高碘酸

高碘酸
别名	碘(VII)酸
识别
CAS号	10450-60-9（正高碘酸） ; 13444-71-8（偏高碘酸）
ChemSpider	23622 （正高碘酸）, 58684 （偏高碘酸）
SMILES	OI(=O)(O)(O)(O)O;
InChI	I=1S/H5IO6/c2-1(3,4,5,6)7/h(H5,2,3,4,5,6,7);
InChIKey	TWLXDPFBEPBAQB-UHFFFAOYSA-N
UN编号	UN3085
性质
化学式	HIO; 4（偏高碘酸）; H; 5IO; 6（正高碘酸）
摩尔质量	190.91 g/mol (HIO; 4); 227.941 g/mol (H; 5IO; 6) g·mol⁻¹
外观	无色晶体
熔点	128.5 °C（402 K）（）
溶解性	溶于水、醇
危险性
	GHS危险性符号;
GHS提示词	Danger
H-术语	H271, H314, H372, H400
P-术语	P210, P260, P273, P303+361+353, P305+351+338
NFPA 704	0 3 0
相关物质
其他阴离子	高氯酸 HClO; 4; 高溴酸 HBrO; 4; 高锰酸 HMnO; 4; 碲酸 Te(OH); 6; 氙酸 H; 4XeO; 6;
其他阳离子	高碘酸钠; 高碘酸钾;
	若非注明，所有数据均出自标准状态（25 ℃，100 kPa）下。

高碘酸是碘的最高含氧酸，其中碘以+7氧化态存在。它可以以两种形式存在：化学式为H₅IO₆的正高碘酸和化学式为HIO₄的偏高碘酸。

高碘酸由海因里希·古斯塔夫·马格努斯和CF Ammermüller于1833年发现。^[2]

合成

现代工业规模生产涉及碘酸钠溶液在碱性条件下的氧化，或者在PbO
2 阳极上进行电化学氧化，或者通过氯处理：^[3]

IO−
3 + 6 HO−
- 2 e−
→ IO5−
6 + 3 H
2O （为方便省略抗衡离子） E° = -1.6 V^[4]

IO−
3 + 6 HO−
+ Cl
2 → IO5−
6 + 2 Cl−
+ 3 H
2O

原高碘酸在减压下加热至100℃可脱水得到偏高碘酸。

H
5IO
6 ⇌ HIO
4 + 2 H
2O

进一步加热至约150 °C得到五氧化二碘（I
2O
5），而不是预期的酸酐［七氧化二碘（I
2O
7）］。偏高碘酸也可由各种正高碘酸盐经稀硝酸处理制得。^[5]

性质

正高碘酸有多個酸解离常数。^[6]^[7] 偏高碘酸的pK_a尚未确定。

H
5IO
6 ⇌ H
4IO−
6 + H+
, pK_a = 3.29

H
4IO−
6 ⇌ H
3IO2−
6 + H+
, pK_a = 8.31

H
3IO2−
6 ⇌ H
2IO3−
6 + H+
, pK_a = 11.60

存在两种形式的高碘酸，因此形成两种类型的高碘酸盐。例如，偏高碘酸钠NaIO₄可以由HIO₄合成，而正高碘酸钠Na₅IO₆可以由H₅IO₆合成。

结构

正高碘酸形成单斜晶体（空间群P2₁/_n），由一个轻微变形的IO
6八面体通过桥接氢相互连接组成。五个I-O键距离在1.87-1.91 Å范围内，一个I-O键距离为 1.78 Å。^[8]^[9] 偏高碘酸的结构还包括IO
6八面体，但是它们通过顺共棱与桥氧连接形成一维无限链。^[10]

反应

像所有高碘酸盐一样，高碘酸可用于裂解各种1,2-双官能团化合物。高碘酸会将邻二醇裂解成两个醛或酮片段（马拉普拉德反应）。

这可用于确定碳水化合物的结构，因为高碘酸可用于打开糖环。该过程通常用于用荧光分子或其他标签（如生物素）标记糖类。由于该过程需要连位二醇，因此高碘酸盐氧化通常用于选择性标记RNA的 3'-末端（核糖具有连位二醇）而不是DNA，因为脱氧核糖没有连位二醇。

高碘酸也被用作中等强度的氧化剂，例如在仲烯丙醇的Babler氧化反应中，通过化学计量的正高碘酸与催化剂 PCC将其氧化成烯酮。^[11]

参见

具有相似结构的化合物：

高溴酸、高氯酸相关的高卤酸
碲酸、氙酸，碲和氙的等电子含氧酸

化学性质相似的化合物：

四乙酸铅（克里格反应）

参考资料

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[7] Burgot, Jean-Louis. Ionic equilibria in analytical chemistry. New York: Springer. 2012-03-30: 358. ISBN 978-1441983824.

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[9] Fábry, J.; Podlahová, J.; Loub, J.; Langer, V. Structure of the 1:1 adduct of orthoperiodic acid and urea. Acta Crystallographica Section B Structural Crystallography and Crystal Chemistry. 1982, 38 (3): 1048–1050. doi:10.1107/S0567740882004932.

[10] Kraft, Thorsten; Jansen, Martin. Crystal Structure Determination of Metaperiodic Acid, HIO₄, with Combined X-Ray and Neutron Diffraction. Angewandte Chemie International Edition in English. 1 September 1997, 36 (16): 1753–1754. doi:10.1002/anie.199717531.

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