KALIUMJODAT: EGENSKAPER, STRUKTUR, ANVÄNDNING OCH RISKER - KEMI - 2025

Den kaliumjodat eller kaliumjodat är en oorganisk jodförening, speciellt ett salt, vars kemiska formel är KIO ₃ . Jod, ett element från gruppen av halogener (F, Cl, Br, I, As), har ett oxidationsnummer på +5 i detta salt; därför är det ett starkt oxidationsmedel. KIO ₃ dissocierar i vattenhaltigt medium för att skapa K ⁺ och IO ₃ ^- joner .

Det syntetiseras genom omsättning av kaliumhydroxid med jodsyra: HIO ₃ (aq) + KOH (s) => KIO ₃ (aq) + H ₂ O (l). Också kan den syntetiseras genom att reagera molekylär jod med kaliumhydroxid: 3I ₂ (s) + 6KOH (s) => KIO ₃ (aq) + 5KI (aq) + 3H ₂ O (l).

Fysiska och kemiska egenskaper

Det är ett luktfritt vitt fast ämne med fina kristaller och en kristallin struktur av monoklinisk typ. Den har en densitet av 3,98 g / ml, en molekylvikt av 214 g / mol och har absorptionsband i det infraröda (IR) spektrum.

Den har en smältpunkt: 833 ºK (560 ºC), i överensstämmelse med de starka joniska växelverkningarna mellan K ⁺ och IO ₃ ^- joner . Vid högre temperaturer genomgår den en termisk sönderdelningsreaktion och frisätter molekylärt syre och kaliumjodid:

2KIO ₃ (s) => 2KI (s) + 3O ₂ (g)

I vatten har den lösligheter som varierar från 4,74 g / 100 ml vid 0 ° C, upp till 32,3 g / 100 ml vid 100 ° C, vilket alstrar färglösa vattenlösningar. Dessutom är den olöslig i alkohol och salpetersyra, men den är löslig i utspädd svavelsyra.

Dess affinitet för vatten inte är märkbar, vilket förklarar varför det inte är hygroskopiskt och inte existerar i form av hydratiserade salter (KIO ₃ • H ₂ O).

Oxiderande medel

Kaliumjodat, som indikeras av dess kemiska formel, har tre syreatomer. Detta är ett starkt elektronegativt element och på grund av den här egenskapen "upptäcker" en elektronisk brist i molnet som omger jod.

Denna brist - eller bidrag, i förekommande fall - kan beräknas som oxidationsantalet för jod (± 1, +2, +3, +5, +7), vilket är +5 för detta salt.

Vad betyder det här? Att före en art som kan ge upp sina elektroner, kommer jod att acceptera dem i sin jonform (IO ₃ ^- ) för att bli molekylär jod och har ett oxidationsnummer lika med 0.

Som ett resultat av denna förklaring kan det fastställas att kaliumjodat är en oxiderande förening som reagerar intensivt med reduktionsmedel i många redoxreaktioner; Av alla dessa är en känd som jodklockan.

Jodklockan består av en redoxprocess med långsamma och snabba steg, där de snabba stegen är markerade med en KIO _3- lösning i svavelsyra till vilken stärkelse sätts till. Därefter kommer stärkelsen - en gång producerad och förankrad mellan dess struktur arten I ₃ ^- - att göra lösningen från färglös till mörkblå.

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 ⁺ (mörkblå på grund av stärkelseeffekt)

Kemisk struktur

Den översta bilden illustrerar den kemiska strukturen för kaliumjodat. IO ₃ ^- anjonen representeras av "stativet" av röda och lila sfärer, medan K ⁺ -jonerna representeras av de lila sfärerna.

Men vad betyder dessa stativ? De korrekta geometriska formerna för dessa anjoner är faktiskt trigonala pyramider, i vilka oxygener utgör den triangulära basen, och det odelade paret av jodelektroner pekar uppåt, tar upp utrymme och tvingar I-O-bindningen att böja sig nedåt och de två bindningarna I = O.

Denna molekylära geometri motsvarar en sp ^3- hybridisering av den centrala jodatom; Ett annat perspektiv antyder emellertid att en av syreatomerna bildar bindningar med "d" orbitalerna av jod, i själva verket är en sp ³ d ^2- typ hybridisering (jod kan bortskaffa sina "d" orbitaler genom att expandera dess lager av Valencia).

Kristallerna i detta salt kan genomgå strukturella fasövergångar (andra arrangemang än monokliniska) som en följd av de olika fysiska förhållandena som utsätter dem.

Användning och tillämpningar av kaliumjodat

Terapeutisk användning

Kaliumjodat används vanligen för att förhindra ansamling av radioaktivitet i sköldkörteln i form av ¹³¹ I, när denna isotop används för att bestämma jodupptag av sköldkörteln som en del av sköldkörtelns funktion.

På samma sätt används kaliumjodat som ett topiskt antiseptiskt medel (0,5%) vid slemhinneinfektioner.

Användning i branschen

Det läggs till avelsdjurens mat som ett jodtillskott. Därför används kaliumjodat i industrin för att förbättra mjölkvaliteten.

Analytisk användning

I analytisk kemi, tack vare sin stabilitet, används det som en primär standard i standardiseringen av standardlösningar av natriumtiosulfat (Na ₂ S ₂ O ₃ ), för att bestämma de jodkoncentrationer i testproverna.

Detta innebär att mängderna jod kan kännas genom volymetriska tekniker (titreringar). Vid denna reaktion oxiderar kaliumjodat snabbt jodidjoner I ^- med hjälp av följande kemiska ekvation:

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

Jod, I ₂ , titreras med Na ₂ S ₂ O ₃ -lösning för standardisering.

Används i laserteknik

Studier har demonstrerat och bekräftat de intressanta piezoelektriska, pyroelektriska, elektrooptiska, ferroelektriska och icke-linjära optiska egenskaperna hos KIO _3- kristaller . Detta resulterar i stora potentialer inom det elektroniska fältet och i tekniken för lasrar för material tillverkade med denna förening.

Hälsorisker av kaliumjodat

I höga doser kan det orsaka irritation i munslemhinnan, hud, ögon och luftvägar.

Försök med toxicitet för kaliumjodat hos djur har gjort det möjligt att observera att i fasta hundar, i doser av 0,2-0,25 g / kg kroppsvikt, ges oralt, orsakar föreningen kräkningar.

Om dessa kräkningar undviks orsakar det en försämring av deras situation i djuren, eftersom anorexi och utmattning induceras före döden. Hans obduktioner avslöjade nekrotiska lesioner i levern, njurarna och tarmslemhinnan.

På grund av dess oxiderande kraft utgör den en brandrisk vid kontakt med brandfarliga material.

referenser

1. Day, R., & Underwood, A. Quantitative Analytical Chemistry (5: e upplagan). PEARSON Prentice Hall, s-364.
2. Muth, D. (2008). Lasrar .. Återställs från: flickr.com
3. ChemicalBook. (2017). Kaliumjodat. Hämtad den 25 mars 2018 från ChemicalBook: Chemicalbook.com
4. PubChem. (2018). Kaliumjodat. Hämtad den 25 mars 2018 från PubChem: pubchem.ncbi.nlm.nih.gov
5. Merck. (2018). Kaliumjodat. Hämtad den 25 mars 2018 från Merck:
6. merckmillipore.com
7. Wikipedia. (2017). Kaliumjodat. Hämtad den 25 mars 2018 från Wikipedia: en.wikipedia.org
8. MM Abdel Kader et al. (2013). Laddtransportmekanism och fasövergångar med låg temperatur i KIO ₃ . J. Phys .: Conf. Ser. 423 012036