- Képlet
- Kémiai szerkezet
- Alkalmazások
- Orvostudomány és állatorvos
- Vízkezelés
- Gyümölcsök tartósítása
- Akció a tűzön
- Redox titrán
- Reagens szerves szintézisben
- Történelmi felhasználások
- Hogyan történik ez?
- Tulajdonságok
- bomlás
- Oxidáló erő
- Irodalom
A kálium-permanganát (KMnO 4) egy szervetlen vegyület, amely mangánból áll - fémátmeneti csoport 7 (VIIB) -, oxigénből és káliumból. Mély lila üveges szilárd anyag. Vizes oldatai szintén sötét lila; ezek az oldatok kevésbé ibolya, mivel nagyobb mennyiségű vízben hígítják őket.
A KMnO 4 ezután a következő sorrendben redukciókon (elektronok nyerése) alakul: (lila> kék> zöld> sárga> színtelen (az MnO 2 barna csapadékával). Ez a reakció a kálium-permanganát fontos tulajdonságát bizonyítja: nagyon erős oxidálószer.
Képlet
Vegyi képlete KMnO 4; azaz minden egyes K + kation van egy MnO 4 anion - kölcsönhatásba lépni ezt a
Kémiai szerkezet
A felső kép a KMnO 4 kristályszerkezetét ábrázolja, amely ortorombi típusú. A lila gömbök megfelelnek a K + kationoknak, míg a négy piros gömb és a kékes gömb által alkotott tetraéder az MnO 4 - anionnak.
Miért van az anionnak tetraéder geometriája? Lewis-struktúrád válaszol erre a kérdésre. A szaggatott vonal azt jelenti, hogy a kettős kötések az Mn és O között rezonálnak. Ennek a szerkezetnek az elfogadásához a fém középpontjának Sp 3 hibridizációval kell rendelkeznie.
Mivel a mangánnak nincs meg nem osztott elektronpárja, az Mn-O kötések nem kerülnek ugyanabba a síkba. Hasonlóképpen, a negatív töltés eloszlik a négy oxigénatom között, felelős a K + kationok orientációjában a kristályos elrendezésen belül.
Alkalmazások
Orvostudomány és állatorvos
Baktericid hatása miatt számos olyan betegségnél és állapotnál alkalmazható, amelyek bőrkárosodásokat okoznak, például: gombás lábfertőzések, impetigo, felületes sebek, dermatitis és trópusi fekélyek.
Káros hatása miatt a kálium-permanganátot alacsony koncentrációban (1: 10 000) kell használni, ami korlátozza a hatásosságát.
Az akváriumokban élő halparaziták kezelésére is használják, amelyek kopoltyúfertőzéseket és bőrfekélyeket okoznak.
Vízkezelés
Ez egy kémiai regenerálószer, amelyet a vas, magnézium és hidrogén-szulfid (kellemetlen szagú) vízből történő eltávolítására használnak, és felhasználható a szennyvíz tisztítására.
Vas és magnézium kicsapódnak vízben oldhatatlan oxidjaik formájában. Ezenkívül elősegíti a csövekben lévő rozsda eltávolítását.
Gyümölcsök tartósítása
A kálium-permanganát oxidáció útján távolítja el a tárolás során a banánban képződött etilént, így szobahőmérsékleten még négy hétig éretlen maradhat.
Afrikában zöldségek áztatásához használják, hogy semlegesítsék és kiküszöböljék a baktériumok kórokozóit.
Akció a tűzön
A kálium-permanganátot használják a tűzterjedés korlátozására. Annak alapján, hogy a permanganát tüzet indíthat, erdei tüzekben való tûzoltáshoz használható.
Redox titrán
Az analitikai kémiában annak standardizált vizes oldatait oxidáló titránsként használják a redox meghatározásoknál.
Reagens szerves szintézisben
Az alkének diolokká történő átalakítására szolgál. vagyis két OH csoportot adunk a C = C kettős kötéshez. A következő kémiai egyenlet:
Hasonlóan, egy olyan kénsavoldatot krómsavval (H 2 CrO 4) esetén alkalmazható az oxidációs primer alkoholok (R-OH) karbonsavvá (R-COOH vagy RCO 2 H).
Oxidálóképessége elég erős az aromás vegyületek primer vagy szekunder alkilcsoportjainak oxidálásához, "karboxilezéséhez"; azaz átalakítja a R oldallánc (pl, a CH 3) egy COOH csoport.
Történelmi felhasználások
Ez része volt a pornak, amelyet vakuként használtak a fényképezéshez vagy a termit reakció indításához.
A második világháborúban fehér lovak álcázására használták napközben. Ehhez mangán-dioxidot (MnO 2) használták, amely barna színű; ily módon észrevétlenül maradtak.
Hogyan történik ez?
Az ásványi pirolusit mangán-dioxidot (MnO 2) és kálium-karbonátot (CaCO 3) tartalmaz.
1659-ben Johann R. Glauber kémikus megolvasztotta az ásványt és feloldotta vízben, megfigyelve az oldat zöld színének megjelenését, amely később ibolyára és végül vörösre változott. Ez az utolsó szín megfelel a kálium-permanganát képződésének.
A tizenkilencedik század közepén Henry Condy antiszeptikus terméket keresett, és kezdetben pirolitot kezelt NaOH-val, majd KOH-val, elõállítva az úgynevezett Condy kristályokat; vagyis kálium-permanganát.
A kálium-permanganát iparilag az ásványi pirolusitban levő mangán-dioxidból készül. A MnO 2 jelen lévő ásványi reagál kálium-hidroxiddal és ezt követően melegítjük oxigén jelenlétében.
2 MnO 2 + 4 KOH + O 2 => 2 K 2 MnO 4 + 2 H 2 O
A kálium-mangánátot (K 2 MnO 4) kálium-permanganáttá alakítják elektrolitikus oxidációval lúgos közegben.
2 K 2 MnO 4 + 2 H 2 O => 2 KMnO 4 + 2 KOH + H 2
Egy másik reakcióban az a kálium-permanganát, kálium-manganát reagáltatjuk CO 2, felgyorsítja a diszproporcionálási folyamat:
3 K 2 MnO 4 + 2 CO 2 => 2 KMnO 4 + MnO 2 + K 2 CO 3
Az MnO 2 (mangán-dioxid) képződése miatt a folyamat kedvezőtlen, mivel KOH-t kell előállítani K 2 CO 3 -ból.
Tulajdonságok
Lila kristályos szilárd anyag, amely 240 ° C-on olvad, sűrűsége 2,7 g / ml, molekulatömege megközelítőleg 158 g / mol.
Ez rosszul oldódik vízben (6,4 g / 100 ml 20 ° C-on), ami azt jelzi, hogy a vízmolekulák nem szolvátjának a MnO 4 - ionok nagy mértékben, mert talán a tetraéderes geometriák igényel sok vizet, hogy feloldódása. Hasonlóképpen oldható metil-alkoholban, acetonban, ecetsavban és piridinben.
bomlás
Elbomlik 240 ºC-on, felszabadítva az oxigént:
2KMnO 4 => K 2 MnO 4 + MnO 2 + O 2
Bomláson megy keresztül alkohol és más szerves oldószerek, valamint erős savak és redukáló szerek hatására.
Oxidáló erő
Ebben a sóban a mangán a legnagyobb oxidációs állapotával (+7) rendelkezik, vagy azzal, ami megegyezik az elektronok maximális számával, amelyet ionmentesen elveszíthet. A mangán elektronkonfigurációja viszont 3 d 5 4 s 2; ezért a kálium-permanganátban a mangánatom teljes valenciahéja "üres".
Tehát a mangánatomnak természetes a tendenciája, hogy elektronokat nyerjen; vagyis redukálni kell más oxidációs állapotokra lúgos vagy savas közegben. Ez magyarázza, miért a KMnO 4 erős oxidálószer.
Irodalom
- Wikipedia. (2018). Kálium-permanganát. Visszakeresve: 2018. április 13-án, az en.wikipedia.org webhelyről
- F. Albert Cotton és Geoffrey Wilkinson, FRS. (1980). Fejlett szervetlen kémia. Szerkesztõ Limusa, México, 2. kiadás, 437–452.
- Robin Wasserman. (2017. augusztus 14.). Kálium-permanganát orvosi felhasználásai. Beolvasva: 2018. április 13-án, a következő webhelyről: livestrong.com
- Clark D. (2014. szeptember 30.). A kálium-permanganát 3 végső felhasználása. Visszakeresve: 2018. április 13-án, a következő helyről: technology.org
- James H. Pohl, Ali Ansary, Irey RK (1988). Modular Termodinamika, Vol. 5. A tulajdonságok változásának értékelése. Ediciones Ciencia y Técnica, SA México, Editorial Limusa, 273–280.
- JM Medialdea, C. Arnáiz és E. Díaz. Kálium-permanganát: erős és sokoldalú oxidálószer. Kémiai és Környezetmérnöki Tanszék. Sevillai Egyetemi Iskola.
- Hasan Zulic. (2009. október 27.). Biológiai szennyvízkezelés.. Visszakeresve: 2018. április 13-án, az: es.wikipedia.org webhelyről
- Adam Rędzikowski. (2015. március 12.). Egyszerű kálium-permanganát.. Visszakeresve: 2018. április 13-án, a következő helyről: commons.wikimedia.org