اسمیوم تتروکسید

 

اسمیوم تتروکسید ترکیبی است که علی رغم سمیت و کمیاب بودن اسمیوم، به دلیل کاربردهای فراوان قابل توجه می باشد، همچنین دارای تعدادی از خصوصیات غیرمعمول مانند اینکه به شکل یک ماده جامد فرار وجود دارد.

 

این ماده معمولا بی رنگ است، اما بیشتر نمونه ها، زرد به نظر می رسند و این به احتمال زیاد، به دلیل وجود ناخالصی OsO۲ می باشد که به رنگ زرد و قهوه ای است.

 

اسمیوم تتروکسید در طیف وسیعی از حلال های آلی محلول است. این ماده همچنین در آب قابل حل است، که با آن واکنش برگشت پذیر ایجاد می کند و اسید اسمی تشکیل می دهد. مولکول تتروکسید اسمیم چهار وجهی است و بنابراین غیر قطبی است.

 

خواص و مشخصات شناسایی اسمیوم تتروکسید

 

خواص  مشخصات
شکل فیزیکی                                                         جامد بی رنگ فرار فرمول شیمیایی                                                                       OsO۴
دانسیته                                                                          (g/cm۳)۴.۹ وزن مولکولی                                                         (g/mol)254.23
نقطه ذوب                                                                           (۰C)40.25 شماره (CAS No)                                                          ۲۰۸۱۶-۱۲-۰
حلالیت در آب                                                                            محلول ساختار کریستالی                                                          مونوکلینیک

 

سنتز تتروکسید اسمیوم

 

هنگامی که پودر اسمیم در دمای محیط با O۲ واکنش می دهد، OsO۴ به آرامی تشکیل می شود. واکنش زیر به حرارت ۴۰۰ درجه سانتیگراد نیاز دارد.

{\displaystyle {\ce {Os + 2O2 ->[\Delta T] OsO4}}}

 

ساختار و طیف ATR-IR اسمیوم تتروکسید

 

ساختار و طیف ATR-IR اسمیوم تتروکسید

 

واکنش پذیری اسمیم تتروکسید

 

اکسید شدن آلکن ها:

 

آلکن ها به OsO۴ اضافه می شوند تا گونه های دیولاتی را که به cis-diol هیدرولیز می شوند را تشکیل بدهند، فرآیند خالص دی هیدروکسیلاسیون نامیده می شود.

 

این عمل از طریق واکنش [۳ + ۲] سیکلودایشن بین OsO۴ و آلکن ایجاد می شود و یک استر اوسمت متوسط ​​ایجاد می کند که به سرعت هیدرولیز می شود و دیول مجاور را تولید می کند. با افزودن اتم های اکسیژن در یک مرحله کئوردیناسی، استریوشیمی حاصل سیس است. واکنش زیر، تصویری ایده آل از سیس دی هیدروکسیلاسیون آلکن ها، است:

 

تصویری ایده آل از سیس دی هیدروکسیلاسیون آلکن ها
OsO۴ گران و بسیار سمی است، و آن را به عنوان یک واکنش جذاب برای استفاده در مقادیر استوکیومتری تبدیل می کند. با این حال واکنش های آن با افزودن اکسیدکننده برای اکسیداسیون محصول جانبی Os (VI) به Os (VIII) کاتالیزوری می شود.

 

بازهای لوئیس مانند آمین های سوم و پیریدین ها میزان دی هیدروکسیلاسیون را افزایش می دهند. این “شتاب لیگاند” از طریق تشکیل ترکیب اضافی OsO۴L به وجود می آید، که با سرعت بیشتری به آلکن اضافه می شود.

 

این فرآیند را می توان به آلدئیدها در اکسیداسیون Lemieux – Johnson، که از پریودات برای دستیابی به تجزیه دیول و بازسازی بارگذاری کاتالیزوری OsO۴ استفاده می کند، داد. این فرایند معادل اوزونولیز است:

Lemieux–Johnson oxidation.svg

 

کاربردهای اسمیوم تتروکسید

 

در سنتز آلی از OsO۴ به طور گسترده ای برای اکسید کردن آلکن ها به دیول های مجاور استفاده می شود و دو گروه هیدروکسیل در همان سمت اضافه می شود.

 

هنگامی که پریودات برای تجزیه دیول تشکیل شده توسط دی هیدروکسیلاسیون و برای اکسیداسیون مجدد OsO۳ به OsO۴ استفاده می شود، از OsO۴ برای تجزیه اکسیداتیو آلکن ها (اکسیداسیون Lemieux-Johnson) استفاده می شود. واکنش زیر، مثالی از کل سنتز ایزوستویول می باشد:

 

Isosteviol-OsO4.svg

رنگ آمیزی بیولوژیکی:

 

اسمیم تتروکسید عامل رنگ آمیزی گسترده ای است که در میکروسکوپ الکترونی عبوری (TEM) برای ایجاد کنتراست با تصویر استفاده می شود. این ماده به عنوان یک لکه چربی، در اسکن میکروسکوپ الکترونی (SEM) به عنوان جایگزینی برای پوشش پاششی نیز مفید است.

 

تتروکسید اسمیم یک فلز سنگین را مستقیماً در غشای سلول جاسازی می کند و سرعت پراکندگی الکترون زیادی را ایجاد می کند، بدون اینکه نیازی به پوشاندن غشا با لایه ای از فلز باشد، که می تواند جزئیات غشای سلول را پنهان کند.

 

رنگ آمیزی کوپلیمرها:

 

تتروکسید اسمیوم همچنین برای رنگ آمیزی کوپلیمرها مورد استفاده قرار می گیرد، بهترین نمونه شناخته شده، کوپلیمرهای بلوکی است که در آن می توان یک فاز را رنگ آمیزی کرد تا ساختار ریز مواد را نشان دهد.

 

به عنوان مثال، کوپلیمرهای بلوک استایرن-بوتادین دارای یک زنجیره پلی بوتادین مرکزی با کلاهک های انتهایی پلی استایرن هستند، هنگامی که با OsO۴ تصفیه می شود، ماتریس بوتادین ترجیحاً واکنش نشان می دهد و بنابراین اکسید را جذب می کند. وجود یک فلز سنگین برای جلوگیری از پرتوی الکترون کافی است، بنابراین حوزه های پلی استایرن به وضوح در لایه های نازک در TEM دیده می شوند.

 

تتروکسید اسمیم واسطه ای در استخراج اسمیوم از سنگ معادن آن است. باقیمانده های حاوی اسمیم با استفاده از پراکسید سدیم (Na۲O۲) و تشکیل Na۲[OsO۴(OH)۲]، که محلول است، تصفیه می شوند.

 

تتروکسید اسمیم بسیار سمی است!

 

تتروکسید اسمیم بسیار سمی است!

 

به طور خاص، استنشاق اسمیوم تتروکسید در غلظت های کاملاً کمتر از غلظت هایی که می توان بوی آن را درک کرد، می تواند منجر به مشکلات ریوی و حتی مرگ شود. علائم قابل توجه پس از مواجهه ممکن است ساعت ها طول بکشد.

 

OsO4 به طور غیرقابل برگشت قرنیه انسان را لکه دار می کند، که می تواند منجر به کوری شود. حد مجاز قرار گرفتن در معرض اکسید اسمیوم (VIII) (8 ساعت میانگین هم وزن) ۲ میکروگرم بر متر مکعب است.

 

اکسید اسمیم (VIII) می تواند به پلاستیک ها و بسته بندی مواد غذایی نفوذ کند، بنابراین باید در لیوان و در یخچال نگهداری شود. در ۶ آوریل ۲۰۰۴، منابع اطلاعاتی انگلیس معتقد بودند که آنها توطئه هواداران القاعده را برای منفجر کردن بمبی که شامل OSO۴ بوده است را خنثی کرده اند!

 

 

جهت جستجوی این محصول اینجا جستجو کنید.

خرید محصولات از این سایت تحت گارانتی دکتر شاهرضایی می باشد.