Osmiyum tetroksit - Osmium tetroxide
|
|||
|
|||
| İsimler | |||
|---|---|---|---|
|
Tercih edilen IUPAC adı
osmiyum tetraoksit |
|||
|
Sistematik IUPAC adı
tetraoksoosmiyum |
|||
| Diğer isimler
Osmiyum(VIII) oksit
|
|||
| tanımlayıcılar | |||
|
3B model ( JSmol )
|
|||
| chebi | |||
| Kimyasal Örümcek | |||
| ECHA Bilgi Kartı |
100.040.038 
|
||
| AT Numarası | |||
| ağ | Osmiyum+tetroksit | ||
|
PubChem Müşteri Kimliği
|
|||
| RTECS numarası | |||
| ÜNİİ | |||
| BM numarası | BM 2471 | ||
|
CompTox Panosu ( EPA )
|
|||
|
|||
|
|||
| Özellikler | |||
| OsO 4 | |||
| Molar kütle | 254.23 g/mol | ||
| Dış görünüş | Beyaz uçucu katı | ||
| Koku | Acrid, klor benzeri | ||
| Yoğunluk | 4.9 gr / cm ' 3 | ||
| Erime noktası | 40,25 °C (104,45 °F; 313,40 K) | ||
| Kaynama noktası | 129,7 °C (265,5 °F; 402,8 K) | ||
| 5,70 g/100 mL (10 °C) 6,23 g/100 mL (25 °C) |
|||
| çözünürlük | Çoğu organik çözücüde çözünür, amonyum hidroksit , fosfor oksiklorür | ||
| Çözünürlük içinde CCI 4 | 375 g/100 mL | ||
| Buhar basıncı | 7 mmHg (20 °C) | ||
| Yapı | |||
| Monoklinik, mS20 | |||
| C2/c; a = 0.4515 nm , b = 0.52046 nm , c = 0.80838 nm , α = 77.677° , β = 73.784° , γ = 64.294° | |||
| Tehlikeler | |||
| Güvenlik Bilgi Formu | ICSC 0528 | ||
|
AB sınıflandırması (DSD) (eski)
|
 T+ (T+) C (C)
 |
||
| R cümleleri (modası geçmiş) | R26/27/28 , R34 | ||
| S-ifadeleri (modası geçmiş) | (S1/2) , S7/9 , S26 , S45 | ||
| NFPA 704 (ateş elması) | |||
| Ölümcül doz veya konsantrasyon (LD, LC): | |||
|
LC Lo ( yayınlanan en düşük )
|
1316 mg / m 3 (tavşan, 30 dakika) ile 423 mg / m, 3 (fare, 4 saat) 423 mg / m, 3 (fare, 4 saat) |
||
| NIOSH (ABD sağlığa maruz kalma sınırları): | |||
|
PEL (İzin Verilebilir )
|
TWA 0.002 mg / m 3 | ||
|
REL (Önerilen)
|
TWA 0.002 mg / m 3 (0.0002 ppm) ST, 0.006 mg / m 3 (0.0006 ppm) | ||
|
IDLH (Ani tehlike)
|
1 mg / m 3 | ||
| Bağıntılı bileşikler | |||
|
Diğer katyonlar
|
rutenyum tetroksit | ||
| Osmiyum(IV) oksit | |||
|
Aksi belirtilmedikçe, veriler standart durumdaki malzemeler için verilmiştir (25 °C [77 °F], 100 kPa'da). |
|||
 doğrulamak ( nedir ?)
  |
|||
| Bilgi kutusu referansları | |||
Osmiyum tetroksit (ayrıca osmiyum(VIII) oksit ) OsO 4 formülüne sahip kimyasal bileşiktir . Bileşik, toksisitesine ve osmiyumun nadir olmasına rağmen, birçok kullanımı için dikkate değerdir . Aynı zamanda bir dizi olağandışı özelliği vardır, bunlardan biri katının uçucu olmasıdır . Bileşik renksizdir, ancak çoğu numune sarı görünür. Bunun nedeni, empüritenin varlığından büyük olasılıkla OsO 2 sarı-kahverengi. Biyolojide, lipidlere bağlanma özelliği onu elektron mikroskobunda yaygın olarak kullanılan bir leke haline getirmiştir.
Fiziki ozellikleri
Osmiyum(VIII) oksit monoklinik kristaller oluşturur. Karakteristik buruk klor benzeri bir kokuya sahiptir. Eleman adı osmiyum türetilmiştir osme , Yunanca için koku . OsO 4 uçucu: bu süblime de oda sıcaklığında . Çok çeşitli organik çözücülerde çözünür. Aynı zamanda, ozmik asit oluşturmak üzere geri dönüşümlü olarak reaksiyona girdiği suda orta derecede çözünür (aşağıya bakınız). Saf osmiyum(VIII) oksit muhtemelen renksizdir ve sarı renginin osmiyum dioksit (OsO 2 ) safsızlıklarından kaynaklandığı öne sürülmüştür . Osmiyum tetroksit molekülü tetrahedraldir ve bu nedenle polar değildir. Bu polaritesizlik, OsO 4'ün yüklü hücre zarlarına nüfuz etmesine yardımcı olur . OsO 4 , karbon tetraklorürde suya göre 518 kat daha fazla çözünür .
Yapı ve elektron konfigürasyonu
Osmiyum Oso 4 türünde bir oksidasyon sayısı VIII; bununla birlikte, bileşikteki bağın karakteri büyük ölçüde kovalent olduğundan metal karşılık gelen bir 8+ yüke sahip değildir ( resmi bir 8+ yükü üretmek için gereken iyonizasyon enerjisi ayrıca normal kimyasal reaksiyonlarda mevcut olan enerjileri çok aşar). Osmiyum atomunun sekiz değerlik elektronu (6s 2 , 5d 6 ) ve dört oksit ligandına çift bağları vardır ve bu da 16 elektronlu bir kompleks oluşturur . Bu, permanganat ve kromat iyonları ile izoelektroniktir .
sentez
OsO 4 yavaşça oluşturulduğu zaman O ile ozmiyum toz reaksiyona girerek 2 çevre sıcaklığında karıştırılmıştır. Dökme katının reaksiyonu, 400 °C'ye kadar ısıtmayı gerektirir.
![{\displaystyle {\ce {Os + 2O2 ->[\Delta T] OsO4}}}](https://wikimedia.org/api/rest_v1/media/math/render/svg/8d2c2ac06e64cd164869ed5506f13c3cfa320d70)
Reaksiyonlar
alkenlerin oksidasyonu
Alkenler , cis- diollere hidrolize olan diolat türlerini vermek üzere OsO 4'e eklenir. Net sürece dihidroksilasyon denir. Bir [3 + 2] ile bu ilerler siklo OSO arasındaki reaksiyon 4 ve alken hızla vermek üzere hidrolize eden bir ara osmat ester oluşturmak üzere bitişik diolün . Oksijen atomları uyumlu bir adımda eklendikçe, elde edilen stereokimya cis olur .
OsO 4 pahalı ve oldukça toksiktir, bu da onu stokiyometrik miktarlarda kullanmak için çekici olmayan bir reaktif haline getirir . Bununla birlikte , Os(VI) yan ürününü tekrar Os(VIII)'e yeniden oksitlemek için reoksidanlar eklenerek reaksiyonları katalitik hale getirilir. Tipik ayıraçlar şunlardır H 2 O 2 ( Milas hidroksilasyon ), N-metilmorfolin N-oksit ( Upjohn dihidroksilasyon ) ve K 3 Fe (CN) 6 / su. Bu reoksidanlar alkenlerle kendi başlarına reaksiyona girmezler. Osmat(VI) tuzları ([OsO 2 (OH) 4 )] 2− ve osmiyum triklorür hidrat (OsCl 3 · x H 2 O) dahil olmak üzere diğer osmiyum bileşikleri katalizör olarak kullanılabilir . Bu türler, bu tür oksidanların varlığında osmiyum(VIII)'e oksitlenir.
Üçüncül aminler ve piridinler gibi Lewis bazları , dihidroksilasyon oranını arttırır. Bu "ligand hızlandırma" , alkene daha hızlı eklenen OsO 4 L eklentisinin oluşumu yoluyla ortaya çıkar . Amin kiral ise, dihidroksilasyon enantioseçicilik ile devam edebilir (bkz. Sharpless asimetrik dihidroksilasyon ). OsO 4 çoğu karbonhidratla reaksiyona girmez.
İşlem iki vermek üzere uzatılabilir aldehitleri olarak Lemieux-Johnson oksidasyonu kullanımları, periodat elde etmek için diyol bölünme ve OSO katalitik yükleme yeniden oluşturmak için 4 . Bu işlem ozonoliz işlemine eşdeğerdir .
koordinasyon kimyası
OsO 4 bir Lewis asidi ve hafif bir oksitleyicidir. Alkali ile reaksiyona giren , sulu çözelti vermek üzere perosmate anyon OsO
4(AH)2−
2. Bu tür kolayca osmat anyonuna indirgenir , OsO
2(AH)2−
4.
Zaman Lewis bazı , bir olan amin , ek ürünleri de oluşmaktadır. Böylece OsO 4 formunda saklanabilir osmeth OsO eder, 4 bir kompleks ile heksamin . Osmeth içinde eritilebilir tetrahidrofuran (THF) ve bir sulu dilüe tampon çözeltisi , bir seyreltik (% 0.25) çalışma yapmak için çözelti Oso 4 .
İle ters-BuNH 2 , imido türevi üretilir:
- OsO 4 + Me 3 CNH 2 → OsO 3 (NCMe 3 ) + H 2 O
Benzer bir şekilde, birlikte NH 3 bir elde nitrido kompleksi :
- OsO 4 + NH 3 + KOH → K[Os(N)O 3 ] + 2 H 2 O
[Os(N)O 3 ] − anyonu izoelektronik ve OsO 4 ile aynı yapısaldır .
OsO 4 tert-bütil alkolde çok çözünür . Çözeltide, hidrojen tarafından osmiyum metaline kolayca indirgenir. Askıya alınmış osmiyum metali, çift veya üçlü bağ içeren çok çeşitli organik kimyasalların hidrojenasyonunu katalize etmek için kullanılabilir .
- OsO 4 + 4 H 2 → Os + 4 H 2 O
OsO 4 ile uğrar "indirgeyici karbonilasyon" karbon monoksit 400 K sıcaklıkta ve 200 Sbar metanol içerisinde küme üçgen üretmek için Os 3 (CO) 12 :
- 3 OsO 4 + 24 CO → Os 3 (CO) 12 + 12 CO 2
oksoflorürler
Osmiyum, tümü neme karşı çok hassas olan birkaç oksoflorür oluşturur. Susuz bir HF çözeltisinde 77 K'da mor cis -OsO 2 F 4 oluşur :
- OsO 4 + 2 KrF 2 → cis -OsO 2 F 4 + 2 Kr + O 2
OsO 4 ayrıca F 2 ile reaksiyona girerek sarı OsO 3 F 2 oluşturur :
- 2 OsO 4 + 2 F 2 → 2 OsO 3 F 2 + O 2
OsO 4 , 298 K'da bir eşdeğer [Me 4 N]F ve 253 K'da 2 eşdeğer ile reaksiyona girer :
- OsO 4 + [Me 4 N]F → [Me 4 N][OsO 4 F]
- OsO 4 + 2 [Me 4 N]F → [Me 4 N] 2 [ cis -OsO 4 F 2 ]
kullanır
organik sentez
Organik sentezde OsO 4 yaygın okside etmek için kullanılır alkenlere kadar komşu iki ekleme, dioller , hidroksil , aynı yan (en grupları sin ek ). Yukarıdaki reaksiyon ve mekanizmaya bakınız. Bu reaksiyon hem katalitik ( Upjohn dihidroksilasyon ) hem de asimetrik ( Sharpless asimetrik dihidroksilasyon ) yapılmıştır.
Osmiyum(VIII) oksit aynı zamanda Sharpless oksiaminasyonda katalitik miktarlarda komşu amino-alkoller vermek için kullanılır .
İle kombinasyon halinde sodyum periodat , OsO 4 oksidatif bölünmesi için kullanılan alkenler ( Lemieux-Johnson oksidasyon periodat hem dihidroksilasyon oluşturduğu diol ayrılması için ve OsO tekrar okside hizmet eder) 3 Oso geri 4 . Net dönüşüm, ozonoliz ile üretilen ile aynıdır . Aşağıda, Isosteviol'ün toplam sentezinden bir örnek.
biyolojik boyama
OsO 4 , görüntüye kontrast sağlamak için transmisyon elektron mikroskobunda (TEM) kullanılan yaygın olarak kullanılan bir boyama ajanıdır . Bir lipit lekesi olarak, püskürtmeli kaplamaya alternatif olarak taramalı elektron mikroskobunda (SEM) de yararlıdır . Ağır bir metali doğrudan hücre zarlarına gömerek, zarın ayrıntılarını gizleyebilecek bir metal tabakası ile zarı kaplamaya gerek kalmadan yüksek bir elektron saçılma hızı yaratır. Plazma zarının boyanmasında osmiyum(VIII) oksit, fosfolipid baş bölgelerini bağlayarak komşu protoplazma (sitoplazma) ile kontrast oluşturur . Buna ek olarak, osmiyum (VIII) oksit da HgCl ile bağlantılı olarak, biyolojik numunelerin sabitlenmesi için kullanılan 2 . Hızlı öldürme yetenekleri, protozoa gibi canlı örnekleri hızla öldürmek için kullanılır. OsO 4, birçok proteini yapısal özelliklerini bozmadan jele dönüştürerek stabilize eder. OsO 4 tarafından stabilize edilen doku proteinleri, dehidrasyon sırasında alkoller tarafından pıhtılaşmaz. Osmiyum(VIII) oksit, optik mikroskopide lipidler için bir leke olarak da kullanılır. OsO 4 ayrıca insan korneasını da boyar (bkz. güvenlik hususları ).
polimer boyama
Tercihen kopolimerleri boyamak için de kullanılır , en iyi bilinen örnek , malzemenin mikro yapısını gösterecek şekilde bir fazın boyanabildiği blok kopolimerlerdir . Örneğin, stiren-bütadien blok kopolimerleri, polistiren uç kapakları olan bir merkezi polibütadien zincirine sahiptir. OSO ile muamele edilen 4 , bütadien matrisi reaksiyona girer ve böylece oksit emer. Ağır metalin varlığı elektron demetini bloke etmek için yeterlidir, bu nedenle polistiren alanları TEM'de ince filmlerde açıkça görülür .
Osmiyum cevheri arıtma
OsO 4 , cevherlerinden osmiyum ekstraksiyonunda bir ara maddedir. Osmiyum içeren kalıntılar , çözünür olan Na 2 [OsO 4 (OH) 2 ] oluşturan sodyum peroksit (Na 2 O 2 ) ile işlenir . Bu tuz klora maruz kaldığında OsO 4 verir . Rafinaj son aşamalarında, ham OsO 4 alkollü içinde eritildi NaOH Na oluşturan 2 [OSO 2 (OH) 4 ile muamele], NH 4 Cl vermek üzere, (NH 4 ) 4 [OsO 2 CI 2 ]. Bu tuz, osmiyum vermek üzere hidrojen altında indirgenir .
Buckminsterfullerene eklentisi
OsO 4 , 60 atomlu bir karbon allotropu olan buckminsterfullerene'nin futbol topu modelinin doğrulanmasına izin verdi . Adükt OSO bir türevi oluşturulur, 4 , C idi 60 (OsO 4 ) (4- tert- - butil piridin ) 2 . Adükt kristalleştirme ve C yapısının teyit edilebilir, fulleren en simetri kırdı 60 tarafından X-ışını kristalografisi .
Güvenlik hususları
OsO 4 oldukça zehirlidir. Özellikle, bir kokunun algılanabildiğinin çok altındaki konsantrasyonlarda soluma, akciğer ödemine ve ardından ölüme yol açabilir . Göze çarpan semptomların maruziyetten sonra ortaya çıkması saatler alabilir.
OsO 4 insan korneasını geri dönülmez şekilde boyar ve bu da körlüğe neden olabilir. Osmiyum (VIII) oksit (ortalama 8 saatlik zaman ağırlıklı) için izin verilen maruz kalma sınırı 2 ug / m 3 . Osmiyum(VIII) oksit, plastiklere ve gıda ambalajlarına nüfuz edebilir ve bu nedenle buzdolabında cam içinde saklanmalıdır.
6 Nisan 2004'te İngiliz istihbarat kaynakları, El Kaide sempatizanlarının OsO 4'ü içeren bir bombayı patlatma planını bozduklarına inanıyorlardı . New Scientist'in görüştüğü uzmanlar , osmiyum(VIII) oksidin zehirli olduğunu doğruladı, ancak bazıları onu bir silahta kullanmanın zorluklarını vurguladı: osmiyum(VIII) oksit çok pahalıdır, patlama ile yok edilebilir ve kalan zehirli dumanlar da dağılabilir. patlama tarafından.