anvendelser av kaliumjodat

Terapeutisk bruk

Kaliumjodat brukes vanligvis for å forhindre akkumulering av radioaktivitet i skjoldbruskkjertelen i form av ¹³¹ I, når denne isotopen brukes til å bestemme jodopptak av skjoldbruskkjertelen som en komponent i skjoldbruskkjertelens funksjon.

På samme måte brukes kaliumjodat som et aktuelt antiseptisk middel (0,5%) ved slimhinneinfeksjoner.

Bruk i industrien

Det tilsettes maten til avlsdyr som et jodtilskudd. Derfor brukes kaliumjodat i industrien for å forbedre kvaliteten på mel.

Analytisk bruk

I Analytical Chemistry, takket være sin stabilitet, er det brukt som en primær standard i standardisering av natriumtiosulfat (Na ₂ S ₂ O ₃ ) standardløsninger , for å bestemme konsentrasjonene jod i testprøvene.

Dette betyr at mengdene jod kan bli kjent ved volumetriske teknikker (titrasjoner). I denne reaksjonen oksiderer kaliumjodat raskt jodidioner I ^- ved hjelp av følgende kjemiske ligning:

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

Den jod, I ₂ , titreres med Na ₂ S ₂ O ₃ -løsning for standardisering.

Bruk i laserteknologi

Studier har demonstrert og bekreftet de interessante piezoelektriske, pyroelektriske, elektrooptiske, ferroelektriske og ikke-lineære optikkegenskapene til KIO _3- krystaller . Dette resulterer i store potensialer innen det elektroniske feltet og i teknologien til lasere for materialer laget med denne forbindelsen.

Helserisiko for kaliumjodat

I høye doser kan det forårsake irritasjon i munnslimhinnen, huden, øynene og luftveiene.

Eksperimenter med hensyn til giftigheten av kaliumjodat hos dyr har gjort det mulig å observere at hos faste hunder, i doser på 0,2-0,25 g / kg kroppsvekt, gitt oralt, forårsaker forbindelsen oppkast.

Hvis disse oppkast unngås, forårsaker det en forverring av situasjonen hos dyrene, siden anorexia og utmattelse induseres før døden. Obduksjonene hans avslørte nekrotiske lesjoner i leveren, nyrene og tarmslimhinnen.

På grunn av sin oksiderende kraft representerer den en brannfare når den er i kontakt med brennbare materialer.

referanser

1. Day, R., & Underwood, A. Quantitative Analytical Chemistry (5. utg.). PEARSON Prentice Hall, s-364.
2. Muth, D. (2008). Lasere .. Gjenopprettet fra: flickr.com
3. ChemicalBook. (2017). Kaliumjodat. Hentet 25. mars 2018, fra ChemicalBook: Chemicalbook.com
4. Pubchem. (2018). Kaliumjodat. Hentet 25. mars 2018, fra PubChem: pubchem.ncbi.nlm.nih.gov
5. Merck. (2018). Kaliumjodat. Hentet 25. mars 2018, fra Merck:
6. merckmillipore.com
7. Wikipedia. (2017). Kaliumjodat. Hentet 25. mars 2018, fra Wikipedia: en.wikipedia.org
8. MM Abdel Kader et al. (2013). Ladetransportmekanisme og faseoverganger med lav temperatur i KIO ₃ . J. Phys .: Konf. Ser. 423 012036