Iodoat de potasiu: proprietăți, structură, utilizări și riscuri
Iodatul de potasiu sau iodatul de potasiu este un compus anorganic de iod, în mod specific o sare, a cărui formulă chimică este KIO 3 . Iodul, element al grupului de halogeni (F, CI, Br, I, As), are în această sare un număr de oxidare de +5; din acest motiv este un agent puternic de oxidare. KIO 3 este disociat în mediu apos pentru a crea ionii K + și IO3.
Se sintetizează prin reacția hidroxidului de potasiu cu acidul iodic: HIO3 (aq) + KOH (s) => KIO3 (aq) + H20 (l). De asemenea, poate fi sintetizat prin reacția iodului molecular cu hidroxid de potasiu: 3I2 (s) + 6KOH (s) => KIO3 (aq) + 5KI (aq) + 3H20 (l).
Proprietăți fizice și chimice
Este un solid alb, inodor, cu cristale fine și o structură cristalină de tip monoclinic. Are o densitate de 3, 98 g / ml, o greutate moleculară de 214 g / mol și are benzi de absorbție în spectrul infraroșu (IR).
Are un punct de topire: 833 K (560 ºC), în concordanță cu interacțiunile ionice puternice dintre ionii K + și IO3. La temperaturi mai ridicate, aceasta suferă o reacție de descompunere termică, eliberând oxigen molecular și iodură de potasiu:
2KIO 3 (s) => 2KI (s) + 302 (g)
În apă are solubilități care variază de la 4, 74 g / 100 ml la 0 ° C, până la 32, 3 g / 100 ml la 100 ° C, generând soluții apoase incolore. În plus, este insolubil în alcool și acid azotic, dar este solubil în acid sulfuric diluat.
Afinitatea sa pentru apă nu este semnificativă, ceea ce explică de ce nu este higroscopică și nu există sub formă de săruri hidratate (KIO 3 · H 2 O).
Agent de oxidare
Iodatul de potasiu, după cum indică formula sa chimică, are trei atomi de oxigen. Acesta este un element puternic electronegativ și, datorită acestei proprietăți, "descoperă" o deficiență electronică în norul din jurul iodului.
Această deficiență - sau o contribuție, după caz - poate fi calculată ca numărul de oxidare al iodului (± 1, +2, +3, +5, +7) fiind +5 pentru cazul acestei sări.
Ce înseamnă asta? Că înainte de o specie capabilă să-și dea electronii, iodul îi va accepta în forma lor ionică (IO 3 -) să devină iod molecular și să aibă un număr de oxidare egal cu 0.
După această explicație, se poate determina că iodatul de potasiu este un compus oxidant care reacționează puternic cu agenți reducători în multe reacții redox; Dintre acestea, unul este cunoscut ca ceasul de iod.
Ceasul de iod constă într-un proces redox de pași lenți și rapizi, în care pașii rapizi sunt marcați cu o soluție KIO 3 în acid sulfuric la care se adaugă amidonul. Apoi, amidonul - odată produs și ancorat între structura sa, specia I 3 - - va transforma soluția incoloră în albastru închis.
IO 3 - + 3 HSO 3 - → I - + 3 HSO 4 -
IO 3 - + 5 I- + 6 H + → 3 I 2 + 3 H 2 O
I 2 + HSO 3 - + H 2 O → 2 I + HSO 4 - + 2 H + (albastru închis datorită amidonului)
Structura chimică
Structura chimică a iodatului de potasiu este ilustrată în imaginea superioară. Anionul IO3 este reprezentat de "trepiedul" sferelor roșii și violete, în timp ce ionii K + sunt reprezentați de sferele purpurii.
Dar ce înseamnă aceste trepiede? Formele geometrice corecte ale acestor anioni sunt de fapt piramide trigonale, în care oxigenul formează baza triunghiulară, iar perechea de electroni neparticipată în punctele de iod ascendent, ocupând spațiul și forțând legătura I-O și cele două legături I = O.
Această geometrie moleculară corespunde unei hibrizări sp3 a atomului central de iod; totuși, o altă perspectivă sugerează că unul dintre atomii de oxigen formează legături cu orbitele "d" ale iodului, fiind de fapt o hibridizare sp3d2 (iodul poate avea orbitele "d" să-și extindă cochilia de valență).
Cristalele acestei săruri pot suferi tranziții ale fazei structurale (alte aranjamente decât cele monoclinice) ca o consecință a diferitelor condiții fizice care le supun.
Utilizări și aplicații de iodat de potasiu
Utilizare terapeutică
Iodatul de potasiu este de obicei utilizat pentru a preveni acumularea de radioactivitate în tiroidă sub formă de 131I, atunci când acest izotop este utilizat în determinarea absorbției de iod de către tiroidă ca o componentă a funcționării glandei tiroide.
De asemenea, iodatul de potasiu este utilizat ca un antiseptic topic (0, 5%) în infecțiile mucoasei.
Utilizați în industrie
Se adaugă la furajele animalelor de fermă ca supliment de iod. Prin urmare, în industrie, iodatul de potasiu este utilizat pentru a îmbunătăți calitatea făinii.
Utilizare analitică
În chimia analitică, datorită stabilității sale, este utilizată ca standard primar în standardizarea soluțiilor standard de tiosulfat de sodiu (Na2S2O3), în scopul determinării concentrațiilor de iod în problemele probelor.
Aceasta înseamnă că cantitățile de iod pot fi cunoscute prin tehnici volumetrice (titrări). În această reacție, iodatul de potasiu oxidează rapid ionii de iodură prin următoarea ecuație chimică:
IO3 - + 5I- + 6H + => 3I2 + 3H20
Iodul, I2, este titrat cu soluția Na2S2O3 pentru standardizarea sa.
Utilizați tehnologia laserelor
Studiile au arătat și au confirmat proprietățile interesante piezoelectrice, piroelectrice, electro-optice, feroelectrice și în optica neliniară a cristalelor KIO 3 . Acest lucru are ca rezultat un potențial mare în domeniul electronic și în tehnologia de lasere pentru materialele fabricate cu acest compus.
Riscuri de sănătate ale iodatului de potasiu
În doze mari poate provoca iritarea mucoasei orale, a pielii, a ochilor și a tractului respirator.
Experimentele privind toxicitatea iodatului de potasiu la animale au permis observarea faptului că, la câini de născut, la doze de 0, 2-0, 25 g / kg greutate corporală, furnizate pe cale orală, compusul provoacă vărsături.
Dacă aceste vărsături sunt evitate, aceasta cauzează o înrăutățire a situației la animale, deoarece induce anorexie și prostație înainte de moarte. Autopsiile sale au permis să observe leziunile necrotice în ficat, rinichi și mucoasa intestinală.
Datorită puterii sale de oxidare, reprezintă un risc de incendiu atunci când intră în contact cu materiale inflamabile.
