Ácido periódico

El ácido periódico ( / ˌ p ɜːr aɪ ˈ ɒ d ɪ k / per-eye- OD -ik ) es un oxoácido de yodo . Puede existir en dos formas: ácido ortoperiódico, con la fórmula química H ₅ IO ₆ , y ácido metaperiódico, que tiene la fórmula HIO ₄ . Los ácidos periódicos son cristales incoloros. El ácido periódico contiene yodo en el estado de oxidación más alto , +7.

El ácido periódico fue descubierto por Heinrich Gustav Magnus y CF Ammermüller en 1833. ^{[ 3 ]}

El ácido ortoperiódico tiene varias constantes de disociación ácida . ^{[ 4 ] [ 5 ]} El pKa _del ácido metaperiódico no se ha determinado.

H ₅ IO ₆ ⇌ H ₄ IO − 6 + H ⁺ , p K _a1 = 3,29       

H ₄ IO − 6 ⇌ H ₃ IO 2 − 6 + H ⁺ , p K _a2 = 8,31       

H ₃ IO 2 − 6 ⇌ H ₂ IO 3 − 6 + H ⁺ , p K _a3 = 11,60       

_Al existir dos formas de ácido periódico, se deduce que se forman dos tipos de sales de periodato. Por ejemplo, _el metaperiodato de sodio , NaIO₄ , se puede sintetizar a partir de HIO₄ _, mientras que el ortoperiodato de sodio , Na₅IO₆ , _se puede sintetizar a partir _de H₅IO₆ _.

La producción industrial moderna implica la oxidación de una solución de yodato de sodio en condiciones alcalinas , ya sea electroquímicamente en un ánodo de PbO ₂ o mediante tratamiento con cloro : ^{[ 9 ]}

IO − 3 + 6 HO ⁻ - 2 e ⁻ → IO 5− 6 + 3 H ₂ O ( contraiones omitidos para mayor claridad) E ° = −1,6 V ^{[ 10 ]}             

IO − 3 + 6 HO ⁻ + Cl ₂ → IO 5 − 6 + 2 Cl ⁻ + 3 H ₂ O

Una preparación de laboratorio estándar implica tratar una mezcla de ortoperiodato de dihidrógeno de tribario con ácido nítrico . Al concentrar la mezcla, el nitrato de bario , que es menos soluble, se separa del ácido periódico: ^{[ 11 ]}

Ba ₃ (H ₂ IO ₆ ) ₂ + 6 HNO ₃ → 3 Ba(NO ₃ ) ₂ + 2 H ₅ IO ₆

El ácido ortoperiódico se puede deshidratar para obtener ácido metaperiódico calentándolo a 100  °C a presión reducida.

H₅IO₆ _⇌ HIO₄ + 2 _H₂O​​_​

Un calentamiento adicional a unos 150  °C produce pentóxido de yodo ⁽ I₂O₅ ) en lugar del anhídrido diyodo heptóxido ( I₂O₇ ) _{esperado . El} ácido metaperiódico también puede prepararse a partir de varios ortoperiodatos mediante tratamiento con _ácido nítrico diluido . _[ ^{12 ]}

Al igual que todos los periodatos, el ácido periódico puede utilizarse para escindir diversos compuestos 1,2-difuncionales. En particular, el ácido periódico escinde los dioles vecinales en dos fragmentos de aldehído o cetona ( reacción de Malaprade ).

Esto puede ser útil para determinar la estructura de los carbohidratos, ya que el ácido periódico puede utilizarse para abrir los anillos de los sacáridos. Este proceso se usa frecuentemente para marcar sacáridos con moléculas fluorescentes u otros marcadores, como la biotina . Debido a que el proceso requiere dioles vecinales, la oxidación con periodato se usa a menudo para marcar selectivamente los extremos 3' del ARN ( la ribosa tiene dioles vecinales) en lugar del ADN , ya que la desoxirribosa no los tiene.

El ácido periódico también se utiliza como agente oxidante de fuerza moderada, como se ejemplifica en la oxidación de Babler de alcoholes alílicos secundarios que se oxidan a enonas mediante cantidades estequiométricas de ácido ortoperiódico con el catalizador PCC . ^{[ 13 ]}

El ácido periódico forma parte de una serie de oxoácidos en los que el yodo puede adoptar estados de oxidación de −1, +1, +3, +5 o +7. También se conocen varios óxidos de yodo neutros.

Compuestos con una estructura similar:

• Ácido perclórico , ácido perbrómico , ácidos perhalógenos relacionados
• Ácido telúrico y ácido perxénico , los oxoácidos isoelectrónicos del telurio y el xenón.

Compuestos con química similar:

• Tetraacetato de plomo ( oxidación de Criegee )