The калиев перманганат (KMnO4) е неорганично съединение, изградено от манган - преходен метал от група 7 (VIIB) -, кислород и калий. Това е тъмно 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.

калиев

След това KMnO4 започва да претърпява редукции (печалба на електрони) в последователност от цветове в следния ред: лилаво> синьо> зелено> жълто> безцветно (с кафява утайка от MnO2). Тази реакция показва важно свойство на калиев перманганат: той е много силен окислител.

Формула

Химичната му формула е KMnO4; тоест за всеки K + катион има анион MnO4 - взаимодействащ с това

Химическа структура

Горното изображение представлява кристалната структура на KMnO4, която е от орторомбичен тип. Лилавите сфери съответстват на K + катионите, докато тетраедърът, образуван от четирите червени сфери и синкавата сфера, съответства на аниона MnO4 - .

Защо анионът има тетраедрична геометрия? Вашата структура на Луис отговаря на този въпрос. Пунктираните линии означават, че двойните връзки резонират между Mn и O. За да възприеме тази структура, металният център трябва да има sp 3 хибридизация .

Тъй като на мангана липсват споделени 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 устройства.

Приложения

Медицина и ветеринария

Поради бактерицидното си действие се използва при множество заболявания и състояния, които причиняват кожни лезии, като: гъбични инфекции на краката, импетиго, повърхностни рани, дерматит 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 паразити от риби в аквариуми, които причиняват хрилни инфекции и кожни язви.

Пречистване на водата

Това е химичен регенератор, използван за отстраняване на желязо, магнезий и сероводород (с неприятна миризма) от водата и може да се използва за пречистване на отпадъчни води.

Желязото и магнезият се утаяват като техните неразтворими във вода оксиди. Освен това помага за отстраняване на ръждата, присъстваща в тръбите.

Запазване на плодовете

Калиев перманганат премахва етилена, генериран в бананите по време на съхранение, чрез окисление, 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 в огън

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

Редокс титрант

В аналитичната химия неговите стандартизирани водни разтвори се използват като окислителен титрант при редокс определянията.

Реагент в органичен синтез

Той служи за превръщане на алкени в диоли; тоест две OH групи се добавят към двойната връзка C = C. Следното химическо уравнение:

По същия начин, в разтвор на сярна киселина с хромова киселина (H2CrO4) се използва за окисляване на първични алкохоли (R-OH) до карбоксилни киселини (R-COOH или RCO2H).

Неговата окислителна сила е достатъчно силна, за да окисли първичните или вторичните алкилови групи на ароматните съединения, като ги "карбоксилира"; т.е. трансформиране на R страничната верига (например CH3) в COOH група.

Исторически приложения

Това беше част от праховете, използвани като светкавица при фотографиране или за започване на термитна реакция.

Използвана е през Втората световна война за камуфлаж за бели коне през деня. За това са използвали манганов диоксид (MnO2), който е с кафяв цвят; по този начин те останаха незабелязани.

Как се прави?

Минералът пиролузит съдържа манганов диоксид (MnO2) и калиев карбонат (CaCO3).

През 1659 г. химикът Йохан Р. Глаубер разтопява минерала и го разтваря във вода, наблюдавайки появата на зелено оцветяване в разтвора, което по-късно се променя на виолетово и накрая на червено. Този последен цвят съответства на генерирането на калиев перманганат.

В средата на 19-ти век Хенри Конди търси антисептичен продукт и първоначално обработва пиролузит с NaOH, а по-късно с KOH, произвеждайки така наречените кристали Condy; т.е. калиев перманганат.

Калиев перманганат се произвежда индустриално от манганов диоксид, присъстващ в минерала пиролузит. Присъщият в минерала MnO2 реагира с калиев хидроксид и впоследствие се нагрява в присъствието на кислород.

Калиев манганат (K2MnO4) се превръща в калиев перманганат чрез електролитно окисление в алкална среда.

В друга реакция за получаване на калиев перманганат, калиевият манганат реагира с CO2, ускорявайки процеса на диспропорциониране:

Поради генерирането на MnO2 (манганов диоксид) процесът е неблагоприятен, като се налага генериране на КОН от K2CO3.

Имоти

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

Той е слабо разтворим във вода (6,4 g/100 ml при 20 ° C), което показва, че водните молекули не разтварят до голяма степен йони на MnO4 -, тъй като тяхната тетраедрична геометрия може да изисква много вода за тяхното разтваряне. По същия начин може да се разтвори в метилов алкохол, ацетон, оцетна киселина и пиридин.

Разлагане

Той се разлага при 240 ºC, освобождавайки кислород:

Може да се разложи под действието на алкохол и други органични разтворители, както и от действието на силни киселини и редуциращи агенти.

Окислителна сила

В тази сол манганът проявява най-високото си ниво на окисление (+7) или това, което е равно на максималния брой електрони, които може да загуби йонно. На свой ред електронната конфигурация на мангана е 3d 5 4s 2; следователно в калиев перманганат цялата валентна обвивка на мангановия атом е „празна“.

Така че мангановият атом има естествената склонност да придобива електрони; т.е. да се редуцира до други степени на окисление в алкална или кисела среда. Това е обяснението защо KMnO4 е мощен окислител.