Permanganat de potasiu - școală de chimie
Permanganat de potasiu
Descompunere peste 240 ° C [1]
moderat în apă (64 g · l −1 la 20 ° C) [1]
Permanganat de potasiu (KMnO4) este sarea de potasiu a acidului permanganic, HMnO4, care este necunoscută în stare liberă. Este un solid cristal-roșu-violet, metalic, strălucitor, cristalin și un agent oxidant puternic. Anionul permanganat este singurul responsabil pentru culoarea intensă a sării. Culoarea se datorează tranzițiilor de transfer de încărcare. În permanganate, manganul este în cea mai înaltă stare de oxidare + VII.
caracteristici
Permanganatul de potasiu formează cristale întunecate, roșu-violet, strălucitoare, care sunt moderat solubile în apă și produc o soluție intens violet chiar și în concentrații scăzute. Când sunt încălzite, cristalele nu se topesc, ci mai degrabă se dezintegrează de la aproximativ 240 ° C cu un sunet clar, care eliberează oxigen. Permanganatul de potasiu cristalin este stabil la temperatura camerei, dar soluțiile sale apoase se descompun în timp în oxid de mangan (IV) și oxigen
Deoarece manganul se află în cea mai înaltă stare de oxidare a anionului permanganat, apare ca un agent oxidant foarte puternic în reacțiile redox. Astfel, permanganatul de potasiu oxidează z. B. Acid clorhidric în gaz clor (metodă de laborator pentru prepararea clorului):
De asemenea, oxidează, de exemplu, sulfiți în sulfați, ioni Fe (II) în Fe (III) și alcooli în acizi carboxilici. De asemenea, poate provoca descompunerea substanțelor organice. Permanganatul de potasiu este oxidant.
Permanganatul de potasiu se descompune de la 240 ° C la manganat de potasiu (manganat de potasiu (VI), K2MnO4), dioxid de mangan (MnO2), oxid de potasiu (K2O) și oxigen (O2): [4]
La temperaturi și mai ridicate, manganatul de potasiu se descompune, de asemenea:
Schema reacției redox a sulfitului cu permanganat:
| $ \ mathrm \> $ | $ \ mathrm <>>> O_3 ^ + 3 \ H_2O> $ | $ \ mathrm $ | $ \ mathrm <>>> O_4 ^ + 2 \ e ^ - + 2 \ H_3O ^ +> $ | $ \ mathrm $ |
| $ \ mathrm \> $ | $ \ mathrm <>>> O_4 ^ - + 5 \ e ^ - + 8 \ H_3O ^ +> $ | $ \ mathrm $ | $ \ mathrm <>>> <> ^ + 12 \ H_2O> $ | $ \ mathrm $ |
| $ \ mathrm \> $ | $ \ mathrm + 2 \ MnO_4 ^ - + 6 \ H_3O ^ +> $ | $ \ mathrm $ | $ \ mathrm + 2 \ Mn ^ + 9 \ H_2O> $ |
Ca un complex cu eteri de coroană, permanganatul de potasiu poate fi, de asemenea, dizolvat în solvenți organici nepolari, cum ar fi benzenul sau toluenul, care este utilizat în chimia organică sintetică.
de fabricație
Producția tehnică se bazează pe dioxid de mangan MnO2, care reacționează cu hidroxidul de potasiu și oxigenul atmosferic pentru a forma manganatul de potasiu de culoare verde (VI) K2MnO4. Acesta este procesat electrochimic în permanganat de potasiu (oxidare anodică) și este comercializat sub formă cristalină.
O sinteză țintită în două etape este posibilă în laborator, în care MnO2 este mai întâi oxidat la K2MnO4 într-un mediu puternic bazic (de exemplu de KClO3) și apoi, după echilibrul disproporționării, este transformat în KMnO4 și MnO4 4−, care se descompune în MnO2 și OH - prin hidroliză ulterioară și neutralizat prin introducerea CO2 sau adăugarea acidului sulfuric diluat.
$ \ mathrm \ rightleftharpoons \ 2 \ MnO_4 <^->+ MnO_4 ^ (+ 2 \ H_2O \ longrightarrow \ 2 \ MnO_4 <^->+ MnO_2 + 4 \ OH<^->)> $ Ca urmare a neutralizării, echilibrul este deplasat spre dreapta, deoarece oxidul de mangan (IV) care precipită nu mai poate fi dizolvat în mediul de bază, ceea ce crește randamentul permanganatului de potasiu. $ \ mathrm $ În loc de acidul carbonic rezultat din introducerea CO2, poate fi utilizată și cantitatea echivalentă de acid sulfuric diluat.
utilizare
Datorită efectului său oxidant puternic, permanganatul de potasiu este utilizat ca dezinfectant, deodorant și algicid, printre altele. În analiza chimică cantitativă (oxidimetrie, manganometrie, titrare redox) se folosește pentru a determina un număr mare de substanțe (de exemplu fier, nitriți, oxalat, zaharuri reducătoare și, indirect, calciu); punctul final al determinării este indicat de o culoare violetă permanentă. În laborator, soluția de permanganat de potasiu alcalin este, de asemenea, utilizată pentru curățarea aparatelor din sticlă. În fotografie se folosește pentru detectarea sării de fixare (tiosulfat de sodiu) și ca reducător al imaginilor supraexpuse; argintul se oxidează în acest proces. De asemenea, este folosit pentru decolorarea bureților naturali pentru a obține culoarea lor alb-galben tipică. Ca fungicid și bactericid, permanganatul de potasiu pentru tratarea pomilor fructiferi, a măslinilor și a viței de vie este, de asemenea, aprobat pentru agricultura ecologică în conformitate cu regulamentul CEE. [5]
Când glicerina se scurge pe un exces de sare, amestecul se aprinde după câteva secunde până la minute [6] și arde cu o flacără violetă caracteristică. Această reacție întârziată a fost utilizată pentru a porni reacții de termită din cauza căldurii intense. Amestecurile cu pulbere de magneziu sau aluminiu reacționează exploziv sub o lumină puternică. Cu glicerină, etilen glicol, manitol, acetaldehidă și numeroase alte substanțe, are loc aprinderea spontană. În ceea ce privește cantitatea, permanganatul de potasiu este utilizat la fabricarea zaharinei.
medicament
În medicină, soluția de permanganat de potasiu este utilizată ca astringent și dezinfectant pentru tratamentul extern al pielii, u. A. pentru erupția pe picior de atlet sau scutec, folosit (codul ATC D08AX06). În caz de urgență toxicologia va Burgundia Soluție de permanganat de potasiu (aprox. 0,1%) utilizată pentru spălarea gastrică în caz de otrăvire după ingestia orală de otrăvuri oxidabile. Este, de asemenea, utilizat în terapia bolilor parazite ale peștilor. Permanganatul de potasiu distruge substanțele mirositoare și are un efect bactericid.
Istoric
Fotografii anteriori foloseau permanganatul de potasiu ca ingredient în pudra fulger. Permanganatul de potasiu era folosit pentru a face gargară pentru durerile de gât și în comerțul cu măcelării pentru a scoate mirosul cărnii alterate și a-l face din nou plăcut. Mai mult, pielea devine maro după contactul cu soluția de permanganat de potasiu; prin urmare, astfel de soluții au fost utilizate în mod special ca agenți de bronzare.
instructiuni de siguranta
Permanganatul de potasiu are clasa de pericol pentru apă 3 (foarte periculos pentru apă), care, pe lângă efectul său oxidant, trebuie luat în considerare la eliminarea reziduurilor de permanganat. Permanganatul de potasiu are doar o toxicitate acută scăzută (LD50 (șobolan, oral) = 750 mg/kg), dar datorită efectului său oxidant puternic are un efect iritant pronunțat asupra țesuturilor vii, astfel încât arsurile chimice pot apărea cu ușurință. Prin urmare, trebuie prevenit orice contact dincolo de aplicarea medicală sau chiar administrarea orală. Praful de permanganat face ca corneea să devină tulbure.
Decolorarea pielii în sine, care apare la contact, pe de altă parte, este inofensivă și este cauzată de dioxidul de mangan produs atunci când se reduce permanganatul. Zonele mai mari decolorate pot fi decolorate din nou cu soluții de sulfiți.
Ca urmare a efectului său oxidant puternic, permanganatul de potasiu reacționează uneori foarte violent cu multe substanțe reducătoare sau combustibile; poate apărea arderea spontană. Amestecurile cu substanțe care nu duc la reacții spontane sunt extrem de inflamabile și pot reacționa apoi exploziv.