Kaliumjodoat: Egenskaper, struktur, bruk og risiko
Kaliumjodat eller kaliumjodat er en uorganisk forbindelse av jod, spesielt et salt, hvis kjemiske formel er KIO3. Jodelementet i gruppen av halogener (F, Cl, Br, I, As) har i dette salt et oksidasjonsnummer på +5; På grunn av dette er det et sterkt oksidasjonsmiddel. KIO 3 er dissosiert i vandig medium for å lage K + og IO3 - ionene.
Den syntetiseres ved å reagere kaliumhydroksid med jodsyre: HIO 3 (aq) + KOH (s) => KIO 3 (aq) + H 2 O (1). Det kan også syntetiseres ved å reagere molekylært jod med kaliumhydroksid: 3I 2 (s) + 6KOH (s) => KIO 3 (aq) + 5KI (aq) + 3H20 (l).
Fysiske og kjemiske egenskaper
Det er et luktfritt hvitt fast stoff med fine krystaller og en krystallinsk struktur av monoklinisk type. Den har en tetthet på 3, 98 g / ml, en molekylvekt på 214 g / mol og har absorpsjonsbånd i det infrarøde (IR) spektrum.
Den har et smeltepunkt: 833 ºK (560 ºC), i samsvar med de sterke ioniske samspillet mellom K + og IO 3 - ioner. Ved høyere temperaturer gjennomgår det en termisk dekomponeringsreaksjon som frigir molekylært oksygen og kaliumjodid:
2KIO 3 (s) => 2KI (s) + 3O 2 (g)
I vann har det oppløseligheter som varierer fra 4, 74 g / 100 ml til 0 ° C, opp til 32, 3 g / 100 ml ved 100 ° C, noe som gir fargeløse vandige løsninger. I tillegg er det uoppløselig i alkohol og salpetersyre, men er løselig i fortynnet svovelsyre.
Dens affinitet for vann er ikke merkbar, noe som forklarer hvorfor det ikke er hygroskopisk og ikke eksisterer i form av hydrerte salter (KIO 3 · H 2 O).
Oksidasjonsmiddel
Kaliumjodat, som angitt av dets kjemiske formel, har tre oksygenatomer. Dette er et sterkt electronegative element, og på grunn av denne egenskapen "detekterer" en elektronisk mangel i skyen som omgir jodet.
Denne mangelen eller bidraget, som det er tilfelle, kan beregnes som oksidasjonsnummeret til jodet (± 1, +2, +3, +5, +7), som er +5 for tilfellet av dette saltet.
Hva betyr dette? At før en art som er i stand til å gi sine elektroner, vil jod akseptere dem i deres ioniske form (IO 3 -) for å bli molekylært jod og ha et oksidasjonsnummer lik 0.
Etter denne forklaringen kan det fastslås at kaliumjodat er en oksidasjonsforbindelse som reagerer sterkt med reduksjonsmidler i mange redoksreaksjoner; Av alle disse er en kjent som jodklokken.
Jodklokken består av en redoks-prosess med langsomme og raske trinn, hvor de raske trinnene er merket med en KIO 3- løsning i svovelsyre som stivelse tilsettes til. Deretter stivelsen - en gang produsert og forankret mellom dens struktur, vil arten I 3 - - gjøre løsningen fargeløs til mørkblå.
IO 3 - + 3 HSO 3 - → I- + 3 HSO 4 -
IO 3 - + 5 I- + 6 H + → 3 I 2 + 3 H20
I 2 + HSO 3 - + H 2 O → 2 I- + HSO 4 - + 2 H + (mørk blå på grunn av stivelse)
Kjemisk struktur
Den kjemiske strukturen av kaliumjodat er illustrert i det øvre bildet. IO 3 - anionen er representert av "stativet" av røde og lilla sfærer, mens K + -jonene er representert av de lilla sfærene.
Men hva betyr disse stativene? De riktige geometriske former av disse anionene er egentlig trigonale pyramider, hvor oksygenene utgjør den trekantede basen, og det ikke-delte elektronparet i jodet peker oppover, okkuperer plass og tvinger ned I-O-bindingen og de to koblingene I = O.
Denne molekylære geometrien tilsvarer en sp3-hybridisering av det sentrale jodatom; Imidlertid antyder et annet perspektiv at et av oksygenatomene danner bindinger med "d" orbitaler av jodet, faktisk er en sp3d2-hybridisering (jodet kan ha sine "d" -orbitaler som utvider sitt valensskall).
Krystaller av dette saltet kan gjennomgå overganger av strukturfase (andre arrangementer enn monokliniske) som følge av de forskjellige fysiske forhold som underkastes dem.
Bruk og bruk av kaliumjodat
Terapeutisk bruk
Kaliumjodat brukes vanligvis for å forhindre akkumulering av radioaktivitet i skjoldbruskkjertelen i form av 131I, når denne isotopen brukes til å bestemme jodopptaket av skjoldbruskkjertelen som en del av skjoldbruskkjertelsens funksjon.
På samme måte brukes kaliumjodat som et aktuelt antiseptisk middel (0, 5%) i mukosale infeksjoner.
Bruk i bransjen
Det legges til fôr av gårdsdyrene som et jodtilskudd. Derfor, i industrien, brukes kaliumjodat til å forbedre kvaliteten på melet.
Analytisk bruk
I analytisk kjemi, takket være stabiliteten, brukes den som en primær standard i standardiseringen av standardløsninger av natriumtiosulfat (Na 2 S 2 O 3 ), med det formål å bestemme konsentrasjonene av jod i prøvens problemer.
Dette betyr at mengden jod kan bli kjent ved volumetriske teknikker (titreringer). I denne reaksjonen oksiderer kaliumjodat raskt I-jodidioner med følgende kjemiske ligning:
IO 3 - + 5I- + 6H + => 3I2 + 3H20
Jodet I 2 titreres med Na 2 S 2 O 3- oppløsningen for standardisering.
Bruk i laserteknologi
Studier har vist og bekreftet de interessante piezoelektriske, pyroelektriske, elektro-optiske, ferroelektriske egenskaper og i den ikke-lineære optikken av KIO 3- krystaller. Dette resulterer i stort potensial i det elektroniske feltet og i teknologien til lasere for materialer laget med denne forbindelsen.
Helsefare for kaliumjodat
I høye doser kan det forårsake irritasjon i munnslimhinnen, huden, øynene og luftveiene.
Forsøkene av toksisiteten av kaliumjodat hos dyr har gjort det mulig å observere at i fastende hunder, forårsaker forbindelsen oppkast ved doser på 0, 2-0, 25 g / kg kroppsvekt som leveres oralt.
Hvis disse oppkastene unngås, forårsaker det en forverring av situasjonen i dyrene, siden det induserer anoreksi og prostrasjon før dødsfallet. Hans obduksjoner tillatt å observere nekrotiske skader i leveren, nyrene og tarmslimhinnen.
På grunn av dets oksidasjonsevne representerer det en brannrisiko ved kontakt med brannfarlige materialer.
