Kalio periodatas(Cheminė formulė: KIO₄) yra svarbus neorganinis junginys. Jis atrodo kaip bespalviai arba balti kristaliniai milteliai ir garsėja savo ypač stipria oksiduojančia savybe. Jis vaidina lemiamą vaidmenį analizuojant chemiją, ypač titravimo analizėje, kai jis yra pagrindinis reagentas klasikiniame mangano - kalio periodato metodo nustatymo metode. Jis gali selektyviai oksiduoti Mn²⁺ į purpurinį permanganato joną (MNO₄⁻), įgalindamas tikslią kiekybinę analizę. Be to, jis taip pat naudojamas įvairių organinių ir neorganinių medžiagų oksidacijai nustatyti. Jo oksidavimo gebėjimas atsiranda dėl to, kad jodas yra +7 oksidacijos būsenoje, kuri yra ypač stipri rūgštinėje terpėje. Reakcija paprastai yra stabili ir selektyvi. Kalio periodato vandenyje yra mažesnis tirpumas, palyginti su natrio periodate, o tai suteikia jam pranašumo atliekant tam tikrus kritulių atskyrimo ir gryninimo operacijas. Tačiau, kaip stiprus oksidantas, jis kelia gaisro ir sprogimo riziką, kai sumaišoma su degiomis medžiagomis ar organinėmis medžiagomis, todėl būtina tinkamai laikyti ir tvarkyti. Be analitinės chemijos, ji taip pat naudojama kaip lengvas oksidantas organinėje sintezėje ir naudojamas dezinfekavimo ir akumuliatorių gamyboje, tačiau jo pritaikymui visada reikia griežto dėmesio jo korozijai ir potencialiems pavojams.
|
|
|
| Cheminė formulė | Iko4 |
| Tiksli masė | 229.85 |
| Molekulinė masė | 230.00 |
| m/z | 229.85 (100.0%), 231.85 (7.2%) |
| Elementų analizė | I, 55.18; K, 17.00; O, 27.82 |
Oksiduojantis agentas
Pirmiausia naudojamas kaip oksiduojantis agentas įvairiose cheminėse reakcijose.
Jis gali oksiduoti mangano junginius į permanganates, o tai yra vienas iš reikšmingų jo pritaikymų.
Tai taip pat tarnauja kaip organinių junginių oksiduojantis agentas, leidžiantis organinėje sintezėje įvairiose oksidacijos reakcijose.
Analitinis reagentas
Naudojamas kaip kolorimetrinių nustatymų reagentas, ypač norint nustatyti manganą.
Jo reakcija su specifiniais junginiais gali sukelti skirtingus spalvų pokyčius, kurie gali būti naudojami kiekybiškai analizuoti tam tikrų medžiagų buvimą.
Pramoninės programos
Naudojamas gaminant tam tikras chemines medžiagas ir tarpinius produktus.
Tai taip pat gali rasti taikymą vandens valymo procesuose, kai jo oksidacinės savybės gali būti naudojamos priemaišoms ir teršalams pašalinti.
Laboratorijos naudojimas
Dažniausiai naudojamas laboratorijose, kad būtų galima paruošti standartinius sprendimus ir atlikti įvairius cheminius eksperimentus.
Tai gerai - apibrėžtos cheminės savybės daro jį vertingu įrankiu tyrimų ir plėtros parametrams.
Permanganato reakcijos procesas
Manganato oksidavimo iki permanganato procesas naudojantKalio periodatasApima cheminę reakciją, kai periodinis anijonas (IO4-) veikia kaip oksiduojantis agentas, priėmęs elektronus iš mangano jonų. Rūgštiniame tirpale jis pasižymi stipriomis oksiduojančiomis savybėmis, leidžiančiomis jį paversti manganu (Mn 2+) į permanganatą (MnO4-).
Reagentų paruošimas
IT ir tinkama mangano druska (tokia kaip mangano sulfatas, MNSO4) ištirpsta rūgščiame vandeniniame tirpale. Rūgšties pasirinkimas gali skirtis, tačiau dažniausiai naudojamas sieros rūgštis (H2SO4).
01
Reakcijos iniciacija
Kai tirpalai ir mangano druska sumaišomi esant rūgščiai, prasideda oksidacijos reakcija. Periodatas anijonas priima elektronus iš mangano jonų, todėl mangano jonų oksidacijos būsena padidėja nuo +2 į +7, taigi sudaro permanganatą.
02
Permanganato formavimasis
Tobulėjant reakcijai, tirpalo spalva gali pasikeisti dėl permanganato susidarymo, kuris turi purpurinę - raudoną išvaizdą. Šis spalvų pokytis gali būti naudojamas kaip reakcijos progreso rodiklis.
03
Izoliacija ir apsivalymas
Pasibaigus reakcijai, permanganatų produktą galima išskirti ir išgryninti įvairiais cheminio atskyrimo būdais, tokiais kaip krituliai, filtravimas ir kristalizacija.
04
mangano nustatymo metodas
- Reagentai: Kalio periodatas, sieros rūgštis, fosforo rūgštis, azoto rūgštis, natrio nitritas, mangano standartinis tirpalas, distiliuotas vanduo ir kt.
- Įranga: Spektrofotometras, kolorimetrinės kuvetės, elektroninis balansas, šildymo plokštelė, tūrinės kolbos, pipetės ir kt.
- Santykinai švariems vandens mėginiams galima atlikti tiesioginį mėginių ėmimą ir matavimą.
- Norėdami gauti stipriai rūgščius ar šarminius vandens mėginius, prieš matuojant, sureguliuokite pH į neutralų.
- Vandens mėginiams, kuriuose yra suspenduotų kietųjų dalelių ir organinių medžiagų, reikalingas tinkamas išankstinis apdorojimas (pvz., Virškinimas su koncentruota azoto rūgštimi ir pH reguliavimas iki neutralaus).
Mėginio ištirpimas:
- Sverkite tam tikrą mėginio kiekį (pvz., 1,0000 g) ir sudėkite jį į stiklinę.
- Įpilkite mišrios rūgšties (fosforo rūgšties, sieros rūgšties, azoto rūgšties) ir šilumą, kad būtų galima visiškai ištirpinti mėginį.
Oksidacija su kalio periodu:
- Įpilkite tam tikrą kiekį (pvz., 0,5 g) į tirpalą ir šilumą, kad užvirtų tam tikru laikotarpiu (pvz., 5 minutes), ir nuolat įpilkite verdančio vandens, kad išlaikytumėte tūrį.
- Leiskite tirpalui atvėsti iki kambario temperatūros.
Spalvų vystymasis ir matavimas:
- Tirpalą perkelkite į tūrinę kolbą ir praskieskite prie žymės distiliuotu vandeniu.
- Gerai išmaišykite ir, remdamiesi tirpalo spalvų intensyvumu, pasirinkite kolorimetrinę kiuvetę su tinkamu optinio kelio ilgiu (pvz., 50 mm arba 10 mm).
- Naudokite spektrofotometrą, kad išmatuotumėte tirpalo absorbciją 530 nm bangos ilgyje.
Tuščia pataisa:
- Paruoškite tuščią tirpalą atlikdami tą pačią procedūrą, tačiau nepridedant mėginio.
- Išmatuokite tuščio tirpalo absorbciją ir atimkite jį iš mėginio tirpalo absorbcijos, kad gautumėte pataisytą absorbciją.
Mangano turinio apskaičiavimas:
- Naudokite pre - paruoštą darbinę kreivę arba kalibravimo kreivę, kad nustatytumėte mėginio mangano kiekį, atsižvelgiant į pataisytą absorbciją.
Šis metodas yra taikomas nustatant filtruojamus ir bendrą manganą geriamame vandenyje, paviršiniame vandenyje, požeminiame vandenyje ir pramoninėse nuotekose. Minimali aptikimo riba paprastai yra 0,02 mg/L, o viršutinė nustatymo riba yra 3 mg/l (arba iki 9 mg/l, kai naudojate 10 mm optinį kelio kiuvetę).
Kalio periodatas, universalus cheminis junginys, aptarnauja kelis tikslus, viršijančius jo analitinius naudojimus. Visų pirma, jis vaidina lemiamą vaidmenį organinių junginių sintezėje, ypač šviečiant alkoholių ir alkenų oksidacijai. Alkoholiai, kurie yra organiniai junginiai, turintys hidroksilo grupę ({- OH), gydomi oksidacijos reakcijomis, dažnai sukeliančiomis aldehidus, ketonus ar karboksirūgštis. Panašiai alkenai, kuriems būdingas jų anglies - anglies dvigubas jungtis, reaguoja su ja, kad būtų suskaidytos šių dvigubų jungčių, todėl susidaro dikarboksirūgštys.
Be to, kad jis buvo naudojamas organinėje sintezėje, jis taip pat naudojamas ruošiant kitus jodo -, turinčius junginius. Tai gali apimti reakcijas, kai periodinio jonų (IO4-) jodo atomai arba deguonies atomai perduoda kitoms molekulėms, sudarydamas įvairius jodo junginius, turinčius skirtingas funkcijas ir pritaikymus.
Be to, tam tikruose fotografijos procesuose randa nišą. Nors konkretus vaidmuo gali skirtis priklausomai nuo konkrečios fotografijos technikos ar naudojamos medžiagos, jo dalyvavimas dažnai pasitelkia savo chemines savybes, kad būtų galima tam tikru būdu sustiprinti ar modifikuoti fotografijos procesą. Pavyzdžiui, jis gali būti naudojamas kaip oksiduojantis agentas arba komponentas kuriant ar fiksuojant tirpalus.
Kalio periodatas (KIO ₄), kaip svarbus aukšto valentinio jodo junginys, turi plačią analitinės chemijos, organinės sintezės ir medžiagų mokslo taikymo vertę. Dėl stiprių oksiduojančių savybių ir specialaus reaktyvumo jis tampa nepakeičiamu reagentu cheminių tyrimų ir pramonės gamyboje. Jo atradimą galima atsekti susijusiuose tyrimuose po jodo elemento atradimo. 1811 m. Prancūzų chemikas Bernardas Courtoisas pirmą kartą atrado jodą ruošiant kalio nitratą. Vėliau mokslininkai pradėjo sistemingai tirti įvairius jodo junginius. 1825 m. Vokiečių chemikas Justus von Liebig pirmą kartą pastebėjo kalio periodato buvimą tiriant jodatą, tačiau tuo metu negalėjo atskirti gryno kalio periodato. 1833 m. Prancūzų chemikas Auguste Laurent pirmą kartą sėkmingai paruošė kalio periodatą, tiriant deguonį -, kuriuose yra jodo rūgščių. Šį junginį jis gavo elektrolizuodamas kalio jodato tirpalą ir preliminariai aprašė jo savybes. 1840 -aisiais, nustatant redokso teoriją, mokslininkai pradėjo suprasti kalio periodato, kaip stipraus oksidanto, esmę. XIX amžiaus viduryje iki pabaigos, kuriant struktūrinę chemiją, buvo palaipsniui išaiškinta kalio periodato molekulinė struktūra. 1860 m. Britanijos chemikas Edwardas Franklandas nustatė aukšto jodato jonų (IO ₄⁻) tetraedrinę struktūrą atliekant sisteminius oksidacijos eksperimentus. Šis atradimas padėjo pagrindą suprasti periodinių druskų chemines savybes. 1872 m. Rusijos chemikas Aleksandras Butlerovas pirmiausia sistemingai ištyrė kalio periodato šiluminės skilimo savybes ir nustatė, kad jis suskaidys į kalio jodatą ir deguonį aukštoje temperatūroje. 1880 -aisiais Švedijos chemikas Svante Arrhenius panaudojo kalio periodatą kaip pavyzdinį junginį, kad patikrintų jo disociacijos elgseną vandeniniuose tirpaluose tiriant elektrolitų tirpalų teoriją.
Pramoninis kalio periodato gamyba išgyveno keletą svarbių etapų:
1. Anksčiausia pramoninė produkcija naudojo Laurento pasiūlytą elektrolizės metodą, kuris oksidavo kalio jodato tirpalą ant platinos elektrodo. Šis metodas turi didelę energijos suvartojimą ir mažą efektyvumą, tačiau jis suteikia galimybę gaminti pramoninę gamybą.
2. 1905 m. Vokietijos chemikas Fritzas Haberis sukūrė chloro oksidacijos metodą, labai pagerindamas gamybos efektyvumą:
2kio₃ + cl₂ + 2 koh → 2kio₄ + 2 kcl + h₂o
Šis metodas tapo pagrindiniu gamybos procesu XX amžiaus pirmoje pusėje.
3. Šeštajame dešimtmetyje amerikiečių chemikas Henris Taube'as pagerino elektrolizės procesą naudodamas švino oksido anodus ir impulsų srovės technologiją, o tai padidino dabartinį efektyvumą iki daugiau nei 85%.
4.in 2005 m. Japonijos chemikai sukūrė katalizinę sistemą, naudodamiesi „Persulfate“ kaip oksidantu, pasiekdami efektyvų konversiją švelniomis sąlygomis
KIO₃ + K₂S₂O₈ → KIO₄ + 2 khso₄
Populiarus Žymos: Kalio periodatas CAS 7790-21-8, tiekėjai, gamintojai, gamykla, didmeninė prekyba, pirkimas, kaina, biria