يودوات البوتاسيوم: الخواص والهيكل والاستخدامات والمخاطر
يودات البوتاسيوم أو يودات البوتاسيوم هي مركب غير عضوي من اليود ، وعلى وجه التحديد ملح ، تركيبة كيميائية له هي KIO 3 . يحتوي اليود ، عنصر مجموعة الهالوجينات (F ، Cl ، Br ، I ، As) ، في هذا الملح على رقم أكسدة +5 ؛ بسبب هذا هو عامل مؤكسد قوي. يتم فصل KIO 3 في وسط مائي لإنشاء أيونات K + و IO3.
يتم تصنيعه عن طريق تفاعل هيدروكسيد البوتاسيوم مع حمض اليود: HIO 3 (aq) + KOH (s) => KIO 3 (aq) + H 2 O (l). أيضا ، يمكن تصنيعه من خلال تفاعل اليود الجزيئي مع هيدروكسيد البوتاسيوم: 3I 2 (s) + 6KOH (s) => KIO 3 (aq) + 5KI (aq) + 3H 2 O (l).
الخصائص الفيزيائية والكيميائية
إنها مادة صلبة بيضاء عديمة الرائحة ، مع بلورات رفيعة وهيكل بلوري من النوع أحادي الميل. تبلغ الكثافة 3.98 جم / مل ، ويبلغ الوزن الجزيئي 214 جم / مول وله نطاقات امتصاص في طيف الأشعة تحت الحمراء.
لديها نقطة انصهار: 833 ºK (560 ºC) ، بما يتوافق مع التفاعلات الأيونية القوية بين K + و IO 3 - أيونات. في درجات الحرارة العالية ، فإنه يخضع لتفاعل التحلل الحراري ، والإفراج عن الأكسجين الجزيئي ويوديد البوتاسيوم:
2KIO 3 (s) => 2KI (s) + 3O 2 (g)
في الماء ، لديه ذوبان يتراوح من 4.74 جم / 100 مل إلى 0 درجة مئوية ، حتى 32.3 جم / 100 مل في 100 درجة مئوية ، مما يولد محاليل مائية عديمة اللون. بالإضافة إلى ذلك ، فهو غير قابل للذوبان في الكحول وحمض النيتريك ، ولكنه قابل للذوبان في حمض الكبريتيك المخفف.
إن تقاربها مع الماء ليس ملموسًا ، وهو ما يفسر سبب عدم رطوبة الجسم وعدم وجوده في شكل أملاح رطبة (KIO 3 · H 2 O).
عامل مؤكسد
يحتوي يودات البوتاسيوم ، كما هو مبين في صيغته الكيميائية ، على ثلاث ذرات أكسجين. هذا عنصر ذو قوة كهربية قوية ، وبسبب هذه الخاصية ، "يكشف" عن نقص إلكتروني في السحابة المحيطة باليود.
يمكن حساب هذا النقص - المساهمة ، حسب الحالة - كرقم أكسدة اليود (± 1 ، +2 ، +3 ، +5 ، +7) ، كونه +5 في حالة هذا الملح.
ماذا يعني هذا؟ قبل أن يتمكن نوع قادر على إنتاج إلكتروناته ، يقبل اليود في شكله الأيوني (IO 3 -) ليصبح جزيءًا ليودًا ويكون له رقم أكسدة يساوي 0.
بعد هذا التفسير ، يمكن تحديد أن يودات البوتاسيوم هو مركب مؤكسد يتفاعل بقوة مع عوامل الاختزال في العديد من تفاعلات الأكسدة والاختزال ؛ من بين كل هذه ، يُعرف المرء بساعة اليود.
تتكون ساعة اليود من عملية الأكسدة والاختزال من الخطوات البطيئة والسريعة ، والتي تتميز فيها الخطوات السريعة بحل KIO 3 في حامض الكبريتيك الذي يضاف إليه النشا. بعد ذلك ، فإن النشا - الذي تم إنتاجه وترسيخه بين هيكله النوع I 3 - - سيحول الحل عديم اللون إلى اللون الأزرق الغامق.
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 + (أزرق غامق بسبب النشا)
التركيب الكيميائي
ويتضح الهيكل الكيميائي ليودات البوتاسيوم في الصورة العليا. يتم تمثيل IO 3 - أنيون بواسطة "حامل ثلاثي القوائم" للأحمر والأرجواني ، في حين يتم تمثيل أيونات K + بواسطة كرات أرجوانية.
ولكن ماذا تعني هذه الحاملات الثلاثية؟ الأشكال الهندسية الصحيحة لهذه الأنيونات هي في الواقع أهرامات مثلثية ، تشكل فيها الأكسجين الأساس الثلاثي ، والزوج غير المشترك من الإلكترونات في اليود يشير إلى الأعلى ، ويحتل حيزًا ويضغط على رابطة I-O و الروابط اثنين أنا = O.
تقابل هذه الهندسة الجزيئية تهجين sp3 لذرة اليود المركزية ؛ ومع ذلك ، يشير منظور آخر إلى أن إحدى ذرات الأكسجين تشكل روابط مع مدارات "d" من اليود ، كونها في الواقع تهجين sp3d2 (يمكن أن يشتمل اليود على مداراته "d" لتوسيع قوقعة التكافؤ).
يمكن أن تمر بلورات هذا الملح بتحولات في المرحلة الهيكلية (ترتيبات أخرى غير أحادية السطح) نتيجة للظروف المادية المختلفة التي تخضع لها.
استخدامات وتطبيقات يودات البوتاسيوم
الاستخدام العلاجي
عادة ما تستخدم يودات البوتاسيوم لمنع تراكم النشاط الإشعاعي في الغدة الدرقية في شكل 131I ، عندما يتم استخدام هذا النظير في تحديد امتصاص الغدة الدرقية بواسطة الغدة الدرقية كعنصر من عناصر أداء الغدة الدرقية.
وبالمثل ، يستخدم يودات البوتاسيوم كمطهر موضعي (0.5 ٪) في الالتهابات المخاطية.
استخدام في هذه الصناعة
يضاف إلى علف حيوانات المزرعة كمكمل لليود. لذلك ، في الصناعة ، يتم استخدام يودات البوتاسيوم لتحسين جودة الدقيق.
الاستخدام التحليلي
في الكيمياء التحليلية ، بفضل ثباتها ، يتم استخدامها كمعيار أساسي في توحيد المحاليل القياسية لثيوسلفات الصوديوم (Na 2 S 2 O 3 ) ، بغرض تحديد تركيزات اليود في مشاكل العينات.
هذا يعني أنه يمكن معرفة كميات اليود عن طريق التقنيات الحجمي (المعايرة). في هذا التفاعل ، يؤكسد يودات البوتاسيوم بسرعة أيونات الإيوديد بواسطة المعادلة الكيميائية التالية:
IO 3 - + 5I- + 6H + => 3I 2 + 3H 2 O
يتم معايرة اليود ، I 2 ، بمحلول Na 2 S 2 O 3 لتوحيده.
استخدامها في تكنولوجيا الليزر
أظهرت الدراسات وخصائص كهرضغطية كهربية كهروضوئية وكهروضوئية وكهروضوئية وفي البصريات غير الخطية لبلورات KIO 3 . ينتج عن هذا إمكانات كبيرة في المجال الإلكتروني وفي تكنولوجيا الليزر للمواد المصنوعة من هذا المركب.
المخاطر الصحية لليودات البوتاسيوم
في الجرعات العالية يمكن أن يسبب تهيج في الغشاء المخاطي للفم والجلد والعينين والجهاز التنفسي.
لقد سمحت تجارب سمية يودات البوتاسيوم في الحيوانات أن تلاحظ أنه في كلاب الصيام ، بجرعات 0.2-0.25 جم / كجم من وزن الجسم ، والمقدمة عن طريق الفم ، يسبب القيء.
إذا تم تجنب هذه القيء ، فإنه يؤدي إلى تفاقم الوضع في الحيوانات ، لأنه يسبب فقدان الشهية والسجود قبل الموت. سمح تشريح جثته بمراقبة الآفات الميتة في الكبد والكلى والغشاء المخاطي في الأمعاء.
نظرًا لقوتها المؤكسدة ، فإنها تمثل خطر نشوب حريق عند ملامسة المواد القابلة للاشتعال.
