KALIJEV PERMANGANAT (KMNO4): ZGRADBA, LASTNOSTI - KEMIJA - 2025

Kalijevega permanganata (KMnO ₄₎ je anorganska spojina, ki vsebuje mangan - kovine prehoda skupini 7 (VIIB) -, kisik in kalija. Je globoko vijolična steklasta trdna snov. Njegove vodne raztopine so tudi temno vijolične; te raztopine postanejo manj vijolične, saj jih razredčimo v večjih količinah vode.

KMnO ₄ nato začne reducirati (pridobivati ​​elektrone) v zaporedju barv v naslednjem vrstnem redu: vijolična> modra> zelena> rumena> brezbarvna (z rjavo oborino MnO ₂ ). Ta reakcija kaže na pomembno lastnost kalijevega permanganata: je zelo močno oksidacijsko sredstvo.

Formula

Njegova kemijska formula je KMnO ₄ ; to pomeni, da za vsak k ⁺ kation obstaja anion MnO ₄ ^{- ki} s tem deluje

Kemična zgradba

Zgornja slika predstavlja kristalno strukturo KMnO ₄ , ki je ortorombičnega tipa. Škrlatni krogle ustrezajo K ⁺ kationi , medtem ko je tetraeder tvorjen s štirimi rdečih kroglic in modro kroglo ustrezati MnO ₄ ^- aniona .

Zakaj ima anion tetraedrsko geometrijo? Vaša Lewisova struktura odgovarja na to vprašanje. Pikčaste črte pomenijo, da dvojne vezi odmevajo med Mn in O. Za prevzem te strukture mora kovinsko središče imeti hibridizacijo sp ³ .

Ker manganu primanjkuje neporabljenih parov elektronov, se vezi Mn-O ne potisnejo v isto ravnino. Prav tako se negativni naboj porazdeli med štiri kisikove atome, ki so odgovorni za orientacijo K ⁺ kationov v kristalni ureditvi.

Prijave

Medicina in veterina

Zaradi baktericidnega delovanja se uporablja pri številnih boleznih in stanjih, ki povzročajo kožne lezije, kot so: glivične okužbe stopal, impetigo, površinske rane, dermatitis in tropske razjede.

Kalijev permanganat je treba zaradi škodljivega delovanja uporabiti v majhnih koncentracijah (1: 10 000), kar omejuje učinkovitost njegovega delovanja.

Uporablja se tudi za zdravljenje ribjih zajedavcev v akvarijih, ki povzročajo škržne okužbe in kožne razjede.

Čiščenje vode

Je kemično sredstvo za odstranjevanje železa, magnezija in vodikovega sulfida (z neprijetnim vonjem) iz vode in se lahko uporablja za čiščenje odpadne vode.

Železo in magnezij oborita kot njuna v vodi netopna oksida. Poleg tega pomaga odstraniti rjo, prisotno v ceveh.

Konzerviranje sadja

Kalijev permanganat z oksidacijo odstranjuje etilen, ustvarjen v banani med njegovim skladiščenjem, kar mu omogoča, da ostane nezrel več kot 4 tedne, tudi pri sobni temperaturi.

V Afriki ga uporabljajo za namakanje zelenjave, da bi nevtralizirali in izločili vse prisotne bakterijske povzročitelje.

Akcija na ogenj

Kalijev permanganat se uporablja za omejevanje širjenja požarov. Na podlagi sposobnosti permanganata, da začne ognje, se uporablja za ustvarjanje gašenja ob gozdnih požarih.

Redox titrant

V analitični kemiji se njene standardizirane vodne raztopine uporabljajo kot oksidacijski titrant pri redoks določitvah.

Reagent v organski sintezi

Služi za pretvorbo alkenov v diole; torej dve OH skupini sta dodani v dvojno vez C = C. Naslednja kemijska enačba:

Prav tako v raztopini žveplove kisline s kromove kisline (H ₂ CrO ₄ ) se uporablja za oksidacijo primarnih alkoholov (R-OH) proti karboksilnih kislin (R-COOH ali RCO ₂ H).

Njegova oksidacijska moč je dovolj močna, da oksidira primarne ali sekundarne alkilne skupine aromatskih spojin in jih "karboksilira"; to pomeni, da preoblikovanje stranske verige R (npr CH ₃ ) v skupino COOH.

Zgodovinske rabe

Bil je del praškov, ki se uporabljajo kot bliskavica pri fotografiranju ali za sprožitev reakcije s termiti.

V drugi svetovni vojni so ga čez dan uporabljali za kamufliranje belih konj. Za to so uporabili manganov dioksid (MnO ₂ ), ki je rjave barve; na ta način so ostali neopaženi.

Kako je to storjeno?

Mineralni pirolusit vsebuje mangan dioksid (MnO ₂ ) in kalijev karbonat (CaCO ₃ ).

Leta 1659 je kemičar Johann R. Glauber mineral raztopil in ga raztopil v vodi, pri čemer je opazoval pojav zelene barve v raztopini, ki se je kasneje spremenila v vijolično in na koncu v rdečo. Ta zadnja barva je ustrezala generaciji kalijevega permanganata.

Sredi devetnajstega stoletja je Henry Condy iskal antiseptični izdelek in sprva obdelal pirolusit z NaOH in kasneje s KOH, pri čemer so proizvajali tako imenovane kristale Condy; to je kalijev permanganat.

Kalijev permanganat se proizvaja industrijsko iz manganovega dioksida, ki je prisoten v mineralnem pirolusitu. MnO _{2, ki je} prisoten v mineralu, reagira s kalijevim hidroksidom in se nato segreva v prisotnosti kisika.

2 MnO ₂ + 4 KOH + O ₂ => 2 K ₂ MnO ₄ + 2 H ₂ O

Kalijev manganat (K ₂ MnO ₄ ) se pretvori v kalijev permanganat z elektrolitsko oksidacijo v alkalnem mediju.

2 K ₂ MnO ₄ + 2 H ₂ O => 2 KMnO ₄ + 2 KOH + H ₂

V drugi reakciji, da nastane kalijev permanganat, kalijev manganat reagira s CO ₂ , kar pospeši postopek nesorazmernosti:

3 K ₂ MnO ₄ + 2 CO ₂ => 2 KMnO ₄ + MnO ₂ + K ₂ CO ₃

Zaradi generacijo MnO ₂ (manganov dioksid) je postopek neugodna, ki ima za ustvarjanje KOH od K ₂ CO ₃ .

Lastnosti

Gre za vijolično kristalno trdno snov, ki se topi pri 240 ° C, ki ima gostoto 2,7 g / ml in molekulsko maso približno 158 g / mol.

To je slabo topen v vodi (6,4 g / 100 ml pri 20 ° C), kar kaže, da vodne molekule ne solvat po MnO ₄ ^- ionov v veliki meri , ker morda njihovi Tetraedarski geometrije zahtevajo veliko vode do njegovo razpadanje. Podobno lahko raztopimo tudi v metilnem alkoholu, acetonu, ocetni kislini in piridinu.

Razgradnja

Razpade se pri 240 ° C in sprosti kisik:

2KMnO ₄ => K ₂ MnO ₄ + MnO ₂ + O ₂

Lahko se razgradi z delovanjem alkohola in drugih organskih topil, pa tudi z delovanjem močnih kislin in reduktorjev.

Oksidacijska moč

V tej soli ima mangan svoje najvišje oksidacijsko stanje (+7), ali kar je enako, do največjega števila elektronov, ki jih lahko ionsko izgubi. Po drugi strani je elektronska konfiguracija mangana 3 d ⁵ 4 s ² ; zato je v kalijevem permanganatu celotna valenčna lupina manganovega atoma "prazna".

Torej ima atom mangana naravno težnjo po pridobivanju elektronov; da se zmanjša na druga oksidacijska stanja v alkalnih ali kislih medijih. To je razlaga, zakaj je KMnO ₄ močno oksidacijsko sredstvo.

Reference

1. Wikipedija. (2018). Kalijev permanganat. Pridobljeno 13. aprila 2018 z: en.wikipedia.org
2. F. Albert Cotton in Geoffrey Wilkinson, FRS. (1980). Napredna anorganska kemija. Uredništvo Limusa, México, 2. izdaja, strani 437–452.
3. Robin Wasserman. (14. avgust 2017). Medicinske uporabe kalijevega permanganata. Pridobljeno 13. aprila 2018 z: livestrong.com
4. Clark D. (30. september 2014). 3 najboljše uporabe kalijevega permanganata. Pridobljeno 13. aprila 2018 z: technology.org
5. James H. Pohl, Ali Ansary, Irey RK (1988). Modularna termodinamika, letn. 5, ocena sprememb v lastnostih. Ediciones Ciencia y Técnica, SA México, Uredništvo Limusa, strani 273–280.
6. JM Medialdea, C. Arnáiz in E. Díaz. Kalijev permanganat: močan in vsestranski oksidant. Oddelek za kemijsko in okoljsko tehniko. Univerzitetna šola v Sevilli.
7. Hasan Zulič. (27. oktober 2009). Biološko čiščenje odpadnih voda. . Pridobljeno 13. aprila 2018 z: es.wikipedia.org
8. Adam Rędzikowski. (12. marec 2015). Preprost kalijev permanganat. . Pridobljeno 13. aprila 2018 z: commons.wikimedia.org