KALIJEV PERMANGANAT (KMNO4): STRUKTURA, SVOJSTVA - KEMIJA - 2026

Kalijev permanganat (KMnO ₄₎ je anorganski spoj koji se sastoji od mangana - metala prijelazne skupine 7 (VIIB) -, kisik i kalija. To je duboka ljubičasta staklasta kruta tvar. Njegove vodene otopine su također tamno ljubičaste boje; ove otopine postaju manje ljubičaste jer se razrjeđuju u većim količinama vode.

KMnO ₄ tada započinje redukciju (pojačavanje elektrona) u nizu boja sljedećim redoslijedom: ljubičasta> plava> zelena> žuta> bezbojna (s smeđim talogom MnO ₂). Ova reakcija pokazuje važno svojstvo kalijevog permanganata: vrlo je snažno oksidacijsko sredstvo.

Formula

Njegova kemijska formula je KMnO ₄; to jest, za svaki K ⁺ kation postoji MnO ₄ anion ^{- koji} reagira na to

Kemijska struktura

Gornja slika predstavlja kristalnu strukturu KMnO ₄, koja je ortorombičnog tipa. Ljubičasta sfera odgovara K ⁺ kationima, dok tetraedar oblikovan od četiri crvene sfere i plavkastu sferu odgovara MnO ₄ ^- anionu.

Zašto anion ima tetraedarsku geometriju? Vaša Lewisova struktura odgovara na to pitanje. Isprekidane linije znače da su dvostruke veze između rezonantne Mn i O. U cilju usvojiti ovu strukturu, metalni centar mora imati sp ³ hibridizacije.

Budući da manganu nedostaju neobrijani parovi elektrona, Mn-O veze se ne guraju u istu ravninu. Isto tako, negativan naboj je raspoređen između četiri atoma kisika, koji su odgovorni za orijentaciju K ⁺ kationa u kristalnim rasporedima.

Prijave

Medicina i veterina

Zbog baktericidnog djelovanja koristi se kod brojnih bolesti i stanja koja uzrokuju lezije na koži, kao što su: gljivične infekcije stopala, impetigo, površne rane, dermatitis i tropski čir.

Zbog svog štetnog djelovanja kalijev permanganat treba koristiti u malim koncentracijama (1: 10 000), što ograničava učinkovitost njegovog djelovanja.

Također se koristi za liječenje parazita riba u akvarijima koji uzrokuju gill infekcije i čireve na koži.

Pročišćavanje vode

To je kemijski regenerator koji se koristi za uklanjanje željeza, magnezija i sumporovodika (s neugodnim mirisom) iz vode, a može se koristiti za pročišćavanje otpadnih voda.

Talog željeza i magnezija taložio se kao njihovi oksidi netopljivi u vodi. Pored toga, pomaže u uklanjanju hrđe prisutne u cijevima.

Konzerviranje voća

Kalijev permanganat uklanja etilen koji nastaje u bananama tijekom skladištenja oksidacijom, omogućavajući mu da ostane nezreo više od 4 tjedna, čak i na sobnoj temperaturi.

U Africi ga koriste za namakanje povrća kako bi neutralizirali i eliminirali sve prisutne bakterijske agense.

Akcija na vatri

Kalijev permanganat koristi se za ograničavanje širenja požara. Na temelju sposobnosti permanganata da pokreće vatru, koristi se za stvaranje vatrogastva u šumskim požarima.

Redox titrant

U analitičkoj kemiji njegove standardizirane vodene otopine koriste se kao oksidacijski titran u redoks-određivanjima.

Reagens u organskoj sintezi

Služi za pretvaranje alkena u diole; to jest, dvije OH grupe dodaju se u dvostruku vezu C = C. Sljedeća kemijska jednadžba:

Isto tako, u kiselom otopinom sulfatne s kromnom kiselinom (H ₂ CrO ₄) koristi se za oksidaciju primarnih alkohola (R-OH) karboksilne kiseline (R-COOH ili RCO ₂ H).

Njegova oksidacijska snaga je dovoljno jaka da oksidira primarne ili sekundarne alkilne skupine aromatskih spojeva, "karboksilirajući" ih; da je transformacija R bočni lanac (npr CH ₃) u COOH skupine.

Povijesne uporabe

Bio je dio pudera koji su korišteni kao bljeskalica u fotografiji ili za pokretanje reakcije termita.

U Drugom svjetskom ratu korišten je za kamufliranje bijelih konja tokom dana. Za to su koristili mangan dioksid (MnO ₂), koji je smeđe boje; na taj su način prošli nezapaženo.

Kako se to radi?

Mineralni pirolusit sadrži mangan dioksid (MnO ₂) i kalijev karbonat (CaCO ₃).

1659. kemičar Johann R. Glauber otopio je mineral i otopio ga u vodi, promatrajući pojavu zelene boje u otopini koja se kasnije promijenila u ljubičastu i konačno u crvenu. Ova posljednja boja odgovara generaciji kalijevog permanganata.

Sredinom devetnaestog stoljeća Henry Condy tražio je antiseptički proizvod i prvotno tretirao pirolusit NaOH-om, a kasnije s KOH-om, proizvodeći takozvane kristale Condy; to jest kalijev permanganat.

Kalijev permanganat proizvodi se industrijski iz manganovog dioksida koji je prisutan u mineralnom pirolusitu. MnO ₂ prisutan u mineralnim reagira s kalijevim hidroksidom i zatim se grije u prisutnosti kisika.

2 MnO ₂ + 4 KOH + O ₂ => 2 K ₂ MnO ₄ + ₂ H20

Kalijev manganat (K ₂ MnO ₄) se pretvara u kalijev permanganat elektrolitičkom oksidacijom u alkalnom mediju.

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

U drugoj reakciji za proizvode kalijev permanganat, kalij manganate reagira s CO ₂, ubrzava proces disproprcioniranje:

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

S obzirom na stvaranje MnO ₂ (mangan dioksid) postupak je nepovoljno, budući da generira KOH s K ₂ CO ₃.

Svojstva

To je ljubičasta kristalna krutina koja se topi na 240 ºC, gustoće 2,7 g / mL i molekulska masa od približno 158 g / mol.

Loše je topivo u vodi (6,4 g / 100 ml pri 20 ºC), što ukazuje da molekule vode ne otapaju u velikoj mjeri MnO ₄ ^- ione, jer možda njihova tetraedarska geometrija zahtijeva puno vode da njezino otapanje. Slično tome, može se otopiti i u metilnom alkoholu, acetonu, octenoj kiselini i piridinu.

Raspad

Razlaže se na 240 ° C, oslobađajući kisik:

2KMnO ₄ => K ₂ MnO ₄ + MnO ₂ + O ₂

Može se razgraditi djelovanjem alkohola i drugih organskih otapala, kao i djelovanjem jakih kiselina i reducirajućih sredstava.

Oksidacijska snaga

U ovoj soli mangan pokazuje svoje najviše stanje oksidacije (+7), ili ono što je jednako, maksimalnom broju elektrona koje može ionsko izgubiti. Zauzvrat, elektronska konfiguracija mangana je 3 d ⁵ 4 s ²; stoga je u kalijevom permanganatu cijela valentna ljuska manganovog atoma "prazna".

Dakle, atom mangana ima prirodnu tendenciju sticanja elektrona; tj. da se reducira na druga oksidacijska stanja u alkalnim ili kiselim medijima. Ovo je objašnjenje zašto je KMnO ₄ snažno oksidacijsko sredstvo.

Reference

1. Wikipedia. (2018.). Kalijev permanganat. Preuzeto 13. travnja 2018. s: en.wikipedia.org
2. F. Albert Cotton i Geoffrey Wilkinson, FRS. (1980). Napredna anorganska kemija. Uredništvo Limusa, México, 2. izdanje, stranice 437-452.
3. Robin Wasserman. (14. kolovoza 2017.). Medicinska upotreba kalijevog permanganata. Preuzeto 13. travnja 2018. s: livestrong.com
4. Clark D. (30. rujna 2014.). 3 vrhunske upotrebe kalijevog permanganata. Preuzeto 13. travnja 2018. s: technology.org
5. James H. Pohl, Ali Ansary, Irey RK (1988). Modularna termodinamika, god. 5, Procjena promjena svojstava. Ediciones Ciencia y Técnica, SA México, Uredništvo Limusa, stranice 273-280.
6. JM Medialdea, C. Arnáiz i E. Díaz. Kalijev permanganat: snažan i svestran oksidans. Zavod za kemijsko i ekološko inženjerstvo. Sveučilišna škola u Sevilli.
7. Hasan Zulić. (27. listopada 2009.). Biološka obrada otpadnih voda., Preuzeto 13. travnja 2018. s: es.wikipedia.org
8. Adam Rędzikowski. (12. ožujka 2015.). Jednostavni kalijev permanganat., Preuzeto 13. travnja 2018. s: commons.wikimedia.org