Υπερξενικό οξύ

Υπερξενικό οξύ
Γενικά
Όνομα IUPAC	Διοξοτετραϋδροξυξένο
Άλλες ονομασίες	Υπερξενικό οξύ
Χημικά αναγνωριστικά
Χημικός τύπος	H4XeO6
Μοριακή μάζα	229,3053 amu
SMILES	OXe(=O)(=O)(O)(O)O
Δομή
Μοριακή γεωμετρία	Οκταεδρική
Φυσικές ιδιότητες
Χημικές ιδιότητες
pKa	< 0 (pKa1) 4,29 (pKa2) 10,75 (pKa3) > 14 (pKa4)
Εκτός αν σημειώνεται διαφορετικά, τα δεδομένα αφορούν υλικά υπό κανονικές συνθήκες περιβάλλοντος (25°C, 100 kPa).

Το υπερξενικό οξύ ή διοξοτετραϋδροξυξένο είναι μια ασταθής χημική ένωση του ξένου (Xe), ενός ευγενούς αερίου, που σχηματίζεται με τη διάλυση τετραοξειδίου του ξένου (XeO₄) σε νερό (H₂O):

$\mathrm {XeO_{4}+6H_{2}O{\xrightarrow {}}H_{4}XeO_{6}\rightleftarrows [H_{3}XeO_{6}]^{-}+H^{+}\rightleftarrows [H_{2}XeO_{6}]^{2-}+2H^{+}\rightleftarrows [HXeO_{6}]^{3-}+3H^{+}}$

Το ίδιο το υπεροξικό οξύ δεν έχει απομονωθεί έξω από υδατικό διάλυμα, γιατί σε όξινα διαλύματα διασπάται σε τριοξείδιο του ξένου (XeO₃) και διοξυγόνο (O₂)

$\mathrm {2[HXeO_{6}]^{3-}+6H^{+}{\xrightarrow {}}2XeO_{3}+4H_{2}O+O_{2}\uparrow }$

Ο χημικός τύπος του οξέος, H₄XeO₆, προέρχεται από την οκταεδρική γεωμετρία των υπερξενικών αλάτων του με αλκάλια μέταλλα.

Υπερξενικά ανιόντα και άλατα

Υπερξενικά ονομάζονται τα άλατα που περιέχουν το κίτρινο ανιόν [XeO₆]^4-. Αυτό το ανιόν έχει οκταεδρική «μοριακή» γεωμετρία, όπως αποδείχθηκε με φασματοσκοπία Raman, στην οποία οι δεσμοί O-Xe-Ο έχουν γωνίες που κυμαίνονται μεταξύ 87 και 93 μοιρών, ενώ το μήκος του δεσμού Xe-Ο καθορίστηκε σε 187,5 pm.

Παραγωγή

Τα υπερξενικά συνθέτονται με αποπρωτονίωση τριοξειδίου του ξένου με διάλυσή τους σε μια ισχυρή βάση:

$\mathrm {2XeO_{3}+4OH^{-}{\xrightarrow {}}Xe\uparrow +[XeO_{6}]^{4-}+O_{2}\uparrow +2H_{2}O}$

Αν χρησιμοποιηθεί το υδροξείδιο το βαρίου [Ba(OH)₂] ως βάση, κρυσταλλώνεται υπερξενικό βάριο:

$\mathrm {2XeO_{3}+2Ba(OH)_{2}{\xrightarrow {}}Xe\uparrow +Ba_{2}[XeO_{6}]\downarrow +O_{2}\uparrow +2H_{2}O}$

Χημική συμπεριφορά και εφαρμογές

Τόσο το υπερξενικό οξύ όσο και το ανιόν του είναι ισχυρά οξειδωτικά αντιδραστήρια, ικανά να οξειδώσουν τον άργυρο (Ag) από την οξειδωτική βαθμίδα +1 στην +3, το χαλκό (Cu) από την οξειδωτική βαθμίδα +2 στην +3 και το κατιόν μαγγανίου (Mn²⁺, οξειδωτική βαθμίδα +2) σε υπερμαγγανικό ανιόν ([MnO₄]^-, οξειδωτική βαθμίδα +7). Το υπερξενικό νάτριο (Na₄XeO₆), το υπερξενικό κάλιο (K₄XeO₆) και το υπερξενικό βάριο είναι υδατοδιαλυτά Το διάλυμα υπερξενικού βαρίου χρησιμοποιείται ως πρώτη ύλη για τη σύνθεση τεραοξείδιου του ξένου:

$\mathrm {Ba_{2}XeO_{6}+2H_{2}SO_{4}{\xrightarrow {-2BaSO_{4}}}H_{4}XeO_{6}{\xrightarrow {}}XeO_{4}+2H_{2}O}$

Τα περισσότερα υπερξενικά μεταλλικά άλατα είναι σταθερά, με γνωστή εξαίρεση τον υπερξενικό άργυρο, που διασπάται βίαια.

Το υπερξενικό νάτριο (Na₄XeO₆) χρησιμοποιείται στον αναλυτικό διαχωρισμό ιχνών αμερικίου (Am) από το κιούριο (Cm). Ο διαχωρισμός περιλαμβάνει την οξείδωση του Am³⁺ σε Am⁴⁺ από το υπερξενικό νάτριο, υπό την παρουσία ιόντων λανθανίου (La³⁺), και ακολουθείται από την επίδραση φθοριούχου ασβεστίου, που σχηματίζει αδιάλυτα φθορίδια με τα ιόντα κιουρίου (Cm³⁺) και λανθανίου (La³⁺) και διαλυτά φθορίδια με τα ιόντα αμερικίου (Am⁴⁺) και πλουτωνίου (Pu⁴⁺).