- Формула
- Хімічна структура
- Програми
- Медицина та ветеринарія
- Очистка води
- Консервація фруктів
- Дія у вогні
- Redox titrant
- Реагент в органічному синтезі
- Історичні вживання
- Як це робиться?
- Властивості
- Розкладання
- Окислювальна сила
- Список літератури
Перманганат калію (KMnO 4) являє собою неорганічну сполуку , що складається з марганцю - метал перехідної групи 7 (VIIB) -, кисню і калію. Це глибоке фіолетове склоподібне тверде тіло. Водні його розчини також темно-фіолетові; ці розчини стають менш фіолетовими, оскільки їх розводять у більшій кількості води.
Потім KMnO 4 починає зазнавати скорочення (посилення електронів) послідовно кольорами у такому порядку: фіолетовий> синій> зелений> жовтий> безбарвний (з коричневим осадом MnO 2 ). Ця реакція демонструє важливу властивість перманганату калію: це дуже сильний окислювач.
Формула
Його хімічна формула - KMnO 4 ; тобто для кожного катіона K + існує аніон MnO 4 - взаємодіючи з цим
Хімічна структура
Верхнє зображення являє собою кристалічну структуру KMnO 4 , яка має орторомбічний тип. Фіолетові сфери відповідають катіонам K + , тоді як тетраедр, утворений чотирма червоними сферами, і синюватою сферою відповідають MnO 4 - аніону .
Чому аніон має чотиригранну геометрію? Ваша структура Льюїса відповідає на це питання. Пунктирні лінії означають, що подвійні зв’язки резонують між Mn та O. Для того, щоб прийняти цю структуру, металевий центр повинен мати гібридизацію sp 3 .
Оскільки у марганцю не вистачає неподілених пар електронів, зв’язки Mn-O не висуваються в одну площину. Так само негативний заряд розподіляється між чотирма атомами кисню, відповідаючи за орієнтацію катіонів К + у кристалічних композиціях.
Програми
Медицина та ветеринарія
Завдяки бактерицидній дії його застосовують при численних захворюваннях і станах, що викликають ураження шкіри, таких як: грибкові інфекції стопи, імпетиго, поверхневі рани, дерматити та тропічні виразки.
Через шкідливу дію перманганат калію слід вживати в низьких концентраціях (1: 10000), що обмежує ефективність його дії.
Його також використовують для лікування паразитів риб в акваріумах, які викликають зяброві інфекції та виразки шкіри.
Очистка води
Це хімічний регенерант, який використовується для видалення із води заліза, магнію та сірководню (з неприємним запахом), і може бути використаний для очищення стічних вод.
Осади заліза та магнію є їх водонерозчинними оксидами. Крім того, це допомагає видалити іржу, присутню в трубах.
Консервація фруктів
Перманганат калію видаляє етилен, що утворюється в бананах під час зберігання шляхом окислення, дозволяючи йому залишатися недозрілим більше 4 тижнів навіть при кімнатній температурі.
В Африці його використовують для замочування овочів, щоб нейтралізувати та усунути будь-які бактеріальні агенти.
Дія у вогні
Перманганат калію використовується для обмеження поширення пожеж. Спираючись на здатність перманганату розпочати вогонь, його використовують для створення пожеж при лісових пожежах.
Redox titrant
В аналітичній хімії його стандартизовані водні розчини використовуються як окислювальний титрант при окислювально-відновних визначеннях.
Реагент в органічному синтезі
Він служить для перетворення алкенів в діоли; тобто дві групи ОН додаються до подвійної зв'язку С = С. Наступне хімічне рівняння:
Так само в розчині сірчаної кислоти з хромовою кислотою (H 2 CrO 4 ) використовується для окислення первинних спиртів (R-OH) до карбонових кислот (R-COOH або RCO 2 H).
Його окислювальна сила досить сильна для окислення первинних або вторинних алкільних груп ароматичних сполук, «карбоксилюючи» їх; тобто перетворення бічного ланцюга R (наприклад, СН 3 ) у групу COOH.
Історичні вживання
Він був частиною порошків, які використовувались як спалах у фотографії або для ініціювання реакції терміту.
Його використовували у Другій світовій війні для маскування білих коней протягом дня. Для цього вони використовували діоксид марганцю (MnO 2 ), який має коричневий колір; таким чином вони пройшли непомітно.
Як це робиться?
Мінеральний піролузит містить діоксид марганцю (MnO 2 ) та карбонат калію (CaCO 3 ).
У 1659 році хімік Йоганн Р. Глаубер розплавив мінерал і розчинив його у воді, спостерігаючи за появою зеленого забарвлення в розчині, яке згодом змінилося на фіолетове і нарешті на червоне. Цей останній колір відповідав поколінню перманганату калію.
У середині дев'ятнадцятого століття Генрі Конді шукав антисептичний продукт і спочатку обробляв піролузит NaOH, а пізніше KOH, отримуючи так звані кристали Condy; тобто перманганат калію.
Перманганат калію виробляється промислово з діоксиду марганцю, присутнього в мінеральному піролузиті. Присутній у мінералі MnO 2 реагує з гідроксидом калію і згодом нагрівається у присутності кисню.
2 MnO 2 + 4 KOH + O 2 => 2 K 2 MnO 4 + 2 H 2 O
Марганат калію (K 2 MnO 4 ) перетворюється в перманганат калію шляхом електролітичного окислення в лужному середовищі.
2 K 2 MnO 4 + 2 H 2 O => 2 KMnO 4 + 2 KOH + H 2
В іншій реакції з одержанням перманганату калію марганат калію вступає в реакцію з СО 2 , прискорюючи процес непропорціонування:
3 K 2 MnO 4 + 2 CO 2 => 2 KMnO 4 + MnO 2 + K 2 CO 3
Через вироблення MnO 2 (діоксид марганцю) процес є несприятливим, тому виникає необхідність утворення КОН з K 2 CO 3 .
Властивості
Це фіолетовий кристалічний твердий матеріал, який плавиться при 240 ºC, має щільність 2,7 г / мл і молекулярну масу приблизно 158 г / моль.
Він погано розчинний у воді (6,4 г / 100 мл при 20 ° С), що вказує на те, що молекули води не розчиняються значною мірою іони MnO 4 - тому що, можливо, для їх чотиригранної геометрії потрібно багато води, щоб її розчинення. Так само він може бути розчинений у метиловому спирті, ацетоні, оцтовій кислоті та піридині.
Розкладання
Він розкладається при 240 ° C, виділяючи кисень:
2KMnO 4 => K 2 MnO 4 + MnO 2 + O 2
Він може зазнати розкладання під дією спирту та інших органічних розчинників, а також під дією сильних кислот та відновлювачів.
Окислювальна сила
У цій солі марганець виявляє свій найвищий окислювальний стан (+7) або максимальну кількість електронів, які він може втратити іонічно. У свою чергу, електронна конфігурація марганцю становить 3 d 5 4 s 2 ; тому в перманганаті калію вся валентна оболонка атома марганцю "порожня".
Так атом марганцю має природну тенденцію до отримання електронів; тобто зводиться до інших станів окислення в лужних або кислих середовищах. Це пояснення того, чому KMnO 4 є потужним окислювачем.
Список літератури
- Вікіпедія. (2018). Перманганат калію. Отримано 13 квітня 2018 року з: en.wikipedia.org
- Ф. Альберт Коттон та Джеффрі Вілкінсон, FRS. (1980). Розширена неорганічна хімія. Редакція Лімуса, Мексико, 2-е видання, сторінки 437-452.
- Робін Вассерман. (14 серпня 2017 р.). Медичне використання перманганату калію. Отримано 13 квітня 2018 року з: livestrong.com
- Кларк Д. (30 вересня 2014 р.). 3 найкращих використання перманганату калію. Отримано 13 квітня 2018 року з: technology.org
- Джеймс Х. Пол, Алі Ансарі, Ірі РК (1988). Модульна термодинаміка, т. 5, Оцінка змін властивостей. Ediciones Ciencia y Técnica, SA México, Редакційна Лімуса, стор. 273-280.
- JM Medialdea, C. Arnáiz та E. Díaz. Перманганат калію: потужний і універсальний окислювач. Кафедра хімічної та екологічної інженерії. Університетська школа Севільї.
- Хасан Зуліч. (27 жовтня 2009 р.). Біологічна очистка стічних вод. . Отримано 13 квітня 2018 року з: es.wikipedia.org
- Адам Рендзіковський. (12 березня 2015 р.). Простий перманганат калію. . Отримано 13 квітня 2018 року з: commons.wikimedia.org