Iodoato di potassio: proprietà, struttura, usi e rischi
Iodato di potassio o iodato di potassio è un composto inorganico di iodio, in particolare un sale, la cui formula chimica è KIO 3 . Lo iodio, elemento del gruppo di alogeni (F, Cl, Br, I, As), ha in questo sale un numero di ossidazione di +5; per questo è un forte agente ossidante. Il KIO 3 è dissociato in mezzo acquoso per creare gli ioni K + e IO3.
Viene sintetizzato facendo reagire idrossido di potassio con acido iodico: HIO 3 (aq) + KOH (s) => KIO 3 (aq) + H 2 O (l). Inoltre, può essere sintetizzato facendo reagire lo iodio molecolare con idrossido di potassio: 3I 2 (s) + 6KOH (s) => KIO 3 (aq) + 5KI (aq) + 3H 2 O (l).
Proprietà fisiche e chimiche
È un solido bianco inodore, con cristalli fini e una struttura cristallina di tipo monoclino. Ha una densità di 3, 98 g / ml, un peso molecolare di 214 g / mol e ha bande di assorbimento nello spettro infrarosso (IR).
Ha un punto di fusione: 833 ° K (560 ° C), coerente con le forti interazioni ioniche tra gli ioni K + e IO 3 . A temperature più elevate, subisce una reazione di decomposizione termica, rilasciando ossigeno molecolare e ioduro di potassio:
2KIO 3 (s) => 2KI (s) + 3O 2 (g)
In acqua ha solubilità che variano da 4, 74 g / 100 mL a 0 ° C, fino a 32, 3 g / 100 mL a 100 ºC, generando soluzioni acquose incolori. Inoltre, è insolubile in alcool e acido nitrico, ma è solubile in acido solforico diluito.
La sua affinità per l'acqua non è apprezzabile, il che spiega perché non è igroscopico e non esiste sotto forma di sali idrati (KIO 3 · H 2 O).
Agente ossidante
Iodato di potassio, come indicato dalla sua formula chimica, ha tre atomi di ossigeno. Questo è un elemento fortemente elettronegativo e, grazie a questa proprietà, "scopre" una deficienza elettronica nella nube che circonda lo iodio.
Questa carenza - o contributo, a seconda del caso - può essere calcolata come il numero di ossidazione dello iodio (± 1, +2, +3, +5, +7), essendo +5 per il caso di questo sale.
Cosa significa? Che prima di una specie capace di cedere i suoi elettroni, lo iodio li accetterà nella loro forma ionica (IO 3 -) per diventare iodio molecolare e avere un numero di ossidazione uguale a 0.
Seguendo questa spiegazione si può determinare che lo iodato di potassio è un composto ossidante che reagisce fortemente con agenti riducenti in molte reazioni redox; Di tutti questi, uno è noto come l'orologio iodio.
L'orologio iodio è costituito da un processo redox a passi lenti e veloci, in cui i passaggi rapidi sono contrassegnati da una soluzione KIO 3 in acido solforico a cui viene aggiunto l'amido. Successivamente, l'amido - una volta prodotto e ancorato tra la sua struttura la specie I 3 - - trasformerà la soluzione da incolore a blu scuro.
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 + (blu scuro a causa dell'amido)
Struttura chimica
La struttura chimica dello iodato di potassio è illustrata nell'immagine superiore. L'IO 3 - l'anione è rappresentato dal "treppiede" delle sfere rosse e viola, mentre gli ioni K + sono rappresentati dalle sfere viola.
Ma cosa significano questi treppiedi? Le forme geometriche corrette di questi anioni sono in realtà piramidi trigonali, in cui gli ossigeni formano la base triangolare, e la coppia non condivisa di elettroni nello iodio punta verso l'alto, occupando lo spazio e forzando verso il basso il legame I-O e i due collegamenti I = O.
Questa geometria molecolare corrisponde a un'ibridizzazione sp3 dell'atomo centrale di iodio; tuttavia, un'altra prospettiva suggerisce che uno degli atomi di ossigeno forma legami con gli orbitali "d" dello iodio, essendo in effetti un'ibridazione sp3d2 (lo iodio può avere i suoi orbitali "d" espandendo il suo guscio di valenza).
I cristalli di questo sale possono subire transizioni di fase strutturale (altre disposizioni rispetto al monoclino) come conseguenza delle diverse condizioni fisiche che li sottopongono.
Usi e applicazioni di iodato di potassio
Uso terapeutico
Lo iodato di potassio viene solitamente utilizzato per prevenire l'accumulo di radioattività nella tiroide nella forma di 131I, quando questo isotopo viene utilizzato nella determinazione della captazione di iodio da parte della tiroide come componente del funzionamento della ghiandola tiroidea.
Allo stesso modo, iodato di potassio viene usato come antisettico topico (0, 5%) nelle infezioni della mucosa.
Utilizzare nel settore
Viene aggiunto al mangime degli animali della fattoria come supplemento di iodio. Pertanto, nel settore, lo iodato di potassio viene utilizzato per migliorare la qualità delle farine.
Uso analitico
In chimica analitica, grazie alla sua stabilità, è utilizzato come standard primario nella standardizzazione delle soluzioni standard di sodio tiosolfato (Na 2 S 2 O 3 ), con lo scopo di determinare le concentrazioni di iodio nei problemi dei campioni.
Ciò significa che le quantità di iodio possono essere conosciute con tecniche volumetriche (titolazioni). In questa reazione, lo iodato di potassio ossida rapidamente gli ioni ioduro mediante la seguente equazione chimica:
IO 3 - + 5I- + 6H + => 3I 2 + 3H 2 O
Lo iodio, I 2, è titolato con la soluzione Na 2 S 2 O 3 per la sua standardizzazione.
Uso nella tecnologia laser
Gli studi hanno dimostrato e confermato le interessanti proprietà piezoelettriche, piroelettriche, elettro-ottiche, ferroelettriche e nell'ottica non lineare dei cristalli KIO 3 . Ciò si traduce in un grande potenziale nel campo elettronico e nella tecnologia dei laser per materiali realizzati con questo composto.
Rischi per la salute di iodato di potassio
In dosi elevate può causare irritazione alla mucosa orale, alla pelle, agli occhi e al tratto respiratorio.
Gli esperimenti sulla tossicità dello iodato di potassio negli animali hanno permesso di osservare che nei cani a digiuno, a dosi di 0, 2-0, 25 g / kg di peso corporeo, forniti per via orale, il composto provoca vomito.
Se questi vomiti vengono evitati, provoca un peggioramento della situazione negli animali, poiché induce anoressia e prostrazione prima della morte. Le sue autopsie hanno permesso di osservare lesioni necrotiche nel fegato, nei reni e nella mucosa intestinale.
Grazie al suo potere ossidante, rappresenta un rischio di incendio quando viene a contatto con materiali infiammabili.
