Permanganát draselný (KMnO4) Štruktúra, Vlastnosti



manganistanu draselného (KMnO4) je anorganická zlúčenina tvorená skupinou mangán - prechodný kov 7 (VIIB) - kyslík a draslík. Je to tmavo fialová sklovitá pevná látka. Ich vodné roztoky sú tiež tmavo fialové; tieto roztoky sa stávajú menej fialovými, pretože sa riedia vo väčších množstvách vody.

KMnO4 potom začne podliehať redukciám (zisk elektrónov) v postupnosti farieb v nasledujúcom poradí: fialová> modrá> zelená> žltá> bezfarebná (s hnedou zrazeninou MnO2). Táto reakcia ukazuje dôležitú vlastnosť manganistanu draselného: je to veľmi silné oxidačné činidlo.

index

  • 1 Vzorec
  • 2 Chemická štruktúra
  • 3 Použitie
    • 3.1 Lekárstvo a zverolekárstvo
    • 3.2 Úprava vody
    • 3.3 Konzervovanie ovocia
    • 3.4 Opatrenia pri požiari
    • 3.5 Redox titrant
    • 3.6 Činidlo v organickej syntéze
    • 3.7 Historické využitie
  • 4 Ako sa to robí??
  • 5 Vlastnosti
    • 5.1 Rozklad
    • 5.2 Oxidačná sila
  • 6 Referencie 

vzorec

Jeho chemický vzorec je KMnO4; to znamená, že pre každý katión K+ existuje anión MnO4- s tým

Chemická štruktúra

Kryštalická štruktúra KMnO je znázornená na hornom obrázku4, ktorý je ortorombický. Fialové guľôčky zodpovedajú katiónom K+, zatiaľ čo tetraedrón tvorený štyrmi červenými guľami a modrastou guľou zodpovedá aniónu MnO4-.

Prečo má anión tetrahedrálnu geometriu? Vaša Lewisova štruktúra odpovedá na túto otázku. Bodkované čiary znamenajú, že dvojité väzby sú rezonujúce medzi Mn a O. Aby bolo možné prijať túto štruktúru, musí mať kovové centrum hybridizáciu sp3.

Keďže mangán nemá páry elektrónov bez zdieľania, väzby Mn-O nie sú tlačené do rovnakej roviny. Podobne je záporný náboj rozdelený medzi štyri atómy kyslíka a je zodpovedný za orientáciu katiónov K+ v rámci kryštálových usporiadaní.

aplikácie

Lekárstvo a zverolekárstvo

Vďaka svojmu baktericídnemu účinku sa používa pri mnohých chorobách a stavoch, ktoré spôsobujú kožné lézie, ako sú: infekcie nôh hubami, impetigo, povrchové rany, dermatitída a tropické vredy.

Vzhľadom na jeho škodlivé pôsobenie by sa mal manganistan draselný používať v nízkych koncentráciách (1: 10000), čo obmedzuje účinnosť jeho účinku..

Používa sa aj pri liečbe parazitárnych chorôb rýb v akváriách, ktoré spôsobujú infekcie žiabrov a kožných vredov..

Úprava vody

Je to chemický regenerátor, ktorý sa používa na odstraňovanie železa, horčíka a sírovodíka (z nepríjemného zápachu) z vody a môže sa použiť na čistenie odpadových vôd..

Zrazenina železa a horčíka vo forme ich nerozpustných oxidov vo vode. Okrem toho pomáha odstraňovať hrdzu prítomnú v potrubí.

Konzervovanie ovocia

Manganistan draselný odstraňuje oxidáciou etylénu generovaného v banáne počas skladovania, čo mu umožňuje zostať dlhšie ako 4 týždne bez dozrievania, dokonca aj pri izbovej teplote..

V Afrike ho používajú na namáčanie zeleniny, aby sa neutralizovali a odstránili akékoľvek prítomné bakteriálne látky.

Činnosť pri požiari

Manganistan draselný sa používa na obmedzenie šírenia požiarov. Na základe schopnosti manganistanu spustiť požiar sa používa na vytvorenie požiarnych zlomov v lesných požiaroch.

Redox titullant

V analytickej chémii sa ich štandardizované vodné roztoky používajú ako oxidačný titrant pri redox stanovení.

Činidlo v organickej syntéze

Slúži na premenu alkénov na dioly; to znamená, že k dvojitej väzbe C = C sa pridajú dve OH skupiny. Nasledujúca chemická rovnica:

Tiež v roztoku kyseliny sírovej s kyselinou chrómovou (H2CrO4) sa používa na oxidáciu primárnych alkoholov (R-OH) na karboxylové kyseliny (R-COOH alebo RCO).2H).

Jeho oxidačná sila je dostatočne silná na oxidáciu primárnych alebo sekundárnych alkylových skupín aromatických zlúčenín "karboxylujúcich"; to znamená transformáciou bočného reťazca R (napríklad CH3) v COOH skupine.

Historické využitie

Bola časťou prášku používaného ako blesk pri fotografovaní alebo na iniciovanie termitovej reakcie.

Počas druhej svetovej vojny sa používal na maskovanie bielych koní počas dňa. Na tento účel sa použil oxid manganičitý (MnO)2), ktorá je hnedá; týmto spôsobom zostali bez povšimnutia.

Ako sa to robí??

Minerálny pirolusit obsahuje oxid manganičitý (MnO)2) a uhličitanu draselného (CaCO)3).

V roku 1659 chemik Johann R. Glauber roztavil minerál a rozpustil ho vo vode, pozorujúc vzhľad zeleného sfarbenia v roztoku, ktorý sa neskôr zmenil na fialový a nakoniec na červený. Táto posledná farba zodpovedá tvorbe manganistanu draselného.

V polovici devätnásteho storočia Henry Condy hľadal antiseptický produkt a spočiatku liečil pyrolusit NaOH a potom KOH, čím vznikli tzv. Kryštály Condy; to znamená manganistan draselný.

Manganistan draselný sa vyrába priemyselne z oxidu manganičitého prítomného v minerálnom pirolusite. MnO2  prítomný v mineráli reaguje s hydroxidom draselným a následne sa zahrieva v prítomnosti kyslíka.

2 MnO2     +     4 KOH + O2  => 2 K2MnO4     +       2 H2O

Manganistan draselný (K2MnO4) sa konvertuje na manganistan draselný elektrolytickou oxidáciou v alkalickom médiu.

2 K2MnO4      +      2 H2O => 2 KMnO4      +       2 KOH + H2

V ďalšej reakcii na výrobu manganistanu draselného sa manganistan draselný nechá reagovať s CO2,  urýchlenie procesu disproporcie:

3 K2MnO4     +      2 CO2  => 2 KMnO4      +       MnO2      +       K2CO3

Kvôli generácii MnO2 (oxid manganičitý) je proces nepriaznivý, KOH musí byť generovaný z K2CO3.

vlastnosti

Je to purpurová kryštalická tuhá látka, ktorá sa topí pri 240 ° C, ktorá má hustotu 2,7 g / ml a molekulovú hmotnosť približne 158 g / mol..

Je slabo rozpustný vo vode (6,4 g / 100 ml pri 20 ° C), čo naznačuje, že molekuly vody výrazne nesolventujú MnO ióny4-, pretože ich tetrahedrálne geometrie vyžadujú na ich rozpustenie veľa vody. Rovnako môže byť tiež rozpustený v metylalkohole, acetóne, kyseline octovej a pyridíne.

rozklad

Rozkladá sa pri 240 ° C, uvoľňuje kyslík:

2KMnO4 => K2MnO4 + MnO2 + O2

Môže dôjsť k rozkladu pôsobením alkoholu a iných organických rozpúšťadiel, ako aj pôsobením silných kyselín a redukčných činidiel.

Oxidačná sila

V tejto soli mangán vykazuje svoj najvyšší oxidačný stav (+7) alebo to, čo je rovnaké, maximálnemu množstvu elektrónov, ktoré sa môžu stratiť iónovým spôsobom. Na druhej strane, elektronická konfigurácia mangánu je 3d54s2; preto v manganistane draselnom je celý valenčný plášť atómu mangánu "prázdny".

Atóm mangánu má prirodzenú tendenciu získavať elektróny; to znamená, že sa redukuje na iné oxidačné stavy v alkalickom alebo kyslom prostredí. Toto je vysvetlenie, prečo KMnO4 Je to silné oxidačné činidlo.

referencie

  1. Wikipedia. (2018). Manganistan draselný. Získané dňa 13. apríla 2018, z: en.wikipedia.org
  2. F. Albert Cotton a Geoffrey Wilkinson, FRS. (1980). Pokročilá anorganická chémia. Editorial Limusa, Mexiko, 2. vydanie, strany 437-452.
  3. Robin Wasserman. (14. augusta 2017). Lekárske využitie pre manganistan draselný. Získané dňa 13. apríla 2018, z: livestrong.com
  4. Clark D. (30. septembra 2014). 3 Konečné použitie manganistanu draselného. Získané dňa 13. apríla 2018, z: technology.org
  5. James H. Pohl, Ali Ansary, Irey R. K. (1988). Modulárna termodynamika, vol. 5, Vyhodnotenie zmien vlastností. Ediciones Ciencia y Técnica, S.A. Mexiko, Editorial Limusa, strana 273-280.
  6. J. M. Medialdea, C. Arnáiz a E. Díaz. Manganistan draselný: silný a všestranný oxidant. Katedra chemického a environmentálneho inžinierstva. Univerzitná škola v Seville.
  7. Hasan Zulic. (27. októbra 2009). Biologické čistenie odpadových vôd. [Obrázok]. Získané dňa 13. apríla 2018, z: en.wikipedia.org
  8. Adam Rędzikowski. (12. marec 2015). Manganistan draselný jednoduchý. [Obrázok]. Získané dňa 13. apríla 2018, z: commons.wikimedia.org