перманганат калію (KMnO4) - це неорганічна сполука, що складається з марганцю - перехідного металу 7 групи (VIIB) -, кисню та калію. Це насичене склоподібне тіло насиченого фіолетового кольору. Його водні розчини також темно-фіолетові; ці розчини стають менш фіолетовими, оскільки їх розбавляють у більшій кількості води.

lifeder

Потім KMnO4 починає зазнавати відновлень (посилення електронів) у послідовності кольорів у наступному порядку: фіолетовий> синій> зелений> жовтий> безбарвний (з коричневим осадом MnO2). Ця реакція демонструє важливу властивість перманганату калію: він є дуже сильним окислювачем.

Формула

Його хімічна формула - KMnO4; тобто для кожного катіона K + існує аніон MnO4 - взаємодіючи з цим

Хімічна структура

Верхнє зображення представляє кристалічну структуру KMnO4, яка має орторомбічний тип. Пурпурові сфери відповідають катіонам K +, тоді як тетраедр, утворений чотирма червоними сферами та синюватою сферою, відповідає аніону MnO4. .

Чому аніон має тетраедричну геометрію? На це запитання відповідає ваша структура Льюїса. Пунктирні лінії означають, що подвійні зв’язки резонують між Mn і O. Для того, щоб прийняти цю структуру, металевий центр повинен мати sp 3 гібридизацію .

Оскільки марганцю бракує неподілених пар електронів, зв'язки Mn-O не зміщуються в одну площину. Подібним чином негативний заряд розподіляється між чотирма атомами кисню, відповідаючи за орієнтацію катіонів K + у кристалічних композиціях.

Програми

Медицина та ветеринарія

Завдяки своїй бактерицидній дії він застосовується при численних захворюваннях та станах, що викликають ураження шкіри, таких як: грибкові інфекції стоп, імпетиго, поверхневі рани, дерматити та тропічні виразки.

Через шкідливу дію перманганат калію слід застосовувати у низьких концентраціях (1: 10 000), що обмежує ефективність його дії.

Він також використовується для лікування паразитів риб в акваріумах, що викликають зяброві інфекції та виразки шкіри.

Очистка води

Це хімічний регенерант, який використовується для видалення заліза, магнію та сірководню (з неприємним запахом) з води, і може використовуватися для очищення стічних вод.

Осад і залізо магнію випадають у вигляді їх нерозчинних у воді оксидів. Крім того, це допомагає видалити іржу, яка присутня в трубах.

Збереження плодів

Перманганат калію видаляє етилен, що утворюється в бананах під час зберігання, шляхом окислення, дозволяючи йому залишатися незрілим більше 4 тижнів навіть при кімнатній температурі.

В Африці його використовують для замочування овочів, щоб нейтралізувати та усунути будь-який присутній бактеріальний агент.

Дія на вогонь

Перманганат калію використовується для обмеження поширення пожеж. Заснований на здатності перманганату розпалювати вогонь, його використовують для створення пожежогасіння в лісових пожежах.

Окисно-відновний титрант

В аналітичній хімії стандартизовані водні розчини використовують як окислюючий титрант при окисно-відновних процесах.

Реагент в органічному синтезі

Він служить для перетворення алкенів в діоли; тобто до подвійного зв’язку С = С додаються дві групи ОН. Наступне хімічне рівняння:

Подібним чином, у розчині сірчаної кислоти з хромовою кислотою (H2CrO4) він використовується для окислення первинних спиртів (R-OH) до карбонових кислот (R-COOH або RCO2H).

Його окисна сила досить сильна, щоб окислювати первинні або вторинні алкільні групи ароматичних сполук шляхом їх "карбоксилювання"; тобто перетворення бічного ланцюга R (наприклад, CH3) у групу COOH.

Історичне використання

Це була частина порошків, що використовувались як спалах на фотографії або для початку термітної реакції.

Він використовувався у Другій світовій війні для маскування білих коней протягом дня. Для цього вони використовували діоксид марганцю (MnO2), який має коричневий колір; таким чином вони залишились непоміченими.

Як це робиться?

Мінеральний піролюзит містить діоксид марганцю (MnO2) і карбонат калію (CaCO3).

У 1659 р. Хімік Йоганн Р. Глаубер розтопив мінерал і розчинив його у воді, спостерігаючи появу зеленого забарвлення в розчині, який згодом змінився на фіолетовий і, нарешті, на червоний. Цей останній колір відповідав утворенню перманганату калію.

У середині XIX століття Генрі Конді шукав антисептичний засіб і спочатку обробляв піролюзит NaOH, а пізніше KOH, виробляючи так звані кристали Condy; тобто перманганат калію.

Перманганат калію виробляється промислово з діоксиду марганцю, що міститься в мінералі піролюзиті. Присутній у мінералі MnO2 реагує з гідроксидом калію і згодом нагрівається у присутності кисню.

Марганат калію (K2MnO4) перетворюється в перманганат калію шляхом електролітичного окислення в лужному середовищі.

В іншій реакції з утворенням перманганату калію марганат калію реагує з CO2, прискорюючи процес диспропорціонування:

Через утворення MnO2 (діоксиду марганцю) процес несприятливий, тому доводиться генерувати КОН з K2CO3.

Властивості

Це фіолетова кристалічна тверда речовина, яка плавиться при 240 ºC, має щільність 2,7 г/мл і молекулярну масу приблизно 158 г/моль.

Він погано розчиняється у воді (6,4 г/100 мл при 20 ºC), що вказує на те, що молекули води в значній мірі не розчиняють іони MnO4 -, оскільки, можливо, їх тетраедрична геометрія вимагає багато води для розчинення. Так само його можна розчинити в метиловому спирті, ацетоні, оцтовій кислоті та піридині.

Розкладання

Він розкладається при 240 ºC, виділяючи кисень:

Може зазнати розкладання під дією спирту та інших органічних розчинників, а також під дією сильних кислот та відновників.

Окислювальна сила

У цій солі марганець проявляє найвищий ступінь окиснення (+7), або рівне максимальній кількості електронів, яку він може іонно втратити. У свою чергу, електронна конфігурація марганцю дорівнює 3d 5 4s 2; тому в перманганаті калію вся валентна оболонка атома марганцю "порожня".

Отже, атом марганцю має природну тенденцію до отримання електронів; тобто бути відновленим до інших ступенів окислення в лужному або кислому середовищі. Це пояснення, чому KMnO4 є потужним окислювачем.