Kaliumperiodat

Kaliumperiodat ist eine chemische Verbindung aus der Gruppe der Periodate (genauer das Kaliumsalz der Metaperiodsäure). Es ist ein weißer, kristalliner Feststoff, der sich in Wasser relativ schlecht löst.

Gewinnung und Darstellung

Zur Darstellung im Labor verwendet man Kaliumiodat, das mithilfe von Kaliumperoxodisulfat im Alkalischen (zweckmäßigerweise in Kalilauge, KOH) oxidiert wird:

$\mathrm{I}{O}_{\mathrm{3}}^{\mathrm{-}}\mathrm{+}{\mathrm{S}}_{\mathrm{2}}{O}_{\mathrm{8}}^{\mathrm{2}\mathrm{-}}\mathrm{+}\mathrm{2}\mathrm{O}{\mathrm{H}}^{\mathrm{-}}\mathrm{⟶}\mathrm{I}{O}_{\mathrm{4}}^{\mathrm{-}}\mathrm{+}\mathrm{2}\mathrm{S}{O}_{\mathrm{4}}^{\mathrm{2}\mathrm{-}}\mathrm{+}{\mathrm{H}}_{\mathrm{2}}\mathrm{O}$

Die Reaktion wird in siedender Lösung durchgeführt. Danach kann das Salz mittels Neutralisation mit halbkonzentrierter Salpetersäure ausgefällt, mit Eiswasser gewaschen und abfiltriert werden. Eine andere Möglichkeit ist das Einleiten von Chlor in alkalische Kaliumiodatlösung.:

$\mathrm{K}\mathrm{I}{\mathrm{O}}_{\mathrm{3}}\mathrm{+}\mathrm{2}\mathrm{K}\mathrm{O}\mathrm{H}\mathrm{+}\mathrm{C}{\mathrm{l}}_{\mathrm{2}}\mathrm{⟶}\mathrm{K}\mathrm{I}{\mathrm{O}}_{\mathrm{4}}\mathrm{+}\mathrm{2}\mathrm{K}\mathrm{C}\mathrm{l}\mathrm{+}{\mathrm{H}}_{\mathrm{2}}\mathrm{O}$

Eigenschaften

Kaliumperiodat ist ein starkes Oxidationsmittel. So wird eine wässrige Lösung von Kaliumiodid von Kaliumperiodat zum elementaren Iod oxidiert, Mangan(II)-Salze werden zu Permanganaten oxidiert.

$\mathrm{K}\mathrm{I}{\mathrm{O}}_{\mathrm{4}}\mathrm{+}\mathrm{2}\mathrm{K}\mathrm{I}\mathrm{+}{\mathrm{H}}_{\mathrm{2}}\mathrm{O}\mathrm{⟶}\mathrm{K}\mathrm{I}{\mathrm{O}}_{\mathrm{3}}\mathrm{+}{\mathrm{I}}_{\mathrm{2}}\mathrm{+}\mathrm{2}\mathrm{K}\mathrm{O}\mathrm{H}$

Seine Kristalle sind isomorph mit Kaliumperchlorat. Beim Auflösen in Kalilauge entsteht Kaliumdiperiodat, das mit Salpetersäure wieder zum einfachen Kaliumperiodat rückgeführt werden kann.

$\mathrm{2}\mathrm{K}\mathrm{I}{\mathrm{O}}_{\mathrm{4}}\mathrm{+}\mathrm{2}\mathrm{K}\mathrm{O}\mathrm{H}\mathrm{⟶}{\mathrm{K}}_{\mathrm{4}}{\mathrm{I}}_{\mathrm{2}}{\mathrm{O}}_{\mathrm{9}}\mathrm{+}{\mathrm{H}}_{\mathrm{2}}\mathrm{O}$

${\mathrm{K}}_{\mathrm{4}}{\mathrm{I}}_{\mathrm{2}}{\mathrm{O}}_{\mathrm{9}}\mathrm{+}\mathrm{2}\mathrm{H}\mathrm{N}{\mathrm{O}}_{\mathrm{3}}\mathrm{⟶}\mathrm{2}\mathrm{K}\mathrm{I}{\mathrm{O}}_{\mathrm{4}}\mathrm{+}\mathrm{2}\mathrm{K}\mathrm{N}{\mathrm{O}}_{\mathrm{3}}\mathrm{+}{\mathrm{H}}_{\mathrm{2}}\mathrm{O}$

Kaliumorthoperiodat K₂H₃IO₆, das durch Oxidation von Kaliumiodat mit Natriumhypochlorit entsteht, gibt bei 100 °C Wasser ab und geht in Kaliumdiperiodat über.

$\mathrm{2}{\mathrm{K}}_{\mathrm{2}}{\mathrm{H}}_{\mathrm{3}}\mathrm{I}{\mathrm{O}}_{\mathrm{6}}\stackrel{100^{o}C}{\to }{\mathrm{K}}_{\mathrm{4}}{\mathrm{I}}_{\mathrm{2}}{\mathrm{O}}_{\mathrm{9}}\mathrm{+}\mathrm{3}{\mathrm{H}}_{\mathrm{2}}\mathrm{O}$

In wässrigen Lösungen von Periodaten liegen folgende Gleichgewichte vor:

$\mathrm{[}{\mathrm{H}}_{\mathrm{3}}\mathrm{I}{\mathrm{O}}_{\mathrm{6}}{\mathrm{]}}^{\mathrm{2}\mathrm{-}}\mathrm{+}{\mathrm{H}}^{\mathrm{+}}\mathrm{\rightleftharpoons }\mathrm{[}\mathrm{I}{\mathrm{O}}_{\mathrm{4}}{\mathrm{]}}^{\mathrm{-}}\mathrm{+}\mathrm{2}{\mathrm{H}}_{\mathrm{2}}\mathrm{O}$

$\mathrm{2}\mathrm{[}{\mathrm{H}}_{\mathrm{3}}\mathrm{I}{\mathrm{O}}_{\mathrm{6}}{\mathrm{]}}^{\mathrm{2}\mathrm{-}}\mathrm{\rightleftharpoons }\mathrm{2}\mathrm{[}\mathrm{H}\mathrm{I}{\mathrm{O}}_{\mathrm{5}}{\mathrm{]}}^{\mathrm{2}\mathrm{-}}\mathrm{+}\mathrm{2}{\mathrm{H}}_{\mathrm{2}}\mathrm{O}$

$\mathrm{2}\mathrm{[}\mathrm{H}\mathrm{I}{\mathrm{O}}_{\mathrm{5}}{\mathrm{]}}^{\mathrm{2}\mathrm{-}}\mathrm{\rightleftharpoons }\mathrm{[}{\mathrm{H}}_{\mathrm{2}}{\mathrm{I}}_{\mathrm{2}}{\mathrm{O}}_{\mathrm{1}\mathrm{0}}{\mathrm{]}}^{\mathrm{4}\mathrm{-}}\mathrm{\rightleftharpoons }\mathrm{[}{\mathrm{I}}_{\mathrm{2}}{\mathrm{O}}_{\mathrm{9}}{\mathrm{]}}^{\mathrm{4}\mathrm{-}}\mathrm{+}{\mathrm{H}}_{\mathrm{2}}\mathrm{O}$

Verwendung

Neben seiner Wirkung als Oxidationsmittel wird Kaliumperiodat als Reagenz zur analytischen Bestimmung von Cer verwendet.