Struktura, lastnosti, kalijev Permanganat (KMnO4)



The kalijev permanganat (KMnO4) je anorganska spojina, ki jo tvorijo skupina manganovih prehodnih kovin 7 (VIIB), kisik in kalij. Gre za temno vijolično steklasto trdno snov. Njihove vodne raztopine so tudi temno vijolične; te raztopine postanejo manj vijolične, saj se razredčijo v večjih količinah vode.

KMnO4 nato se začnejo zmanjševati (pridobiti elektrone) v zaporedju barv v naslednjem vrstnem redu: vijolična> modra> zelena> rumena> brezbarvna (z rjavo oborino MnO)2). Ta reakcija je pomembna lastnost kalijevega permanganata: je zelo močno oksidacijsko sredstvo.

Indeks

  • 1 Formula
  • 2 Kemijska struktura
  • 3 Uporabe
    • 3.1 Zdravilo in veterina
    • 3.2 Čiščenje vode
    • 3.3 Ohranjanje sadja
    • 3.4 Požarni ukrepi
    • 3.5 Redoksni titrant
    • 3.6 Reagent v organski sintezi
    • 3.7 Zgodovinska uporaba
  • 4 Kako se izvaja??
  • 5 Lastnosti
    • 5.1 Razgradnja
    • 5.2 Oksidacijska moč
  • 6 Reference 

Formula

Njegova kemijska formula je KMnO4; to je za vsak k kation+ obstaja MnO anion4- interakcijo s tem

Kemijska struktura

Kristalna struktura KMnO je predstavljena v zgornji sliki4, ki je ortorombski tip. Vijolične krogle ustrezajo K kationom+, medtem ko tetraeder, ki ga tvorijo štiri rdeče krogle in modrikasta krogla, ustreza anionu MnO4-.

Zakaj ima anion tetraedrično geometrijo? Vaša Lewisova struktura odgovarja na to vprašanje. Črtkane črte pomenijo, da dvojne vezi resonirajo med Mn in O. Da bi lahko sprejeli to strukturo, mora imeti kovinsko središče hibridizacijo. sp3.

Ker manganu manjkajo pari elektronov brez delitve, se vezi Mn-O ne potiskajo v isto ravnino. Prav tako je negativni naboj porazdeljen med štiri kisikove atome in je odgovoren za usmeritev K kationov+ v kristalni obliki.

Uporabe

Medicina in veterina

Zaradi svojih baktericidnih učinkovin se uporablja pri številnih boleznih in stanjih, ki povzročajo kožne spremembe, kot so: okužbe stopal z glivicami, impetigo, površinske rane, dermatitis in tropske razjede..

Kalijev permanganat je zaradi njegovega škodljivega delovanja treba uporabljati pri nizkih koncentracijah (1: 10000), kar omejuje učinkovitost njegovega delovanja..

Uporablja se tudi pri zdravljenju parazitskih bolezni rib v akvarijih, ki povzročajo okužbe škrg in kožnih razjed..

Čiščenje vode

Gre za kemični regenerator, ki se uporablja za odstranjevanje železa, magnezija in vodikovega sulfida (iz neprijetnega vonja) iz vode in se lahko uporablja za čiščenje odpadne vode..

Oborina železa in magnezija v obliki njihovih netopnih oksidov v vodi. Poleg tega pomaga odstraniti rjo, ki je prisotna v ceveh.

Ohranjanje sadja

Kalijev permanganat z oksidacijo odstrani nastali etilen v banani med skladiščenjem, kar omogoča, da ostane več kot 4 tedne brez zorenja, tudi pri sobni temperaturi.

V Afriki ga uporabljajo za namakanje zelenjave, da bi nevtralizirali in odstranili vse prisotne bakterijske snovi.

Ukrep ognja

Kalijev permanganat se uporablja za omejevanje širjenja požarov. Na podlagi zmožnosti permanganata za zagon požara se uporablja za ustvarjanje požarnih lomov v gozdnih požarih.

Redoks titulant

V analitski kemiji se njihove standardizirane vodne raztopine uporabljajo kot oksidacijski titrant pri redoks določanju.

Reagent v organski sintezi

Služi za pretvorbo alkenov v diole; to pomeni, da se dve OH skupini dodata dvojni vezi C = C. Naslednja kemijska enačba:

Prav tako v raztopini žveplove kisline s kromovo kislino (H2CrO4) se uporablja za oksidacijo primarnih alkoholov (R-OH) v karboksilne kisline (R-COOH ali RCO)2H).

Njegova oksidacijska moč je dovolj močna, da oksidira primarne ali sekundarne alkilne skupine aromatičnih spojin, ki jih "karboksilirajo"; to je s preoblikovanjem stranske verige R (npr. CH3) v skupini COOH.

Zgodovinske uporabe

Je del praška, ki se uporablja kot bliskavica pri fotografiranju ali za sprožanje reakcije s termitom.

V drugi svetovni vojni je bila uporabljena za prikrivanje belih konjev podnevi. Za to so uporabili manganov dioksid (MnO2), ki je rjava; na ta način so ostali neopaženi.

Kako je to storjeno??

Mineralni pirolusit vsebuje manganov dioksid (MnO)2) in kalijev karbonat (CaCO)3).

Leta 1659 je kemik Johann R. Glauber topil mineral in ga raztopil v vodi, pri čemer je opazil pojav zelene barve v raztopini, ki se je kasneje spremenila v vijolično in končno v rdečo. Ta zadnja barva je ustrezala nastanku kalijevega permanganata.

Sredi devetnajstega stoletja je Henry Condy iskal antiseptični izdelek in je sprva obdelal piroluzit z NaOH, nato pa s KOH, pri čemer so nastali ti kristali Condy; kalijev permanganat.

Kalijev permanganat se industrijsko proizvaja iz manganovega dioksida, prisotnega v mineralnem pirolusitu. MnO2  v mineralu reagira s kalijevim hidroksidom in se nato segreje v prisotnosti kisika.

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

Kalijev manganat (K2MnO4) pretvorimo v kalijev permanganat z elektrolitsko oksidacijo v alkalnem mediju.

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

V drugi reakciji za proizvodnjo kalijevega permanganata reagira kalijev manganat s CO2,  pospeševanje procesa nesorazmerja:

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

Zaradi nastanka MnO2 (manganov dioksid) postopek je neugoden, KOH mora nastati iz K2CO3.

Lastnosti

Gre za vijolično kristalinično trdno snov, ki se tali pri 240 ° C, ki ima gostoto 2,7 g / ml in molekulsko maso 158 g / mol približno.

Slabo topen v vodi (6,4 g / 100 ml pri 20 ° C), kar pomeni, da vodne molekule ne solvirajo močno ionov MnO.4-, ker morda njihove tetraedarske geometrije zahtevajo veliko vode za njihovo raztapljanje. Na enak način se lahko raztopi tudi v metilnem alkoholu, acetonu, ocetni kislini in piridinu.

Razgradnja

Razgradi se pri 240 ° C in sprošča kisik:

2KMnO4 => K2MnO4 + MnO2 + O2

Lahko pride do razkroja zaradi delovanja alkohola in drugih organskih topil ter delovanja močnih kislin in reducentov.

Oksidativna moč

V tej soli ima mangan največje oksidacijsko stanje (+7), ali kar je enako največji količini elektronov, ki se lahko izgubi na ionski način. Po drugi strani je elektronska konfiguracija mangana 3d54s2; zato je v kalijevem permanganatu celotna valenčna lupina manganovega atoma "prazna".

Torej ima manganov naravni nagib za pridobivanje elektronov; to pomeni, da se reducirajo na druga oksidacijska stanja v alkalnih ali kislih medijih. To je razlaga, zakaj je KMnO4 Je močan oksidant.

Reference

  1. Wikipedija. (2018). Kalijev permanganat. Pridobljeno 13. aprila 2018 od: en.wikipedia.org
  2. F. Albert Cotton in Geoffrey Wilkinson, FRS. (1980). Napredna anorganska kemija. Uvodnik Limusa, Mehika, 2. izdaja, strani 437-452.
  3. Robin Wasserman. (14. avgust 2017). Medicinska uporaba za kalijev permanganat. Vzpostavljeno 13. aprila 2018, iz: livestrong.com
  4. Clark D. (30. september 2014). 3 končne uporabe kalijevega permanganata. Pridobljeno 13. aprila 2018, iz: technology.org
  5. James H. Pohl, Ali Ansary, Irey R. K. (1988). Modularna termodinamika, vol. 5, Vrednotenje sprememb lastnosti. Ediciones Ciencia y Técnica, S.A. Mehika, Uvodnik Limusa, str. 273-280.
  6. J.M. Medialdea, C. Arnáiz in E. Díaz. Kalijev permanganat: močan in vsestranski oksidant. Oddelek za kemijsko in okoljsko inženirstvo. Univerza v Sevilli.
  7. Hasan Zulic. (27. oktober 2009). Biološko čiščenje odpadne vode. [Slika] Pridobljeno 13. aprila 2018 od: en.wikipedia.org
  8. Adam Rędzikowski. (12. marec 2015). Kalijev permanganat je preprost. [Slika] Pridobljeno 13. aprila 2018 od: commons.wikimedia.org