Перманганат калію - хімічна школа
Перманганат калію
Розпад вище 240 ° C [1]
помірний у воді (64 г · л −1 при 20 ° C) [1]
Перманганат калію (KMnO4) - калієва сіль перманганової кислоти, HMnO4, яка невідома у вільному стані. Це глибокий червоно-фіолетовий, металевий, блискучий, кристалічний твердий продукт і сильний окислювач. Аніон перманганату відповідає виключно за інтенсивний колір солі. Колір обумовлений переходами з передачею заряду. У перманганатах марганець знаходиться у найвищому ступені окиснення + VII.
характеристики
Перманганат калію утворює темні, червоно-фіолетові, блискучі кристали, які помірно розчиняються у воді і утворюють інтенсивно фіолетовий розчин навіть у низьких концентраціях. При нагріванні кристали не плавляться, а навпаки, розпадаються приблизно від 240 ° C з чітким тріскучим звуком і виділяють кисень. Кристалічний перманганат калію стабільний при кімнатній температурі, але його водні розчини з часом розкладаються до оксиду марганцю (IV) та кисню
Оскільки марганець знаходиться в найвищому ступені окиснення в перманганатному аніоні, він виглядає як дуже сильний окислювач в окисно-відновних реакціях. Таким чином, перманганат калію окислює z. B. Соляна кислота до хлору (лабораторний метод отримання хлору):
Він також окислює, наприклад, сульфіти до сульфатів, Fe (II) до Fe (III) іонів, а спирти - до карбонових кислот. Це також може спричинити розкладання органічних речовин. Перманганат калію окислюється.
Перманганат калію розкладається від 240 ° C до марганцю калію (марганець калію (VI), K2MnO4), діоксид марганцю (MnO2), оксид калію (K2O) та кисень (O2): [4]
При ще більш високих температурах марганат калію також розпадається:
Схема окисно-відновної реакції сульфіту з перманганатом:
| $ \ 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> $ |
Як комплекс з коронними ефірами, перманганат калію також може бути розчинений у неполярних органічних розчинниках, таких як бензол або толуол, що використовується в синтетичній органічній хімії.
Виробництво
Технічне виробництво базується на діоксиді марганцю MnO2, який реагує з гідроксидом калію та атмосферним киснем, утворюючи зелений кольоровий марганат калію (VI) K2MnO4. Це обробляється електрохімічно з утворенням перманганату калію (анодне окислення) і продається у кристалічній формі.
У лабораторії можливий цілеспрямований двоступеневий синтез, при якому MnO2 спочатку окислюється до K2MnO4 в сильно основному середовищі (наприклад, KClO3), а потім після рівноваги диспропорціонування перетворюється на KMnO4 і MnO4 4−, які розкладаються на MnO2 і OH - шляхом подальшого гідролізу і нейтралізують введенням CO2 або додаванням розведеної сірчаної кислоти.
$ \ mathrm \ rightleftharpoons \ 2 \ MnO_4 <^->+ MnO_4 ^ (+ 2 \ H_2O \ longrightarrow \ 2 \ MnO_4 <^->+ MnO_2 + 4 \ OH<^->)> $ В результаті нейтралізації рівновага зміщується вправо, оскільки оксид марганцю (IV), який випадає в осад, більше не може розчинятися в основному середовищі, що збільшує вихід перманганату калію. $ \ mathrm $ Замість вугільної кислоти, що виникає в результаті введення СО2, може також використовуватися еквівалентна кількість розведеної сірчаної кислоти.
використання
Через свою сильну окислювальну дію перманганат калію, серед іншого, використовується як дезінфікуючий засіб, дезодорант та альгіцид. У кількісному хімічному аналізі (оксидиметрія, манганометрія, окисно-відновне титрування) його використовують для визначення великої кількості речовин (наприклад, заліза, нітриту, оксалату, відновлюючих цукрів і, побічно, кальцію); кінцева точка визначення позначена постійним фіолетовим кольором. У лабораторії лужний розчин перманганату калію також використовують для очищення скляних приладів. У фотографії використовується для виявлення фіксуючої солі (тіосульфату натрію) та як зменшення переекспонованих зображень; срібло в процесі окислюється. Він також використовується для відбілювання природних губок, щоб отримати типовий біло-жовтий колір. Як фунгіцид та бактерицид перманганат калію для обробки плодових дерев, оливкових дерев та виноградної лози також схвалений для органічного землеробства відповідно до регламенту ЄЕС. [5]
Коли гліцерин капає на надлишок солі, суміш запалюється через кілька секунд-хвилин [6] і згоряє характерним фіолетовим полум’ям. Ця затримка реакції була використана для початку реакцій термітів через сильне нагрівання. Суміші з порошком магнію або алюмінію вибухонебезпечно реагують під яскравим спалахом світла. З гліцерином, етиленгліколем, манітом, ацетальдегідом та багатьма іншими речовинами відбувається самозаймання. З точки зору кількості, перманганат калію використовується для виробництва сахарину.
ліки
У медицині розчин перманганату калію використовується як в'яжучий та дезінфікуючий засіб для зовнішньої обробки шкіри, тобто. для висипу на стопі або підгузниках спортсмена, що використовується (код АТС D08AX06). У надзвичайній токсикології це буде бордовий Розчин перманганату калію (приблизно 0,1%), який використовується для промивання шлунку у разі отруєння після перорального прийому окислювальних отрут. Він також використовується в терапії паразитарних хвороб риб. Перманганат калію руйнує пахучі речовини і має бактерицидну дію.
Історичний
Раніше фотографи використовували перманганат калію як інгредієнт у флеш-порошку. Перманганат калію використовували для полоскання горла при ангіні та в м’ясній промисловості для видалення запаху з гнилого м’яса та його повторного смаку. Крім того, шкіра стає коричневою після контакту з розчином перманганату калію; тому такі розчини також використовувались спеціально як дубильні речовини.
інструкції з техніки безпеки
Перманганат калію має клас небезпеки для води 3 (дуже небезпечний для води), що, крім його окислювальної дії, необхідно враховувати при утилізації залишків марганцю. Перманганат калію має лише низьку гостру токсичність (LD50 (щур, перорально) = 750 мг/кг), однак завдяки своїй сильній окислювальній дії він має виражену подразнюючу дію на живу тканину, завдяки чому можуть легко виникнути хімічні опіки. Тому слід запобігати будь-яким контактам, що перевищують медичне застосування або навіть пероральний прийом. Пил перманганату призводить до помутніння рогівки.
З іншого боку, зміна кольору шкіри, яка виникає при контакті, нешкідлива і спричинена діоксидом марганцю, що утворюється при відновленні марганцю. Більші знебарвлені ділянки можуть бути знову забарвлені розчинами сульфітів.
В результаті сильної окислювальної дії перманганат калію іноді дуже бурхливо реагує з багатьма відновлюючими або горючими речовинами; може статися самозаймання. Суміші з речовинами, які не призводять до спонтанних реакцій, надзвичайно горючі і можуть реагувати вибухонебезпечно.