Kálium-Permanganát (KMnO4) szerkezete, tulajdonságai



az kálium-permanganát (KMnO4) egy olyan szervetlen vegyület, amelyet mangán - átmenetifém 7 csoport (VIIB) -, oxigén és kálium képez. Sötét lila üveges szilárd anyag. A vizes oldatai szintén sötétlila színűek; ezek az oldatok kevésbé ibolyak lesznek, mivel nagyobb mennyiségű vízzel hígítják őket.

A KMnO4 ezután a következő sorrendben csökkennek (elektronok) a következő sorrendben: lila> kék> zöld> sárga> színtelen (barna MnO csapadék)2). Ez a reakció a kálium-permanganát fontos tulajdonságát mutatja: nagyon erős oxidálószer.

index

  • 1 Formula
  • 2 Kémiai szerkezet
  • 3 Használat
    • 3.1 Orvostudomány és állatorvos
    • 3.2 Vízkezelés
    • 3.3 A gyümölcsök megőrzése
    • 3.4 Tűzvédelmi intézkedések
    • 3.5 Redox Titrant
    • 3.6 Reagens szerves szintézisben
    • 3.7 Történelmi felhasználások
  • 4 Hogyan történik??
  • 5 Tulajdonságok
    • 5.1 Bomlás
    • 5.2 Oxidáló hatás
  • 6 Referenciák 

képlet

Kémiai képlete KMnO4; azaz minden K kation esetében+ van egy MnO anion4- ezzel kölcsönhatásban áll

Kémiai szerkezet

A KMnO kristályszerkezete a felső képen látható4, amely ortorombikus típus. A lila gömbök megfelelnek a K kationoknak+, míg a négy piros gömb és a kékes gömb által alkotott tetraéder megfelel az MnO anionnak4-.

Miért van az anion tetraéderes geometriája? A Lewis struktúrája válaszol erre a kérdésre. A szaggatott vonalak azt jelentik, hogy a kettős kötések rezonálnak az Mn és az O között. Ahhoz, hogy ezt a szerkezetet el tudjuk fogadni, a fémes központnak hibridizációval kell rendelkeznie sp3.

Mivel a mangán nem osztozik az elektronok párja nélkül, az Mn-O kötések nem kerülnek ugyanarra a síkra. Hasonlóképpen, a negatív töltés a négy oxigénatom között oszlik meg, felelős a K kationok orientációjáért+ a kristályszerkezeteken belül.

alkalmazások

Orvostudomány és állatorvos

Baktericid hatásának köszönhetően számos betegségben és állapotban alkalmazzák, amelyek bőrkárosodást okoznak, például: lábak fertőzései gombákkal, impetigóval, felszíni sebekkel, bőrgyulladással és trópusi fekélyekkel.

Káros hatása miatt kálium-permanganátot kell használni alacsony koncentrációban (1: 10000), ami korlátozza a hatásosságát.

Azt is használják, hogy kezelje a parazita betegségek akváriumokban, amelyek fertőzést okoznak a gillek és a bőrfekélyek esetében..

Vízkezelés

Ez egy kémiai regenerátor, amelyet a vas, a magnézium és a hidrogén-szulfid eltávolítására használnak (kellemetlen szagból) a vízből, és a szennyvíz tisztítására használható..

A vas és a magnézium vízben oldhatatlan oxidjaik formájában csapódik ki. Ezenkívül segít eltávolítani a csövekben lévő rozsdát.

A gyümölcsök megőrzése

A kálium-permanganát oxidáció útján eltávolítja a banánban keletkező etilént a tárolás során, így több mint 4 hétig maradhat érés nélkül, még szobahőmérsékleten is..

Afrikában zöldségeket áztatnak, hogy semlegesítsék és eltávolítsák a jelen lévő baktériumokat.

Tűz elleni fellépés

A kálium-permanganátot a tüzek terjedésének korlátozására használják. A permanganátnak a tűz megkezdésére való képessége alapján az erdőtüzek tűzszakadására használják.

Redox tituláns

Analitikai kémiában a standardizált vizes oldatokat oxidáló titrálószerként használják redox meghatározásokban.

Reagens szerves szintézisben

Az alkének diolokká alakítására szolgál; vagyis két OH csoportot adunk a C = C kettős kötéshez. A következő kémiai egyenlet:

Szintén kénsav krómsavval készített oldatában (H2CrO4) primer alkoholok (R-OH) karbonsavakká (R-COOH vagy RCO) történő oxidációjára használják.2H).

Oxidálóereje elég erős ahhoz, hogy az aromás vegyületek primer vagy szekunder alkilcsoportjait "karboxilezzék" oxidálják; azaz az R oldallánc átalakítása (például CH3) egy COOH csoportban.

Történelmi felhasználások

A por részeként használták a vakut a fényképezésben, vagy a termit reakció megindítására.

A második világháborúban fehér lovak álcázására használták a nap folyamán. Ehhez mangán-dioxidot (MnO) használtak2), ami barna; így észrevétlenül mentek.

Hogy történik??

Az ásványi piroluszit mangán-dioxidot (MnO) tartalmaz2) és kálium-karbonát (CaCO)3).

1659-ben Johann R. Glauber kémikus megolvasztotta az ásványi anyagot és vízben oldotta fel, figyelve a zöld színezés megjelenését az oldatban, amely később lila és végül vörösre változott. Ez az utolsó szín a kálium-permanganát képződésének felel meg.

A 19. század közepén Henry Condy antiszeptikus terméket keresett, és kezdetben a piroluszitot NaOH-val, majd KOH-val kezelték, és így az úgynevezett Condy kristályokat állították elő; azaz kálium-permanganát.

A kálium-permanganátot az ásványi piroluszitban jelenlévő mangán-dioxidból iparilag termelik. A MnO2  az ásványi anyagban jelen van a kálium-hidroxiddal, majd oxigén jelenlétében melegítjük.

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

Kálium-manganát (K2MnO4) lúgos közegben elektrolitikus oxidációval kálium-permanganáttá alakul.

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

Egy másik reakcióban a kálium-permanganát előállítására a kálium-manganátot CO-val reagáltatjuk2,  az aránytalanság felgyorsítása:

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

A MnO generációja miatt2 (mangán-dioxid) az eljárás kedvezőtlen, K-t K-ból kell előállítani2CO3.

tulajdonságok

Ez egy lila kristályos szilárd anyag, amely 240 ° C-on olvad, amelynek sűrűsége 2,7 g / ml, és molekulatömege körülbelül 158 g / mol..

Vízben kevéssé oldódik (6,4 g / 100 ml 20 ° C-on), ami azt jelzi, hogy a vízmolekulák nem szolvatálnak nagy mértékben MnO ionokat4-, mert talán a tetraéderes geometriájuk sok vizet igényel az oldódásukhoz. Ugyanígy fel lehet oldani metil-alkoholban, acetonban, ecetsavban és piridinben is.

bomlás

240 ° C-on bomlik, oxigént szabadítva fel:

2KMnO4 => K2MnO4 + MnO2 + O2

Az alkohol és más szerves oldószerek hatására bomlik, valamint erős savak és redukálószerek hatására.

Oxidáló teljesítmény

Ebben a sóban a mangán a legmagasabb oxidációs állapotát (+7) mutatja, vagy ugyanaz, az ionos módon elveszthető elektronok maximális mennyiségére. A mangán elektronikus konfigurációja viszont 3d54s2; ezért a kálium-permanganátban a mangánatom teljes valens héja "üres".

Tehát a mangán atomnak természetes tendenciája az elektronok megszerzése; vagyis lúgos vagy savas közegben más oxidációs állapotra redukálható. Ez a magyarázata annak, miért a KMnO4 Ez egy erős oxidálószer.

referenciák

  1. Wikipedia. (2018). Kálium-permanganát. A (z) 2018. április 13-án érkezett: en.wikipedia.org
  2. F. Albert Cotton és Geoffrey Wilkinson, FRS. (1980). Fejlett szervetlen kémia. Editorial Limusa, Mexikó, 2. kiadás, 437-452. Oldal.
  3. Robin Wasserman. (2017. augusztus 14.). Orvosi felhasználások a kálium-Permanganát számára. A (z) 2018. április 13-án érkezett: livestrong.com
  4. Clark D. (2014. szeptember 30.). A kálium-Permanganát 3 végső felhasználása. A (z) 2018. április 13-án került letöltésre: technology.org
  5. James H. Pohl, Ali Ansary, Irey R. K. (1988). Moduláris termodinamika, vol. 5, Az ingatlanváltozások értékelése. Ediciones Ciencia y Técnica, S.A. Mexikó, szerkesztői Limusa, 273-280. Oldal.
  6. J. M. Medialdea, C. Arnáiz és E. Díaz. Kálium-permanganát: erős és sokoldalú oxidálószer. Kémiai és Környezetmérnöki Tanszék. Sevilla Egyetemi Iskola.
  7. Hasan Zulic. (2009. október 27.). Biológiai szennyvízkezelés. [Ábra]. A (z) 2018. április 13-án érkezett: en.wikipedia.org
  8. Adam Rędzikowski. (2015. március 12.). Kálium-permanganát egyszerű. [Ábra]. A (z) 2018. április 13-án, a következő címen szerezhető be: commons.wikimedia.org