Перманганат калия является восстановителем


Окислительно-восстановительные реакции - mito-chondria

- это реакции, протекающие с изменением степеней окисления элементов. В ходе таких реакций происходит отдача (отрыв) электронов от одного элемента и присоединение их к другому.

 

Важно запомнить следующие термины: окислитель, восстановитель, окисление, восстановление

 

Итак:

Процесс отдачи электронов атомом называется окислением, при этом степень окисления этого элемента повышается (он - восстановитель)

Процесс присоединения электронов атомом называется восстановлением, при этом степень окисления этого элемента снижается (он - окислитель)

Восстановитель - это элемент, степень окисления которого повышается, т.е. он отдает электроны

Окислитель - это элемент, степень окисления которого снижается за счет присоединения электронов

 

Помним, что электрон заряжен отрицательно. Поэтому, когда атом отдает электроны, отрицательных частиц в нем становится меньше, чем положительных протонов, и его степень окисления повышается (он - восстановитель). И наоборот, если атом присоединяет к себе электроны, отрицательных частиц становится больше, чем положительных, соответственно, степень окисления снижается.

Восстановителями могут быть элементы в низших степенях окисления:

- простые вещества металлы,

- соединения неметаллов в низших степенях окисления (HCl, HBr, HI, h3S и их соли, Nh4, Ph4, соли аммония)

 

Окислителями могут быть элементы в высших степенях окисления:

- KMnO4, K2CrO4, K2Cr2O7,

- h3SO4 (конц), HNO3 в любой концентрации, ее соли (KNO3, NaNO3), CO2

- простые вещества F2, О3

 

И окислителями и восстановителями могут быть элементы с промежуточной степенью окисления:

- простые вещества неметаллы h3, Cl2, Br2, I2, S, P, N2, C

- CO, NO, N2O, SO2

- HNO2 и ее соли

- соединения металлов в промежуточной степени окисления (FeSO2, FeCl2, Cr2(SO4)3, MnO2, K2MnO4)

- h3O2, HClO3 и ее соли

 

Важно: нередко в реакциях один и тот же элемент может одновременно повысить и понизить степень окисления. Такие реакции называют реакциями диспрапорционирования

 

В ОВР часто в реакцию вступает третье вещество, которое не является ни окислителем, ни восстановителем. Такие вещества создают среду раствора. Она может быть кислой (за счет h3SO4), нейтральной (h3O), щелочной (KOH или NaOH). Среда раствора определяет по какому пути пойдет реакция

Марганец имеет несколько степеней окисления, наиболее характерными являются +2, +4, +6, +7.

В зависимости от с.о. соединения Mn будут проявлять различную окислительно-восстановительную способность:

 

Mn в с.о. 0 - это простое вещество, металл, степень окисления которого может только повышаться, значит Mn(0) - только восстановитель.

 

Mn в с.о. +6 - манганаты калия и натрия (K2MnO4, Na2MnO4) - так же являются как окислителями, так и восстановителями, их растворы имеют зеленоватый оттенок 

Mn в с.о. +2 - обычно представляются в виде солей (хлоридов, сульфатов) и имеют бледно-розовый оттенок раствора. Преимущественно является восстановителем, но в некоторых реакциях может выступать как окислитель, например, при электролизе или реакциях замещения

Mn в с.о. +4 - только MnО2 - амфотерный оксид, может быть как окислителем, так и восстановителем в зависимости от условий реакции (при наличии более сильного окислителя, он - восстановитель, при более сильном восстановителе, проявляется как окислитель)

Пример:

MnO2 +  KBr + h3SO4 = MnSO4 + Br2 + K2SO4 + h3O (MnO2 - окислитель)

КBr не может быть окислителем, т.к. Br находится в низшей с.о. (-1)

MnO2 + NaClO3 + NaOH = Na2MnO4 + NaCl + h3O (MnO2 - восстановитель)

Хлорат натрия NaClO3 - сильный окислитель, а значит MnO2 - будет восстановителем

Mn в с.о. +7 - перманганаты калия и натрия (KMnO4, NaMnO4) - только окислители, т.к. марганец находится в высшей степени окисления, а значит повышать ее и быть восстановителем уже не может. Растворы перманганатов имеют ярко малиновый окрас

KMnO4 - сильный окислитель, реагирует как с неорганическими веществами, так и с органическими (спиртами, альдегидами, непредельными углеводородами).

В зависимости от среды, в реакциях будут образовываться различные продукты восстановления Mn:

- в кислой среде образуются соли Mn (+2), например MnCl2, MnSO4

- в нейтральной среде выпадает осадок MnO2 бурого цвета 

- в щелочной среде образуется манганат K2MnO4? где Mn (+6)

 

Примеры:

FeSO4 + KMnO4 + h3SO4 = Fe2(SO4) + MnSO4 + K2SO4 + h3O

KMnO4 + KNO2 + h3O = KNO3 + MnO2 + KOH

Cr2(SO4)3 + KMnO4 + KOH = K2CrO4 + K2MnO4 + K2SO4 + h3O

Хром имеет несколько степеней окисления, наиболее характерны из которых +3 и +6.

Соединения Cr (+2) не стабильны, легко окисляются до +3, являясь сильнейшими восстановителями

Cr в с.о. +3 представляются в виде солей (сульфата, нитрата или хлорида) и гидроксида. Т.к. хром в этих соединениях находится в промежуточной степени окисления, то он может выступать в роли и окислителя и восстановителя, хотя ОВР, где Cr (+3) - окислитель в практике ЕГЭ редки.

Цвета растворимых солей располагаются в лилово-зеленой гамме в зависимости от формулы и температуры. Гидроксид хрома (III) имеет грязно-зеленый оттенок.

При взаимодействии Cr (+3) с сильными окислителями, он окисляется до Cr (+6), т.е. до хромата или бихромата (зависит от кислотности среды):

- в кислой среде образуется оранжевый бихромат (К2Cr2О7)

- в щелочной среде - желтый хромат (К2CrО4) 

Cr в с.о. +6 представлен двумя группами веществ - хроматами и бихроматами (или дихроматами, разницы нет). Они являются сильными окислителями, восстанавливаясь до Cr (+3).

Ядовиты. Редко вступают в реакции ионного обмена. Так, хроматы могут реагировать с солями бария и серебра образуя желтый осадок хромата бария и кроваво-красный осадок хромата серебра.

К2Cr2О7 - бихромат калия - вещество оранжевого цвета, стабильно в нейтральной и кислой среде.

K2CrO4 - хромат калия - вещество желтого цвета, стабильно в нейтральной и щелочной среде.

При добавлении щелочи к раствору бихромата, он окрашивается в желтый цвет - бихромат превращается в хромат. И наоборот, при добавлении кислоты в желтый раствор хромата, окраска изменятся на оранжевый.

Перманганат калия - Простая английская Википедия, бесплатная энциклопедия

Перманганат калия - неорганическое химическое соединение. Его химическая формула - KMnO 4 . Он содержит ионы калия и перманганата. Марганец находится в степени окисления +7. Он также известен как перманганат калия и кристаллов Конди . Перманганат калия - сильный окислитель, что означает, что он имеет тенденцию забирать электроны у других химических веществ.Он растворяется в воде с образованием пурпурных растворов. Если он испаряется, он образует фиолетово-черные блестящие кристаллы. [2] Имеет сладкий вкус и не имеет запаха. [1]

В 1659 году немецкий химик Иоганн Рудольф Глаубер расплавил смесь минерального пиролюзита и карбоната калия, чтобы получить материал, который при растворении в воде превратился в зеленый раствор (манганат калия). Он медленно менял цвет на фиолетовый ( перманганат калия ), а затем, наконец, на красный.Этот отчет является первым описанием производства перманганата калия.

Чуть менее 200 лет спустя лондонец по имени Генри Боллманн Конди был химиком. Он интересовался дезинфицирующими средствами и делал такие вещи, как озонированная вода . Он обнаружил, что когда он расплавил пиролюзит с гидроксидом натрия и растворил его в воде, получился раствор, обладающий хорошими дезинфицирующими свойствами. Он запатентовал это решение и продал его как Condy's Fluid . Проблема заключалась в том, что решение было не очень стабильным.Это было исправлено с помощью гидроксида калия, а не гидроксида натрия. Это дало более стабильный материал. Его также можно было высушить до такого же хорошего порошка перманганата калия. Этот порошок назывался кристаллов Конди или порошок Конди . Перманганат калия было легко сделать, поэтому Конди пытался помешать другим людям производить его и продавать сам.

Ранние фотографы использовали его в порошковой вспышке.

Применение в химической промышленности [изменить | изменить источник]

Перманганат калия используется как окислитель. [3] Он также используется в дезинфицирующих средствах и дезодорантах. Его можно использовать для производства самых разных химикатов. При очистке сточных вод он используется для избавления от сероводорода, вонючего токсичного газа. В аналитической химии иногда используется точная концентрация KMnO 4 , чтобы увидеть, сколько определенного восстановителя присутствует при титровании. Похожим образом он используется как реагент для древесной массы. При смешивании перманганата калия и формальдегида образуется слабый слезоточивый газ.

В качестве окислителя в органическом синтезе [изменить | изменить источник]

Разбавленные растворы KMnO 4 превращают алкены в диолы (гликоли). Это поведение также используется в качестве качественного теста на наличие двойных или тройных связей в молекуле, поскольку реакция делает раствор перманганата бесцветным. Иногда его называют реактивом Байера.

Концентрированные растворы окисляют метильную группу ароматического кольца, например толуол в бензойную кислоту.

KMnO 4 окисляет гидрохлорид псевдоэфедрина с образованием меткатинона, препарата Списка I.Следовательно, DEA ограничило его использование и продажу, классифицировав его как прекурсор, контролируемый Списком I. Перманганат калия внесен в список прекурсоров Таблицы I в соответствии с Конвенцией Организации Объединенных Наций о борьбе с незаконным оборотом наркотических средств и психотропных веществ. [2]

Кислоты и перманганат калия [изменить | изменить источник]

Концентрированная серная кислота реагирует с перманганатом калия с образованием оксида марганца (VII), который может быть взрывоопасным. [4] [5] [6] .В этой реакции также образуется озон. Озон может воспламенить бумагу, пропитанную спиртом. Эта реакция очень опасна.

6 KMnO 4 + 9 H 2 SO 4 → 6 MnSO 4 + 3 K 2 SO 4 + 9 H 2 O + 5 O 3

Концентрированный HCl образует хлор.

2 KMnO 4 + 16 HCl → 2 MnCl 2 + 2 KCl + 8 H 2 O + 5 Cl 2

Mn-содержащие продукты окислительно-восстановительных реакций зависят от pH.Кислые растворы перманганата восстанавливаются до бледно-розового иона Mn 2+ , как в хлориде марганца (II). В нейтральном растворе перманганат восстанавливается до коричневого оксида марганца (IV), где Mn находится в степени окисления +4. Оксид марганца (IV) - это вещество, которое окрашивает кожу при нанесении на нее перманганата калия. Перманганат калия самопроизвольно восстанавливается в щелочном растворе до манганата калия зеленого цвета, где марганец находится в степени окисления +6.

Использование в биомедицине [изменить | изменить источник]

  • Разбавленные растворы используются для лечения язвы (язвы) (0.25%), дезинфицирующее средство для рук (около 1%) и средство для лечения мягкого дерматита помфоликс или грибковых инфекций рук или ног.
  • Разбавленный раствор подкисленного перманганата калия используется в гистологии для отбеливания меланина, который затемняет детали тканей.
  • Перманганат калия можно использовать для дифференциации амилоидного АК от других типов амилоида, патологически депонированных в тканях организма. Инкубация фиксированной ткани с перманганатом калия предотвратит окрашивание амилоида AA конго красным, в то время как другие типы амилоида не затронуты. [7] [8]

Разное [изменение | изменить источник]

Растворенный перманганат калия
  • Растворы KMnO 4 использовались вместе с 80% перекисью водорода для приведения в движение ракеты. В этом случае он получил название Z-Stoff. Этот порох до сих пор используется в торпедах.
  • Разбавленный (10 мг / л) перманганат калия можно использовать для удаления улиток с растений перед помещением их в пресноводный аквариум.
  • Высококачественный перманганат калия можно найти в магазинах товаров для бассейнов и используется в сельской местности для удаления железа и сероводорода (запах тухлых яиц) из колодезной воды.
  • KMnO 4 часто входит в наборы для выживания вместе с глицерином или таблеткой глюкозы для разведения огня. Таблетку глюкозы можно измельчить, смешать с перманганатом калия, и она загорится, если потереть. Его также можно смешать с антифризом из автомобиля, чтобы развести огонь. Это может быть опасно и должно выполняться осторожно, окунув немного бумаги в антифриз, а затем добавив небольшое количество перманганата калия. Он также может стерилизовать воду и раны, поэтому его можно использовать в комплекте для выживания.
  • KMnO 4 применяется для лечения некоторых паразитарных болезней рыб, для очистки питьевой воды, а также в качестве антидота при отравлении фосфором. В Африке его использовали в качестве дезинфицирующего средства для овощей, таких как салат.

Твердый перманганат калия является сильным окислителем, поэтому его следует хранить отдельно от восстановителей. Для некоторых реакций требуется немного воды. Например, перманганат калия и сахарная пудра воспламенится (но не взорвутся) через несколько секунд после добавления капли воды. Райт-младший, Калкинс Э., Хамфри Р.Л. Лабораторное исследование . 1977 мар; 36 (3): 274-81. PMID 839739 ,

Перманганат калия (Kmno4) | Применение, физические и химические свойства перманганата калия

Что такое перманганат калия?

  • Перманганат калия - это универсальное химическое соединение пурпурного цвета.

  • Это калиевая соль марганцевой кислоты.

  • Также известный как перманганат калия, он имеет много других названий, таких как минерал хамелеон, кристаллы Конди и гипермаган.

  • Перманганат калия был впервые произведен немецким химиком Иоганном Рудольфом Глаубером в 1659 году, но вскоре о нем забыли.Он был заново открыт британским химиком Генри Конди, который производил дезинфицирующие средства, известные как «кристаллы Конди». Перманганат калия имел большой успех.

  • Обладает окислительными свойствами, поэтому нашло разнообразное применение в медицинской и химической промышленности.

  • Его химическая формула - KMnO4.

Физические свойства перманганата калия - KMnO4

  • Это химическое соединение ярко-фиолетового или бронзового цвета.

  • Имеет плотность 2.7 г / мл, а его молярная масса составляет 158,034 г / моль.

  • Состав не имеет запаха, то есть не имеет запаха, но имеет сладкий вкус.

  • Он имеет высокую температуру плавления 2400 C.

  • Он в основном встречается в виде порошка, кристаллов или таблеток.

Химические свойства перманганата калия

  • Перманганат калия растворим в ацетоне, воде, пиридине, метаноле и уксусной кислоте.Он также легко растворяется в неорганических растворителях.

  • Имеет насыщенный фиолетовый цвет в концентрированном растворе и розовый цвет в разбавленном растворе.

Концентрированные и разбавленные растворы перманганата калия

  • Не горючий, но поддерживает горение других веществ.

  • В нормальных условиях это очень стабильное соединение, но при нагревании разлагается с образованием MnO2 и высвобождением кислорода.

2KMnO4 ∆ → K2MnO4 + MnO2 + O2

  • Это сильный окислитель (соединение, которое может легко передавать свой кислород другим веществам), образуя темно-коричневый диоксид марганца (MnO2), который окрашивает все, что есть органические.Он легко может принимать электроны от других веществ.

  • Он бурно реагирует с серной кислотой, приводя к взрыву.

  • Он немедленно вступает в реакцию с глицерином и простыми спиртами с образованием пламени и дыма.

Структура перманганата калия - KMnO4

  • Перманганат калия представляет собой ионное соединение, состоящее из катиона калия (K +) и перманганат-аниона (MnO4-).

  • В перманганат-анионе (MnO4-) атом марганца связан с четырьмя атомами кислорода тремя двойными связями и одной одинарной связью.Его структуру можно записать следующим образом.

  • Степень окисления марганца в этой соли +7.

  • Кристаллическая структура твердого KMnO4 орторомбическая. Каждая структура MnO4- присутствует в тетраэдрической геометрии.

Реакции перманганата калия (KMnO4)

Большинство реакций с перманганатом калия представляют собой окислительно-восстановительные реакции (химическая реакция, при которой одно вещество окисляется, а другое восстанавливается).

KMnO4 может окислять многие неорганические соединения.Среда раствора играет важную роль в определении продуктов реакции.

2KMnO4 + 5Na2SO3 + 3h3SO4🡪 2MnSO4 + 5Na2SO₄ + K2SO4 + 3h3O

2KMnO4 + 3K2SO3 + h3O 🡪 3K2SO4 + 2MnO2 + 2KOH

2KM🡪NO4 + 2KOH

2KM🡪NO4.

алкенов и манганат калия (VII) (перманганат)

Если продукт имеет одну углеводородную группу и один водород

Например, предположим, что первая стадия реакции была:

В этом случае первая молекула продукта имеет метильную группу и водород, присоединенный к карбонильная группа. Это другой вид соединения, известный как альдегид.

Альдегиды легко окисляются с образованием карбоновых кислот, содержащих группу -COOH.Таким образом, на этот раз реакция пойдет на следующую стадию с получением этановой кислоты, CH 3 COOH.

Структура кислоты была немного изменена, чтобы она больше походила на то, как мы обычно извлекаем кислоты, но в итоге кислород оказался между углеродом и водородом.

Таким образом, общий эффект манганата калия (VII) на этот вид алкена составляет:

Очевидно, если бы к обоим атомам углерода на концах двойной углерод-углеродной связи был присоединен атом водорода, вы бы получили две молекулы карбоновой кислоты, которые могли бы быть одинаковыми или разными, в зависимости от того, были ли одинаковые алкильные группы. или другое.

Поиграйте с этим, пока не будете довольны. Нарисуйте несколько алкенов, каждый из которых имеет водород, присоединенный к обоим концам двойной углерод-углеродной связи. Меняйте алкильные группы - иногда одинаковые на каждом конце двойной связи, иногда разные. Окислите их, чтобы образовались кислоты, и посмотрите, что у вас получится.

Если продукт содержит два атома водорода, но не содержит углеводородной группы

Можно было ожидать, что при этом будет образована метановая кислота, как в уравнении:

Но это не так! Это потому, что метановая кислота также легко окисляется раствором манганата калия (VII).Фактически, он полностью окисляет его до двуокиси углерода и воды.

Таким образом, уравнение в таком случае могло бы быть, например:

Точная природа другого продукта (в данном примере пропанона) будет варьироваться в зависимости от того, что было присоединено к правому атому углерода в двойной связи углерод-углерод.

Если бы на обоих концах двойной связи было по два атома водорода (другими словами, если бы у вас был этен), то все, что вы получили бы, - это диоксид углерода и вода.

 

Сводка

Подумайте о обоих концах двойной связи углерод-углерод по отдельности, а затем объедините результаты.

  • Если на одном конце связи есть две алкильные группы, эта часть молекулы даст кетон.

  • Если есть одна алкильная группа и один водород на одном конце связи, эта часть молекулы даст карбоновую кислоту.

  • Если на одном конце связи есть два атома водорода, эта часть молекулы даст диоксид углерода и воду.

 

В чем смысл всего этого?

Работа с результатами поможет вам определить структуру алкена. Например, алкен C 4 H 8 имеет три структурных изомера:

Определите, какие из них дали бы каждый из следующих результатов, если бы их обрабатывали горячим концентрированным раствором манганата (VII) калия. Вышеуказанные изомеры: , а не в порядке A, B и C.

Не читайте ответы в зеленой рамке, пока не попробуете это.

  • Изомер A дает кетон (пропанон) и диоксид углерода.

  • Изомер B дает карбоновую кислоту (пропановую кислоту) и диоксид углерода.

  • Изомер C дает карбоновую кислоту (этановую кислоту).

.

KMnO4 (перманганат калия) - структура, получение, свойства, применение

    • Классы
      • Класс 1-3
      • Класс 4-5
      • Класс 6-10
      • Класс 11-12
    • КОНКУРСНЫЙ ЭКЗАМЕН
      • BNAT 000 NC
        • 000 NC Книги
          • Книги NCERT для класса 5
          • Книги NCERT для класса 6
          • Книги NCERT для класса 7
          • Книги NCERT для класса 8
          • Книги NCERT для класса 9
          • Книги NCERT для класса 10
          • Книги NCERT для класса 11
          • Книги NCERT для класса 12
        • NCERT Exemplar
          • NCERT Exemplar Class 8
          • NCERT Exemplar Class 9
          • NCERT Exemplar Class 10
          • NCERT Exemplar Class 11
          • NCERT 9000 9000
          • NCERT Exemplar Class
            • Решения RS Aggarwal, класс 12
            • Решения RS Aggarwal, класс 11
            • Решения RS Aggarwal, класс 10
            • 90 003 Решения RS Aggarwal класса 9
            • Решения RS Aggarwal класса 8
            • Решения RS Aggarwal класса 7
            • Решения RS Aggarwal класса 6
          • Решения RD Sharma
            • RD Sharma Class 6 Решения
            • Решения RD Sharma
            • Решения RD Sharma Class 8
            • Решения RD Sharma Class 9
            • Решения RD Sharma Class 10
            • Решения RD Sharma Class 11
            • Решения RD Sharma Class 12
          • PHYSICS
            • Механика
            • Оптика
            • Термодинамика Электромагнетизм
          • ХИМИЯ
            • Органическая химия
            • Неорганическая химия
            • Периодическая таблица
          • MATHS
            • Теорема Пифагора
            • 0004
            • 000300030004
            • Простые числа
            • Взаимосвязи и функции
            • Последовательности и серии
            • Таблицы умножения
            • Детерминанты и матрицы
            • Прибыль и убыток
            • Полиномиальные уравнения
            • Деление фракций
          • 000
          • 000
          • 000
          • 000
          • 000
          • 000 Microology
          • 000
          • 000 Microology
          • 000 BIOG3000
              FORMULAS
              • Математические формулы
              • Алгебраические формулы
              • Тригонометрические формулы
              • Геометрические формулы
            • КАЛЬКУЛЯТОРЫ
              • Математические калькуляторы
              • 0003000 PBS4000
              • 000300030002 Примеры калькуляторов химии
              • Класс 6
              • Образцы бумаги CBSE для класса 7
              • Образцы бумаги CBSE для класса 8
              • Образцы бумаги CBSE для класса 9
              • Образцы бумаги CBSE для класса 10
              • Образцы бумаги CBSE для класса 11
              • Образцы бумаги CBSE чел. для класса 12
            • CBSE - вопросник за предыдущий год
              • CBSE - вопросник за предыдущий год, класс 10
              • CBSE - за предыдущий год - вопросник, класс 12
            • HC Verma Solutions
              • HC Verma Solutions Class 11 Physics
              • Решения HC Verma, класс 12, физика
            • Решения Лакмира Сингха
              • Решения Лакмира Сингха, класс 9
              • Решения Лакмира Сингха, класс 10
              • Решения Лакмира Сингха, класс 8
            • Заметки CBSE
            • , класс
                CBSE Notes
                  Примечания CBSE класса 7
                • Примечания CBSE класса 8
        ,

        Смотрите также