Permanganát draselný (KMnO4) Struktura, Vlastnosti

manganistanu draselného (KMnO₄₎ je anorganická sloučenina tvořená skupinou manganu a přechodného kovu 7 (VIIB) - kyslík a draslík. Jedná se o tmavě fialovou sklovitou pevnou látku. Jejich vodné roztoky jsou také tmavě fialové; tyto roztoky se stávají méně fialovými, protože se ředí ve větším množství vody.

KMnO₄ pak začne podstupovat redukce (elektrony zisku) v řadě barev v následujícím pořadí: fialový> modrý> zelený> žlutý> bezbarvý (s hnědou sraženinou MnO)₂). Tato reakce ukazuje důležitou vlastnost manganistanu draselného: je to velmi silné oxidační činidlo.

Index

• 1 Vzorec
• 2 Chemická struktura
• 3 Použití
  • 3.1 Lékařství a veterinární lékařství
  • 3.2 Úprava vody
  • 3.3 Konzervace ovoce
  • 3.4 Opatření při požáru
  • 3.5 Redox titrant
  • 3.6 Reagent v organické syntéze
  • 3.7 Historické využití
• 4 Jak se to dělá??
• 5 Vlastnosti
  • 5.1 Rozklad
  • 5.2 Oxidační síla
• 6 Odkazy 

Vzorec

Jeho chemický vzorec je KMnO₄; to znamená, že pro každý K-kation⁺ existuje anion MnO₄^- interakci s tímto

Chemická struktura

Krystalová struktura KMnO je znázorněna na horním obrázku₄, který je ortorombický. Fialové koule odpovídají kationtům K⁺, zatímco čtyřstěn tvořený čtyřmi červenými kuličkami a modravou koulí odpovídá anionu MnO₄^-.

Proč má anion tetrahedrální geometrii? Na tuto otázku odpovídá vaše Lewisova struktura. Tečkované čáry znamenají, že dvojné vazby rezonují mezi Mn a O. Aby bylo možné tuto strukturu přijmout, musí mít kovové centrum hybridizaci sp³.

Protože manganu chybí páry elektronů bez sdílení, vazby Mn-O nejsou tlačeny do stejné roviny. Stejně tak je záporný náboj rozdělen mezi čtyři atomy kyslíku a je zodpovědný za orientaci K-kationtů⁺ v rámci uspořádání krystalů.

Použití

Lékařství a veterinární lékařství

Vzhledem ke svému baktericidnímu účinku se používá při četných onemocněních a stavech, které způsobují kožní léze, jako jsou: infekce chodidel houbami, impetigo, povrchové rány, dermatitida a tropické vředy.

Vzhledem ke škodlivému působení by měl být manganistan draselný používán v nízkých koncentracích (1: 10000), což omezuje účinnost jeho působení..

Používá se také při léčbě parazitárních onemocnění ryb v akváriích, které způsobují infekce žlučových cest a kožních vředů..

Úprava vody

Jedná se o chemický regenerátor, který se používá k odstraňování železa, hořčíku a sirovodíku (z nepříjemného zápachu) z vody a lze jej použít k čištění odpadních vod..

Sraženina železa a hořčíku ve formě nerozpustných oxidů ve vodě. Kromě toho pomáhá odstranit rzi přítomné v potrubí.

Konzervace ovoce

Manganistan draselný odstraňuje oxidací etylen generovaný v banánu během skladování, což umožňuje, aby zůstal déle než 4 týdny bez zrání, a to i při pokojové teplotě..

V Africe ji používají k namáčení zeleniny, aby neutralizovali a eliminovali přítomné bakteriální látky.

Akce v ohni

Manganistan draselný se používá k omezení šíření požárů. Na základě schopnosti manganistanu zahájit požár se používá k vytvoření požáru v lesních požárech.

Redox titullant

V analytické chemii jsou jejich standardizované vodné roztoky používány jako oxidační titrant při redox stanovení.

Činidlo v organické syntéze

Slouží k přeměně alkenů na dioly; to znamená, že k dvojné vazbě C = C se přidají dvě OH skupiny. Následující chemická rovnice:

Také v roztoku kyseliny sírové s kyselinou chromovou (H₂CrO₄) se používá pro oxidaci primárních alkoholů (R-OH) na karboxylové kyseliny (R-COOH nebo RCO).₂H).

Jeho oxidační síla je dostatečně silná, aby oxidovala primární nebo sekundární alkylové skupiny aromatických sloučenin "karboxylujících"; to znamená transformací postranního řetězce R (například CH.)₃) ve skupině COOH.

Historické využití

Jednalo se o součást prášku použitého jako blesk při fotografování nebo o zahájení termitové reakce.

To bylo používáno ve druhé světové válce k maskování bílých koní během dne. Pro tento účel používali oxid manganičitý (MnO)₂), který je hnědý; tímto způsobem zůstali bez povšimnutí.

Jak se to dělá??

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

V roce 1659 chemik Johann R. Glauber roztavil minerál a rozpustil jej ve vodě, pozoroval vzhled zeleného zbarvení v roztoku, který se později změnil na fialový a konečně na červený. Tato poslední barva odpovídala tvorbě manganistanu draselného.

V polovině devatenáctého století Henry Condy hledal antiseptický přípravek a zpočátku se s pyrolusitem zacházel s NaOH a pak s KOH, čímž vznikly tzv. Condyovy krystaly; to znamená manganistan draselný.

Manganistan draselný se vyrábí průmyslově z oxidu manganičitého přítomného v minerálním pirolusitu. MnO₂  přítomný v minerálu reaguje s hydroxidem draselným a následně se zahřívá v přítomnosti kyslíku.

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

Manganan draselný (K₂MnO₄) se přemění na manganistan draselný elektrolytickou oxidací v alkalickém prostředí.

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

V další reakci za vzniku manganistanu draselného reaguje manganan draselný s CO₂,  urychlení procesu disproporce:

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

Kvůli generování MnO₂ (oxid manganičitý) je proces nepříznivý, KOH musí být generován z K₂CO₃.

Vlastnosti

Jedná se o purpurovou krystalickou pevnou látku, která taje při 240 ° C, která má hustotu 2,7 g / ml a molekulovou hmotnost přibližně 158 g / mol..

Je špatně rozpustný ve vodě (6,4 g / 100 ml při 20 ° C), což ukazuje, že molekuly vody nesouhlasí s solemi MnO₄^-, protože jejich tetrahedral geometries vyžadují hodně vody pro jejich rozpuštění. Stejným způsobem může být také rozpuštěn v methylalkoholu, acetonu, kyselině octové a pyridinu.

Rozklad

Rozkládá se při 240 ° C, uvolňuje kyslík:

2KMnO₄ => K₂MnO₄ + MnO₂ + O₂

Může docházet k rozkladu působením alkoholu a jiných organických rozpouštědel, jakož i působením silných kyselin a redukčních činidel.

Oxidační síla

V této soli mangan vykazuje jeho nejvyšší oxidační stav (+7), nebo co je stejné, k maximálnímu množství elektronů, které mohou být ztraceny iontovým způsobem. Elektronická konfigurace manganu je zase 3d⁵4s²; proto v manganistanu draselném je celý valenční obal atomu manganu "prázdný".

Atom manganu má tedy přirozenou tendenci získávat elektrony; to znamená být redukován na jiné oxidační stavy v alkalickém nebo kyselém médiu. To je vysvětlení, proč KMnO₄ Je to silné oxidační činidlo.

Odkazy

1. Wikipedia. (2018). Manganistan draselný. Získáno 13. dubna 2018, z: en.wikipedia.org
2. F. Albert Cotton a Geoffrey Wilkinson, FRS. (1980). Pokročilá anorganická chemie. Editorial Limusa, Mexiko, 2. vydání, strany 437-452.
3. Robin Wasserman. (14. srpna 2017). Lékařské použití manganistanu draselného. Získáno 13. dubna 2018, z: livestrong.com
4. Clark D. (30. září 2014). 3 konečná použití manganistanu draselného. Získáno 13. dubna 2018, z: technology.org
5. James H. Pohl, Ali Ansary, Irey R. K. (1988). Modulární termodynamika, sv. 5, Vyhodnocení změn 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. Oddělení chemického a environmentálního inženýrství. Univerzitní škola v Seville.
7. Hasan Zulic. (27. října 2009). Biologické čištění odpadních vod. [Obrázek] Získáno 13. dubna 2018, z: en.wikipedia.org
8. Adam Rędzikowski. (12. března 2015). Manganistan draselný jednoduchý. [Obrázek] Získáno 13. dubna 2018, z: commons.wikimedia.org