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Was ist Periodsäure?

Periodsäure ist eine Säure des Elements Iod. Sie bezieht sich im Allgemeinen auf die Periodsäure mit der chemischen Formel H5IO6. Im weiteren Sinne wird die ortho-periodische Säure jedoch auch als metaperiodische Säure bezeichnet, die die chemische Formel HIO4 hat. Die Oxidationszahl des Jods ist +7.

Ortho- und meta-Pyriodsäuren bilden mit verschiedenen Metallelementen Periodate. In wässriger Lösung werden sie in Periodsäuren  und Wasserstoffionen ionisiert.

Anwendungen der Periodsäure

Periodsäure wird in der PAS-Reaktion verwendet, einer Methode zum Nachweis von Polysacchariden; PAS steht für „Periodische Säure-Schiff-Färbung“, eine Reaktion mit Periodsäure und Schiffs-Reagenz, die hauptsächlich zur Unterscheidung von Aldehyden und Ketonen eingesetzt wird und aus Fuchsin und Sulfit synthetisiert wird.

Bei der PAS-Reaktion wird zunächst Periodsäure auf die Zielsubstanz aufgebracht, wodurch das Polysaccharid in zwei Aldehyde gespalten wird. Mit der PAS-Reaktion lässt sich zum Beispiel das Vorhandensein von Polysacchariden in Organen feststellen.

Periodische Säure wird auch für die oxidative Spaltung von Diolen in zwei Carbonylverbindungen verwendet.

Eigenschaften der Periodsäure

Metaperiodische Säure sublimiert bei 100 °C und zersetzt sich bei 138 °C. Bei der Zersetzung gehen H2O und O2 verloren und es entsteht Iodsäure (HIO3) und weiter Dijodpentoxid (I2O5).

Als freie Säure ist die Periodsäure stabiler. Sie ist gut wasserlöslich, hat einen Schmelzpunkt von 122 °C und zersetzt sich bei 130-140 °C. Sie ist leicht wasserlöslich und löst 112 g in 100 g Wasser bei 25 °C. Sie ist eine schwache Säure und viel weniger sauer als Perchlorsäure: K1 = 5,1 x 10-4, K2 = 3,9 x 10-9 und K3 = 2,5 x 10-12.

Struktur der Periodsäure

Die Kristalle der Periodsäure haben eine eindimensionale, kettenartige Struktur mit oktaedrischem IO6, das sich die Grate teilt. In wässriger Lösung tritt tetraedrisches IO4- auf und es stellt sich ein Gleichgewicht mit gelösten Spezies wie H5IO6 ein.

Die Periodsäure ist ein farbloser monokliner Kristall. Sie hat eine oktaedrische Struktur von [OI(OH)5], zentriert auf das I-Atom; I-O ist 1,78 Å, I-OH ist 1,89 Å und die Dichte beträgt 3,39 g/cm3. In wässriger Lösung liegen IO65-, [HnIO6](5-n)-, IO4-, [IO2(OH)4]-, [IO3(OH)3]2- und [(HO)IO3(μ-O)2IO3(OH)]4- vor und das Gleichgewicht verschiebt sich mit der Temperatur und dem pH-Wert.

Weitere Informationen zur Periodsäure

1. Synthese der Periodsäure

Bei der Reaktion von Bariumwasserstoff-ortho-Pyriodsäure mit konzentrierter Salpetersäure bildet sich ortho-Pyriodsäure. Beim Erhitzen von ortho-Pyriodsäure entsteht meta-Pyriodsäure.

2. Reaktion der Periodsäure

Periodische Säure kann für die Spaltungsreaktion von 1,2-bifunktionellen Verbindungen verwendet werden. Bei der Spaltung von vicinalen Diolen werden beispielsweise zwei Aldehyde oder Ketone gebildet. Diese Reaktion wird als Malaprade-Reaktion bezeichnet und ist nützlich für die Bestimmung der Struktur von Kohlenhydraten durch Öffnen des Zuckerrings.

Die Malaprade-Reaktion kann zur Markierung von Zuckern mit fluoreszierenden Molekülen oder Biotin verwendet werden. Ribose hat ein Vicinaldiol, Desoxyribose dagegen nicht. Sie wird daher häufig zur selektiven Markierung des 3'-Endes von RNA verwendet.

Periodsäure kann auch als mäßig starkes Oxidationsmittel verwendet werden. Bei der Babler-Oxidation von sekundären Allylalkoholen mit Pyridiniumchlorochromat (PCC) als Katalysator werden Enone gebildet.