Kaliumjodoat: Egenskaper, struktur, användningsområden och risker
Kaliumjodat eller kaliumjodat är en oorganisk jodförening, speciellt ett salt vars kemiska formel är KIO3. Jodelementet i gruppen av halogener (F, Cl, Br, I, As) har i detta salt ett oxidationsnummer av +5; På grund av detta är det ett starkt oxidationsmedel. KIO 3 dissocieras i vattenhaltigt medium för att skapa K + och IO3-joner.
Det syntetiseras genom att reagera kaliumhydroxid med jodsyra: HIO 3 (aq) + KOH (s) => KIO 3 (aq) + H2O (l). Det kan också syntetiseras genom att reagera molekyljod med kaliumhydroxid: 3I2 (s) + 6KOH (s) => KIO3 (aq) + 5KI (aq) + 3H20 (l).
Fysikaliska 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 infrarött (IR) spektrum.
Den har en smältpunkt: 833 ºK (560 ºC), i överensstämmelse med de starka joniska interaktionerna mellan K + och IO 3- joner. Vid högre temperaturer genomgår den en termisk sönderdelningsreaktion, som frigör molekylärt syre och kaliumjodid:
2KIO 3 (s) => 2KI (s) + 3O 2 (g)
I vatten har det lösligheter som varierar från 4, 74 g / 100 ml till 0 ° C, upp till 32, 3 g / 100 ml vid 100 ° C, vilket ger färglösa vattenlösningar. Dessutom är det olösligt i alkohol och salpetersyra, men är lösligt i utspädd svavelsyra.
Dess affinitet för vatten är inte märkbar, vilket förklarar varför det inte är hygroskopiskt och existerar inte i form av hydrerade salter (KIO 3 · H 2 O).
Oxiderande medel
Kaliumjodat, som indikerat med sin kemiska formel, har tre syreatomer. Detta är ett starkt electronegative element och, på grund av den här egenskapen, "upptäcker" en elektronisk brist i molnet som omger jodet.
Denna brist eller -bidraget, som så är fallet, kan beräknas som jodens oxidationsnummer (± 1, +2, +3, +5, +7), som är +5 för fallet med detta salt.
Vad betyder detta? Att före en art som kan ge sina elektroner, accepterar jod dem i deras jonform (IO 3 -) för att bli molekylärt jod och ha ett oxidationsnummer lika med 0.
Efter denna förklaring kan det bestämmas att kaliumjodat är en oxidationsförening som reagerar starkt med reduktionsmedel i många redoxreaktioner; Av alla dessa är en känd som jodklockan.
Jodklockan består av en redox-process med långsamma och snabba steg, där de snabba stegen markeras med en KIO 3- lösning i svavelsyra, till vilken stärkelse tillsätts. Därefter blir stärkelsen - en gång framställd och förankrad mellan dess struktur, arten I 3 - - lösningen färglös till mörkblå.
IO 3 - + 3 HSO 3 - → I- + 3 HSO 4 -
IO 3 - + 5 I- + 6 H + → 3 I 2 + 3 H20
I 2 + HSO 3 - + H2O → 2 I- + HSO 4 - + 2 H + (mörkblå på grund av stärkelse)
Kemisk struktur
Kemisk struktur av kaliumjodat illustreras i den övre bilden. 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 av dessa anjoner är faktiskt trigonala pyramider, där oxygenerna utgör den triangulära basen och det icke-delade elektronpar i jod pekar uppåt, upptar utrymme och tvingar ner I-O-bindningen och de två länkarna I = O.
Denna molekylgeometri motsvarar en sp3-hybridisering av den centrala jodatomen; emellertid antyder ett annat perspektiv att en av syreatomerna bildar bindningar med jodens d-orbitaler, vilket i själva verket är en sp3d2-hybridisering (jodet kan ha sina "d" -orbitaler som utökar sitt valensskal).
Kristallets kristaller kan genomgå övergångar av strukturfas (andra arrangemang än monokliniska) som en följd av de olika fysiska förhållandena som utsattes för dem.
Användningar och användningar av kaliumjodat
Terapeutisk användning
Kaliumjodat används vanligtvis för att förhindra ackumulering av radioaktivitet i sköldkörteln i form av 131I, när denna isotop används vid bestämning av jodupptagning av sköldkörteln som en del av sköldkörtelns funktion.
På samma sätt används kaliumjodat som en topisk antiseptisk (0, 5%) i slemhinneinfektioner.
Användning i branschen
Det läggs till djurfoderens utfodring som ett jodtillskott. Därför används i kalibrering kaliumjodat för att förbättra mjölkens kvalitet.
Analytisk användning
I analytisk kemi, tack vare stabiliteten, används den som en primär standard för standardisering av standardlösningar av natriumtiosulfat (Na2S2O3), med syftet att bestämma jodkoncentrationerna i provproblemen.
Detta innebär att mängderna jod kan vara kända genom volymetriska tekniker (titreringar). I denna reaktion oxiderar kaliumjodat snabbt I-jodidjoner med följande kemiska ekvation:
IO 3 - + 5I- + 6H + => 3I2 + 3H20
Jodet I2 titreras med Na2S203-lösningen för dess standardisering.
Används i laserteknik
Studier har visat och bekräftat de intressanta piezoelektriska, pyroelektriska, elektrooptiska, ferroelektriska egenskaperna och i den icke-linjära optiken av KIO 3- kristaller. Detta resulterar i stor potential inom elektronikområdet och i laserns teknik för material gjorda med denna förening.
Hälsorisker av kaliumjodat
Vid höga doser kan det orsaka irritation i munslimhinnan, huden, ögonen och andningsorganen.
Experimenten med toxiciteten hos kaliumjodat hos djur har kunnat observera att i fastande hundar orsakar föreningen kräkningar vid doser av 0, 2-0, 25 g / kg kroppsvikt, som levereras oralt.
Om dessa kräkningar undviks, orsakar det en försämring av situationen i djuren, eftersom det inducerar anorexi och utmattning före döden. Hans obduktioner tillåts att observera nekrotiska skador i lever, njurar och tarmslimhinnor.
På grund av dess oxiderande effekt utgör den en brandrisk vid kontakt med brandfarliga material.
