Получение кислорода из перманганата калия уравнение


Получение кислорода из марганцовки

В повседневной жизни вы наверняка сталкивались с веществом, которое в быту называется «марганцовкой». Химическое название этого вещества - перманганат калия, его химическая формула KMnO4.

 

При нагревании перманганат калия разлагается с образованием кислорода. Такая реакция называется термическим разложением перманганата калия.

 

Описание:

Для опыта нужна пробирка с газоотводной трубкой. В пробирку насыпали кристаллический перманганат калия (марганцовку). При нагревании перманганат калия разлагается, выделяющийся кислород поступает по газоотводной трубке в колбу-приемник. Кислород тяжелее воздуха, поэтому не покидает колбу и постепенно заполняет ее. Если опустить тлеющую лучину в колбу с собранным кислородом, то она ярко вспыхнет, т.к. кислород поддерживает горение.

 

Уравнение проведенной реакции:

 

2 KMnO4 = K2MnO4 + MnO2  + O2 ↑

 

Это удобный способ получения кислорода, но он дорог. Из 10 г марганцовки можно получить всего 1 литр кислорода.

 

После окончания опыта и охлаждения пробирки в нее наливают несколько миллилитров воды, тщательно взбалтывают содержимое и наблюдают цвет образовавшихся веществ (К2МnO4 - зеленого цвета и МnO2 темно-бурого).

 

Благодаря свойству перманганата калия выделять кислород при нагревании, его наравне с серой, углем и фосфором применяют в различных взрывчатых смесях. Поэтому марганцовка в аптеках продается только в малых количествах и только взрослым.

 

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 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).

.

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 органический.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

+ Na2SO4 + 2MnO2 + 2KOH

2KM🡪NO4 + Na2SO2

Способы получения кислорода - MEL Chemistry

Кислород - это газ без вкуса, запаха и цвета. Это второй по распространенности газ на планете после водорода. Это сильный окислитель и химически активный неметалл. Этот газ был открыт несколькими учеными одновременно в 18 веке, и первым ученым, получившим кислород, был шведский химик Шееле в 1772 году. Французский химик Лавуазье провел исследования этого элемента и дал ему название «оксиген». .Вы можете обнаружить кислород по тлеющему дереву, которое ярко вспыхивает при контакте с газом.

Значение кислорода

Этот газ участвует в процессах горения, а кислород обрабатывается зелеными растениями, которые осуществляют процесс фотосинтеза вместе со своими листьями, обогащая атмосферу жизненно важным газом.

[Депонировать фотографии]

Как получить кислород? Газ получают из воздуха промышленными методами, при которых воздух очищается и сжимается.На нашей планете огромные запасы воды, химический состав которой частично состоит из кислорода. Это означает, что газ можно получить, расщепив воду. Мы можем сделать это дома.

Как получить кислород из воды

Для проведения эксперимента требуются следующие инструменты и материалы

• вода;

• источник электроэнергии;

• 2 пластиковых стакана;

• 2 электрода;

• Гальваническая ванна.

Давайте рассмотрим процесс. Налейте воду в гальваническую ванну, пока она не будет заполнена более чем наполовину, и добавьте 2 мл едкого натра или разбавленной серной кислоты - это повысит электропроводность воды. Сделайте отверстия на дне пластиковых стаканчиков, а через отверстия протяните электроды - угольные пластины. Мы должны изолировать воздушную прослойку между чашкой и тарелкой. Ставим чашки в ванну так, чтобы электроды были в воде, а чашки перевернуты.Между водной поверхностью и дном чашки должно быть минимум воздуха.

Припаиваем к каждому электроду по металлической проволоке, и подключаем их к источнику электричества. Электрод, подключенный к отрицательному полюсу, называется катодом, а электрод, подключенный к положительному полюсу, - анодом.

Через воду проходит электрический ток - проводится электролиз воды.

[Flickr]

Происходит химическая реакция с образованием двух газов.Водород собирается в чашке с катодом, а кислород - в чашке с анодом. Мы определяем образование газа в стаканчиках с электродами по пузырькам воздуха, поднимающимся из воды. Через трубку забираем кислород из чашки в другую емкость.

Правила безопасности

Химический эксперимент по извлечению кислорода из воды следует проводить только с соблюдением правил безопасности. Полученные в процессе электролиза воды газы необходимо смешивать.Полученный водород не должен контактировать с воздухом из-за его взрывоопасности. Для безопасных и интересных экспериментов с разными газами нажмите здесь.

Как получить кислород лабораторным методом

Первый метод : перманганат кальция налейте в пробирку и поместите пробирку над горелкой. Кристалл марганца нагревается, и выделяется кислород. Ловим газ газовой баней. Результат: 10 г перманганата кальция выделяют 1 л кислорода.

Пневматический желоб, изобретенный Стивеном Хейлсом [Википедия]

Второй метод: наливаем 5 г нитрата в пробирку, и запечатать пробирку с огнеупорной пробкой со стеклянной трубкой в ​​нем. Удерживаем пробирку на подставке, а под нее ставим ванночку с песком, чтобы избежать чрезмерного нагрева. Включаем газовую горелку и наводим пламя на пробирку.Вещество плавится, и выделяется кислород. Собираем газ через стеклянную трубку в надетый на нее баллон.

Третий способ: мы налить хлорат калия в пробирку и поместите пробирку на газовую горелку, после герметизации его с огнеупорной пробкой со стеклянной трубкой в ​​нем. Хлорат калия выделяет кислород в процессе нагрева. Собираем газ через трубу в надетый над ней баллон.

Четвертый метод : мы удерживаем пробирку на месте подставкой и вливаем в пробирку перекись водорода - нестабильное соединение при контакте с воздухом распадается на кислород и воду.Чтобы ускорить реакцию выделения кислорода, мы добавляем в пробирку активный уголь. Мы запечатать пробирку с огнестойкой пробкой со стеклянной трубкой в ​​нем, поместите воздушный шар над трубой и собирать кислород.

.

Применение перманганата калия и побочные эффекты при экземе и др.

Перманганат калия - это обычное химическое соединение, которое объединяет руду оксида марганца с гидроксидом калия.

Впервые он был разработан в качестве дезинфицирующего средства в 1857 году. С тех пор он широко используется для лечения различных кожных заболеваний, включая грибковые инфекции. Во многих странах, включая Соединенные Штаты, вам понадобится рецепт от врача, чтобы получить перманганат калия.

Продолжайте читать, чтобы узнать больше о его медицинском использовании и советах по безопасности.

При нанесении на кожу перманганат калия убивает микробы, выделяя кислород, когда он встречается с соединениями в вашей коже. Он также действует как вяжущее средство, которое является осушающим агентом.

Некоторые из состояний, которые помогает лечить перманганат калия, включают:

  • Зараженная экзема . Если у вас экзема с волдырями, перманганат калия поможет высушить их.
  • Открытые и пузырящиеся раны. Перманганат калия используется в качестве влажной повязки для ран на поверхности кожи, покрытых пузырями или сочащимися гноем.
  • Стопа спортсмена и импетиго . Перманганат калия может помочь в лечении бактериальных и грибковых инфекций кожи, таких как микоз стопы и импетиго.

Перед нанесением перманганата калия на кожу важно разбавить его водой. Для большинства медицинских целей требуется разбавление от 1 части до 10 при использовании 0,1% раствора перманганата калия.

Для достижения соответствующего разбавления с помощью перманганата калия 0.1% раствор смешайте 1 часть перманганата калия с 10 частями горячей воды. Неразбавленный перманганат калия имеет ярко-фиолетовый цвет, но разбавленный раствор должен быть розовым.

Перманганат калия необходимо разбавить , так как неразбавленный раствор может вызвать ожоги. Даже при разбавлении он может вызвать раздражение кожи, а при многократном использовании все еще может вызвать ожоги.

Перманганат калия также выпускается в таблетках по 400 миллиграмм (мг). Чтобы использовать таблетки в ванне, растворите 1 таблетку в 4 литрах горячей воды перед тем, как вылить в ванну.Принимать ванну можно дважды в день в течение двух дней.

Вот несколько рекомендаций по применению перманганата калия в определенных условиях:

  • Зараженная экзема. Используйте или создайте раствор 1: 10,000. Добавьте его в таз или ванну и замочите пораженную часть тела.
  • Поверхностные раны. Нанесите раствор 1: 10 000 на повязку и наложите его на рану. Меняйте повязку два-три раза в день.
  • Стопа спортсмена. При тяжелых инфекциях каждые восемь часов погружайте ногу в раствор перманганата калия, 1 часть в 10 000. В зависимости от того, насколько серьезна ваша инфекция, ваш врач может назначить более сильный раствор.
  • Импетиго. Осторожно вотрите раствор 1: 10 000 в пораженную кожу, чтобы удалить свободные участки кожи.

В зависимости от вашего состояния врач может посоветовать вам приготовить более сильный раствор с разбавлением 1 часть на 7000. Для этого смешайте 1 часть перманганата калия с 7 частями горячей воды.Это создаст немного более темную розовую жидкость.

Перманганат калия в целом безопасен, но он может оставить коричневое пятно на коже и ногтях, которое должно исчезнуть через день или два. Он также может оставить в ванне трудноудаляемое пятно, поэтому многие люди предпочитают использовать его в раковине меньшего размера.

Неблагоприятные побочные эффекты включают раздражение кожи, покраснение или ожоги.

Перманганат калия - это мощный раствор, который необходимо разбавить перед нанесением на кожу.Если его не разбавить, он может повредить вашу кожу, а также слизистые оболочки носа, глаз, горла, ануса и половых органов.

Не используйте его возле глаз и убедитесь, что вы не глотаете его, даже в разбавленном виде.

Для дополнительной безопасности надевайте перчатки, когда готовите раствор. Если вы используете таблетки или кристаллы перманганата калия, перед использованием раствора убедитесь, что они полностью растворились в воде. Использование горячей (не кипящей) воды поможет им раствориться.

Если он вызывает раздражение кожи или вызывает покраснение, немедленно прекратите его использование и обратитесь к врачу.

Разведение перманганата калия 1: 10000 может быть дешевым и эффективным средством лечения инфицированной экземы, импетиго и других кожных заболеваний. Тщательно соблюдайте предписанные разведения и проконсультируйтесь с врачом, если почувствуете раздражение.

.

Смотрите также