高碘酸

化合物

高碘酸的最高含氧酸,其中碘以+7氧化态存在。它可以以两种形式存在:化学式为H5IO6的正高碘酸和化学式为HIO4的偏高碘酸。

高碘酸
别名碘(VII)酸
识别
CAS号10450-60-9(正高碘酸)  checkY
13444-71-8(偏高碘酸)  checkY
ChemSpider23622 (正高碘酸), 58684 (偏高碘酸)
SMILES
 
  • OI(=O)(O)(O)(O)O
InChI
 
  • I=1S/H5IO6/c2-1(3,4,5,6)7/h(H5,2,3,4,5,6,7)
InChIKeyTWLXDPFBEPBAQB-UHFFFAOYSA-N
UN编号UN3085
性质
化学式HIO
4
(偏高碘酸)
H
5
IO
6
(正高碘酸)
摩尔质量190.91 g/mol (HIO
4
)
227.941 g/mol (H
5
IO
6
) g·mol⁻¹
外观无色晶体
熔点128.5 °C(402 K)([1]
溶解性溶于水、醇
危险性
GHS危险性符号
《全球化学品统一分类和标签制度》(简称“GHS”)中氧化性物质的标签图案《全球化学品统一分类和标签制度》(简称“GHS”)中腐蚀性物质的标签图案《全球化学品统一分类和标签制度》(简称“GHS”)中对人体有害物质的标签图案《全球化学品统一分类和标签制度》(简称“GHS”)中对环境有害物质的标签图案
GHS提示词Danger
H-术语H271, H314, H372, H400
P-术语P210, P260, P273, P303+361+353, P305+351+338
NFPA 704
0
3
0
 
相关物质
其他阴离子
其他阳离子
若非注明,所有数据均出自标准状态(25 ℃,100 kPa)下。

高碘酸由海因里希·古斯塔夫·马格努斯和CF Ammermüller于1833年发现。[2]

合成

现代工业规模生产涉及碘酸钠溶液在碱性条件下的氧化,或者在PbO
2
阳极上进行电化学氧化,或者通过处理:[3]

IO
3
+ 6 HO
- 2 e
→ IO5−
6
+ 3 H
2
O       (为方便省略抗衡离子      E° = -1.6 V[4]
IO
3
+ 6 HO
+ Cl
2
→ IO5−
6
+ 2 Cl
+ 3 H
2
O

原高碘酸在减压下加热至100℃可脱水得到偏高碘酸。

H
5
IO
6
⇌ HIO
4
+ 2 H
2
O

进一步加热至约150 °C得到五氧化二碘(I
2
O
5
),而不是预期的酸酐[七氧化二碘(I
2
O
7
)]。偏高碘酸也可由各种正高碘酸盐经稀硝酸处理制得。[5]


性质

正高碘酸有多個酸解离常数[6][7] 偏高碘酸的pKa尚未确定。

H
5
IO
6
⇌ H
4
IO
6
+ H+
,      pKa = 3.29
H
4
IO
6
⇌ H
3
IO2−
6
+ H+
,      pKa = 8.31
H
3
IO2−
6
⇌ H
2
IO3−
6
+ H+
,      pKa = 11.60

存在两种形式的高碘酸,因此形成两种类型的高碘酸盐。例如,偏高碘酸钠NaIO4可以由HIO4合成,而正高碘酸钠Na5IO6可以由H5IO6合成。

结构

正高碘酸形成单斜晶体(空间群P21/n),由一个轻微变形的IO
6
八面体通过桥接氢相互连接组成。五个I-O键距离在1.87-1.91 Å范围内,一个I-O键距离为 1.78 Å。[8][9]偏高碘酸的结构还包括IO
6
八面体,但是它们通过顺共棱与桥氧连接形成一维无限链。[10]

反应

像所有高碘酸盐一样,高碘酸可用于裂解各种1,2-双官能团化合物。高碘酸会将邻二醇裂解成两个片段(马拉普拉德反应)。

这可用于确定碳水化合物的结构,因为高碘酸可用于打开糖环。该过程通常用于用荧光分子或其他标签(如生物素)标记糖类。由于该过程需要连位二醇,因此高碘酸盐氧化通常用于选择性标记RNA的 3'-末端(核糖具有连位二醇)而不是DNA,因为脱氧核糖没有连位二醇。

高碘酸也被用作中等强度的氧化剂,例如在仲烯丙醇Babler氧化反应中,通过化学计量的正高碘酸与催化剂PCC将其氧化成烯酮[11]

参见

具有相似结构的化合物:

化学性质相似的化合物:

参考资料