Kaaliumiperioodi(Keemiline valem: Kio₄) on oluline anorgaaniline ühend. See näib olevat värvitu või valge kristalse pulbrina ja on tuntud oma äärmiselt tugeva oksüdeeriva omaduse poolest. See mängib olulist rolli analüütilises keemias, eriti tiitrimisanalüüsis, kus see on mangaani - määramiseks klassikalises meetodis tuum reagendina. See võib selektiivselt oksüdeerida Mn²⁺ lilla permanganaadi iooniks (MNO₄⁻), võimaldades täpset kvantitatiivset analüüsi. Lisaks kasutatakse seda ka mitmesuguste orgaaniliste ja anorgaaniliste ainete oksüdatsiooni määramiseks. Selle oksüdeeriv võime tuleneb joodist, mis on +7 oksüdatsiooni olekus, mis on eriti tugev happelises söötmes. Reaktsioon on tavaliselt stabiilne ja valikuline. Kaaliumiperioodil on vees madalam võrreldes naatriumiperioodiga, mis annab sellele eelise teatud sademete eraldamise ja puhastusoperatsioonide korral. Tugeva oksüdeerijana kujutab see aga põlevate materjalide või orgaaniliste ainetega segamisel tule- ja plahvatusohtu ning vajalik on korralik ladustamine ja käsitsemine. Lisaks analüütilisele keemiale kasutatakse seda orgaanilise sünteesi korral ka kerge oksüdeerijana ning seda rakendatakse desinfitseerimisel ja akude tootmisel, kuid selle kasutamine nõuab alati ranget tähelepanu selle söövitavusele ja võimalikele ohtudele.
|
|
|
| Keemiline valem | Iko4 |
| Täpne missa | 229.85 |
| Molekulmass | 230.00 |
| m/z | 229.85 (100.0%), 231.85 (7.2%) |
| Elementaarne analüüs | I, 55.18; K, 17.00; O, 27.82 |
Oksüdeeriv aine
Kasutatakse peamiselt oksüdeeriva ainena erinevates keemilistes reaktsioonides.
See võib oksüdeerida mangaaniühendeid permanganaatideks, mis on üks selle olulisi rakendusi.
See toimib ka orgaaniliste ühendite oksüdeeriva ainena, võimaldades orgaanilise sünteesi korral mitmesuguseid oksüdatsioonireaktsioone.
Analüütiline reagent
Kasutatakse reaktiivina kolorimeetriliste määramiste jaoks, eriti mangaani määramiseks.
Selle reaktsioon spetsiifiliste ühenditega võib tekitada selgeid värvimuutusi, mida saab kasutada teatud ainete olemasolu kvantitatiivseks analüüsimiseks.
Tööstuslikud rakendused
Kasutatakse teatud kemikaalide ja vaheühendite tootmisel.
Samuti võib ta leida rakendusi veepuhastusprotsessides, kus selle oksüdeerivaid omadusi saab kasutada lisandite ja saasteainete eemaldamiseks.
Laboratoorne kasutamine
Tavaliselt kasutatakse laborites standardlahenduste ettevalmistamiseks ja mitmesuguste keemiliste katsete läbiviimiseks.
Selle kaev - määratletud keemilised omadused muudavad selle väärtuslikuks tööriistaks teadus- ja arendusseadetes.
Permanganaadi reaktsiooniprotsess
Manganaadi oksüdeerimise protsess permanganaadiks kasutadeskaaliumiperioodihõlmab keemilist reaktsiooni, kus perioodiline anioon (IO4-) toimib oksüdeeriva ainena, aktsepteerides mangaaadiioonist elektrone. Happelises lahuses on sellel tugevad oksüdeerivad omadused, võimaldades sellel teisendada manganaadi (mn 2+) permanganaatiks (MNO4-).
Reagentide ettevalmistamine
IT ja sobiv mangaadisool (näiteks mangausulfaat, MNSO4) lahustatakse happelises vesilahuses. Happe valik võib varieeruda, kuid tavaliselt kasutatakse väävelhapet (H2SO4).
01
Reaktsiooni algatamine
Kui lahused ja mangaatsool segatakse happe juuresolekul, algab oksüdatsioonireaktsioon. Perioodi anioon aktsepteerib mangaaadiioonist elektrone, põhjustades mangaadiiooni oksüdatsiooniseisundi suurenemist +2 -lt +7, moodustades seega permanganaadi.
02
Permanganaadi moodustumine
Reaktsiooni edenedes võib lahuse värv muutuda permanganaadi moodustumise tõttu, millel on lilla - punane välimus. Seda värvimuutust saab kasutada reaktsiooni edenemise indikaatorina.
03
Eraldamine ja puhastamine
Pärast reaktsiooni lõpuleviimist saab permanganaadi produkti eraldada ja puhastada mitmesuguste keemiliste eraldusmeetodite abil, näiteks sademete, filtreerimise ja kristalliseerumise abil.
04
Meetod mangaani määramiseks
- Reagendid: Kaaliumiperioodi, väävelhape, fosforhape, lämmastikhape, naatriumnitrit, mangaani standardlahus, destilleeritud vesi jne.
- Varustus: Spektrofotomeeter, kolorimeetrilised Cuvettes, elektrooniline tasakaal, kütteplaat, mahulised ruudud, pipetid jne.
- Suhteliselt puhta veeproovide korral saab teha otsese proovivõtmise ja mõõtmise.
- Tugevalt happeliste või aluseliste veeproovide korral reguleerige pH enne mõõtmist neutraalseks.
- Suspendeeritud kuivaineid ja orgaanilisi aineid sisaldavate veeproovide korral on vaja sobivat eeltöötlust (nt seedimine kontsentreeritud lämmastikhappega ja pH reguleerimine neutraalseks).
Proovi lahustumine:
- Kaaluge teatud kogus proovi (nt 1,0000 g) ja asetage see keeduklaasi.
- Lisage proovi täielikuks lahustamiseks segahape (fosforhape, väävelhape, lämmastikhape) ja kuumus.
Oksüdatsioon kaaliumi perioodiga:
- Lisage lahusele teatud kogus (nt 0,5 g) ja kuumutage teatud perioodil keema (nt 5 minutit), lisades samal ajal pidevalt keeva vett, et mahu säilitada.
- Laske lahusel jahtuda toatemperatuurini.
Värvide arendamine ja mõõtmine:
- Viige lahus mahulisse kolbi ja lahjendage destilleeritud veega märgile.
- Segage hästi ja valige lahuse värviintensiivsuse põhjal kolorimeetriline küvett, millel on sobiv optilise tee pikkusega (nt 50mm või 10mm).
- Lahuse neeldumise mõõtmiseks lainepikkusel 530 nm.
Tühi parandus:
- Valmistage tühi lahendus, järgides sama protseduuri, kuid proovi lisamata.
- Mõõda tühja lahuse neeldumine ja lahutatud neeldumise saamiseks lahutage see proovilahuse neeldumisest.
Mangaani sisu arvutamine:
- Kasutage korrigeeritud neeldumise põhjal Pre - ettevalmistatud töökõvera või kalibreerimiskõverat, et määrata korrigeeritud neeldumise põhjal mangaani sisaldus.
See meetod on rakendatav filtreeritava ja kogu mangaani määramiseks joogivees, pinnavees, põhjavees ja tööstuslikus reovees. Minimaalne tuvastamise piir on tavaliselt 0,02 mg/l ja määramise ülemine piir on 3mg/l (või kuni 9 mg/l, kui kasutate 10 mm optilise tee cuvette).
Kaaliumiperioodi, mitmekülgne keemiline ühend, teenib mitut eesmärki väljaspool analüütilisi rakendusi. Peamiselt mängib see olulist rolli orgaaniliste ühendite sünteesis, eriti särades alkoholide ja alkeenide oksüdeerimisel. Alkoholid, mis on orgaanilised ühendid, mis sisaldavad hüdroksüülrühma (- OH), läbivad selle töötlemisel oksüdatsioonireaktsioonid, põhjustades sageli aldehüüdide, ketoonide või karboksüülhapete moodustumist. Sarnaselt reageerivad alkeenid, mida iseloomustavad nende süsinik - süsinikühendused, et see läbida nende kahesuunaliste sidemete lõhustamiseks, mille tulemuseks on dikarboksüülhapped.
Lisaks kasutamisele orgaanilises sünteesis kasutatakse seda ka muude joodi - valmistamisel, mis sisaldavad ühendeid. See võib hõlmata reaktsioone, kus perioodiline ioon (IO4-) kannab joodi aatomeid või hapnikuaatomeid teistesse molekulidesse, moodustades mitmesuguseid joodiühendeid, millel on erinevad funktsioonid ja rakendused.
Lisaks leiab see teatud fotoprotsessides niši. Ehkki konkreetne roll võib sõltuvalt kasutatavast fototehnikast või materjalist varieeruda, kasutab selle kaasamine sageli selle keemilisi omadusi, et fotoprotsessi mingil moel täiustada või muuta. Näiteks võib seda kasutada oksüdeeriva ainena või komponendina lahenduste väljatöötamisel või fikseerimisel.
Kaaliumiperioodil (KIO ₄) on olulise kõrge valentse joodiühendi kui analüütilise keemia, orgaanilise sünteesi ja materjaliteaduse laialdast kasutamist. Selle tugevad oksüdeerivad omadused ja spetsiaalne reaktsioonivõime muudavad selle keemiliste uuringute ja tööstusliku tootmise hädavajalikuks. Selle avastus on seotud seotud uuringute juurde pärast joodi elemendi avastamist. 1811. aastal avastas Prantsuse keemik Bernard Courtois joodi esmakordselt kaaliumnitraadi valmistamise ajal. Seejärel hakkasid teadlased süstemaatiliselt uurima erinevaid joodi ühendeid. Aastal 1825 täheldas Saksa keemik Justus von Liebig jodeaadi uurimise ajal kaaliumiperioodi, kuid ei suutnud sel ajal puhast kaaliumi perioodilist perioodi isoleerida. Aastal 1833 valmistas prantsuse keemik Auguste Laurent esimest korda kaaliumiperioodi edukalt hapnikku - uurides joodi happeid. Ta sai selle ühendi kaaliumjodaadi lahuse elektrolüüseerides ja kirjeldas selle omadusi esialgselt. 1840. aastatel hakkasid teadlased redoksiteooria loomisega kaaliumiperioodi olemust mõistma tugeva oksüdeerijana. 19. sajandi keskpaigas kuni struktuurilise keemia väljatöötamisel selgitati järk -järgult kaaliumi perioodilise molekulaarset struktuuri. Aastal 1860 määras Briti keemik Edward Frankland kõrge joodiiooni (IO ₄⁻) tetraeedrilise struktuuri süstemaatiliste oksüdatsiooni katsete kaudu. See avastus pani aluse perioodiliste soolade keemiliste omaduste mõistmiseks. 1872. aastal uuris Venemaa keemik Alexander Butlerov süstemaatiliselt kaaliumi perioodilise termiliste lagunemisomadusi ja leidis, et see laguneb kaaliumjodaadiks ja hapnikuks kõrgetel temperatuuridel. 1880. aastatel kasutas Rootsi keemik Svante Arrhenius kaaliumiperioodi, et kontrollida selle dissotsiatsiooni käitumist vesilahustes, uurides samal ajal elektrolüütide lahenduste teooriat.
Kaaliumiperioodi tööstuslik toodang on läbinud mitu olulist etappi:
1. Varaseim tööstuslik tootmine kasutas Laurent'i pakutud elektrolüüsi meetodit, mis oksüdeeris kaaliumjodaadi lahust plaatina elektroodil. Sellel meetodil on suur energiatarbimine ja madal efektiivsus, kuid see annab võimaluse tööstuslikuks tootmiseks.
2.N 1905, Saksa keemik Fritz Haber töötas välja kloori oksüdatsioonimeetodi, parandades oluliselt tootmise tõhusust:
2kio₃ + cl₂ + 2 KOH → 2KIO₄ + 2 KCl + H₂O
Sellest meetodist sai 20. sajandi esimesel poolel peamine tootmisprotsess.
3. 1950ndatel parandas Ameerika keemik Henry Taube elektrolüüsiprotsessi, kasutades plioksiidi anoode ja pulssivoolu tehnoloogiat, mis suurendas voolu efektiivsust üle 85%-ni.
4. 2005 töötasid Jaapani keemikud välja katalüütilise süsteemi, kasutades oksüdeerijana persulfaati, saavutades tõhusa muundamise kergetes tingimustes
Kio₃ + k₂s₂o₈ → kio₄ + 2 khso₄
Kuum tags: Kaaliumi perioodiline CAS 7790-21-8, tarnijad, tootjad, tehas, hulgimüük, ostmine, hind, maht, müügil