КАЛИЕВ ПЕРМАНГАНАТ (KMNO4): СТРУКТУРА, СВОЙСТВА - ХИМИЯ - 2025

На калиев перманганат (калиев перманганат ₄₎ е неорганично съединение, състояща се от манган - метален преход група 7 (VIIB) -, кислород и калий. Това е твърдо лилаво стъкловидно вещество. Водните му разтвори също са тъмно лилави; тези разтвори стават по-малко виолетови, тъй като се разреждат в по-големи количества вода.

След това KMnO ₄ започва да претърпява редукция (усилване на електрони) в последователност от цветове в следния ред: лилаво> синьо> зелено> жълто> безцветно (с кафява утайка от MnO ₂). Тази реакция демонстрира важно свойство на калиев перманганат: той е много силно окисляващо средство.

формула

Химичната му формула е KMnO ₄; тоест, за всеки K ⁺ катион има MnO ₄ анион ^- взаимодействащ с това

Химическа структура

Горното изображение представлява кристалната структура на KMnO ₄, която е от орторомбичен тип. Лилавите сфери съответстват на катионите К ⁺, докато тетраедърът, образуван от четирите червени сфери, и синкавата сфера съответстват на MnO ₄ ^- аниона.

Защо анионът има тетраедрична геометрия? Вашата структура на Люис отговаря на този въпрос. Прекъснатите линии означават, че двойните връзки са резониращите между Mn и О. За да се приеме тази структура, металната център трябва да има SP ³ хибридизация.

Тъй като в мангана липсват неразделени двойки електрони, връзките Mn-O не се изтласкват в една и съща равнина. По същия начин отрицателният заряд се разпределя между четирите кислородни атома, като е отговорен за ориентацията на K ⁺ катионите в кристалните системи.

Приложения

Медицина и ветеринария

Поради бактерицидното си действие се използва при множество заболявания и състояния, които причиняват кожни лезии, като: гъбични инфекции на стъпалото, импетиго, повърхностни рани, дерматити и тропични язви.

Поради вредното си действие, калиев перманганат трябва да се използва в ниски концентрации (1: 10 000), което ограничава ефективността на неговото действие.

Използва се и за лечение на рибни паразити в аквариуми, които причиняват хрилни инфекции и кожни язви.

Пречистване на водата

Това е химически регенерант, използван за отстраняване на желязо, магнезий и сероводород (с неприятна миризма) от вода и може да се използва за пречистване на отпадните води.

Утайката от желязо и магнезий като техните неразтворими във вода оксиди. В допълнение, той помага за премахване на ръждата, присъстваща в тръбите.

Консервиране на плодове

Калиевият перманганат премахва чрез окисляване на етилена, генериран в банана по време на неговото съхранение, което му позволява да остане неузрял за повече от 4 седмици, дори при стайна температура.

В Африка го използват за накисване на зеленчуци, за да неутрализират и елиминират всички налични бактериални агенти.

Действие при пожар

Калиев перманганат се използва за ограничаване на разпространението на пожари. Въз основа на способността на перманганат да започне огън, той се използва за създаване на пожар при горски пожари.

Редокс титрант

В аналитичната химия нейните стандартизирани водни разтвори се използват като окисляващ титрант при редокс определяния.

Реагент в органичен синтез

Той служи за превръщане на алкени в диоли; тоест, две ОН групи се добавят към двойната връзка С = С. Следното химично уравнение:

По същия начин, в сярна киселина разтвор с хромова киселина (H ₂ СгОз ₄) се използва за окисление на първични алкохоли (R-OH) до карбоксилни киселини (R-COOH или RCO ₂ Н).

Окислителната му сила е достатъчно силна, за да окисли първичните или вторичните алкилови групи на ароматните съединения, като ги "карбоксилира"; който е трансформира страничната верига R (например, CH ₃) в група СООН.

Исторически приложения

Той беше част от праховете, използвани като светкавица във фотографията или за иницииране на термитната реакция.

Използван е през Втората световна война за камуфлаж на бели коне през деня. За това използвали манганов диоксид (MnO ₂), който е с кафяв цвят; по този начин те останаха незабелязани.

Как се прави?

Минералът пиролузит съдържа манганов диоксид (MnO ₂) и калиев карбонат (СаСО ₃).

През 1659 г. химикът Йохан Р. Глаубер разтопи минерала и го разтвори във вода, като наблюдава появата на зелено оцветяване в разтвора, което по-късно се промени в виолетово и накрая в червено. Този последен цвят съответства на генерирането на калиев перманганат.

В средата на деветнадесети век Хенри Конди търси антисептичен продукт и първоначално е обработвал пиролузит с NaOH, а по-късно с KOH, произвеждайки така наречените кристали Condy; тоест калиев перманганат.

Калиевият перманганат се произвежда индустриално от манганов диоксид, присъстващ в минералния пиролузит. В МпО ₂ присъства в минерални реагира с калиев хидроксид и след това се нагрява в присъствието на кислород.

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

Калиевият манганат (K ₂ MnO ₄) се превръща в калиев перманганат чрез електролитично окисляване в алкална среда.

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

В друга реакция за получаване на калиев перманганат, калиев манганат реагира с CO ₂, ускорявайки процеса на непропорционалност:

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

Поради генерирането на MnO ₂ (манганов диоксид) процесът е неблагоприятен и се налага да се генерира KOH от K ₂ CO ₃.

Имоти

Това е лилаво кристално твърдо вещество, което се топи при 240 ° С, което има плътност 2,7 g / ml и молекулно тегло от приблизително 158 g / mol.

Той е слабо разтворим във вода (6,4 g / 100 ml при 20 ° C), което показва, че водните молекули не се разтварят до голяма степен MnO ₄ ^- йони, защото може би техните тетраедрични геометрии изискват много вода, за да разтварянето му. По същия начин той може да бъде разтворен и в метилов алкохол, ацетон, оцетна киселина и пиридин.

разлагане

Разлага се при 240 ° C, отделяйки кислород:

2KMnO ₄ => K ₂ МпОг ₄ + МпО ₂ + O ₂

Той може да бъде разложен под действието на алкохол и други органични разтворители, както и чрез действието на силни киселини и редуциращи агенти.

Окислителна сила

В тази сол манганът проявява най-високото си състояние на окисляване (+7), или равно на максималния брой електрони, които може да загуби йонно. От своя страна, електронната конфигурация на мангана е 3 d ⁵ 4 s ²; следователно, в калиев перманганат цялата валентна обвивка на мангановия атом е "празна".

Така мангановият атом има естествената склонност да натрупва електрони; тоест да се редуцира до други окислителни състояния в алкални или кисели среди. Това е обяснението защо KMnO ₄ е мощен окислител.

Препратки

1. Wikipedia. (2018). Калиев перманганат. Произведено на 13 април 2018 г. от: en.wikipedia.org
2. Ф. Алберт Котън и Джефри Уилкинсън, FRS. (1980 г.). Разширена неорганична химия. Редакция Limusa, México, 2-ро издание, страници 437-452.
3. Робин Васерман. (14 август 2017 г.). Медицински приложения за калиев перманганат. Произведено на 13 април 2018 г. от: livestrong.com
4. Кларк Д. (30 септември 2014 г.). Трите крайни употреби на калиев перманганат. Произведено на 13 април 2018 г. от: technology.org
5. James H. Pohl, Ali Ansary, Irey RK (1988). Модулна термодинамика, кн. 5, Оценка на промените в имотите. Ediciones Ciencia y Técnica, SA México, редакционна Лимуза, страници 273-280.
6. JM Medialdea, C. Arnáiz и E. Díaz. Калиев перманганат: мощен и универсален окислител. Катедра по химическо и екологично инженерство. Университетското училище в Севиля.
7. Хасан Зулич. (27 октомври 2009 г.). Биологично пречистване на отпадни води., Произведено на 13 април 2018 г. от: es.wikipedia.org
8. Адам Рендзиковски. (12 март 2015 г.). Прост калиев перманганат., Произведено на 13 април 2018 г. от: commons.wikimedia.org