Термическое разложение перманганата калия


Разложение KMnO4, напишите уравнение реакции

Перманганат калия представляет собой прозрачные кристаллы красно-фиолетового (почти черного) цвета, которые разлагаются при нагревании. Молекулярное уравнение реакции термического разложения KMnO4 (перманганата калия), протекающее при температуре выше приводит к образованию манганата калия, оксида марганца (IV) и кислорода (лабораторный способ получения этого газа) и имеет вид:

   

Перманганат калия умеренно растворяется в воде, даже при подкислении раствора серной кислотой (раствор окрашивается в интенсивный фиолетовый цвет), но при этом не гидролизуется.
Кристаллогидратов не образует. Разлагается в растворе (медленно), при действии концентрированных кислот, щелочей и гидрата аммиака при нагревании. Сильный окислитель в растворе и при спекании; в сильнокислотной среде восстанавливается, как правило, до , в нейтральной среде до , в сильнощелочной среде — до . Реагирует с типичными восстановителями, этанолом, водородом. Вступает в реакции обмена.

   

   

   

Перманганат калия получают в результате химического или электрохимического окисления соединений марганца, а также по реакции диспропорционирования манганата калия.

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, т.е. 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.

  • При нормальных условиях это высокостабильное 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 может легко 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

.

Перманганат калия - Википедия

Перманганат калия
Идентификация
Nom UICPA Манганат (VII) калия
Синонимы

cristal de Condy, перманганат калий ...

N или CAS 7722-64-7
N o ECHA 100.028.874
N или CE 231-760-3
Код УВД V03AB18
PubChem 516875
Внешний вид cristaux violet foncé [1] , prismes violets à éclat métallique
Propriétés chimiques
Formule brute KMnO 4 [Изомеры]
Masse molaire [2] 158,0339 ± 0,0013 г / моль
K 24,74%, Mn 34,76%, O 40,5%,
Propriétés Physiques
T ° fusion разлагается до 240 ° C без учета точки плавления [1]
Solubilité dans l'eau à 20 ° C : 64 г · л -1 [1] ,
Soluble dans l'acétone, l'acide acétique glacial, le méthanol
Объемная масса 2,7 г · см -3 [1]
Pression de vapeur saturante 0,01 мбар à 20 901 12 ° C
Thermochimie
S 0 твердый 171.7 Дж / моль · К
Δ f H 0 твердый -813,4 кДж / моль
Propriétés optiques
Indice de réfraction 1,59
Меры предосторожности
SGH [3]
h372, h402, h414, h510, P220, P260, P273, P280, P391, P303 + P361 + P353, P303 + P340 + P340 + P340 + P340 P378,

h372 : Peut aggraver un incendie; горючий
h402 : Nocif en cas d'ingestion
h414 : Provoque de graves brûlures de la peau et des lésions oculaires
h510 : Très toxique pour les organismes aquatiques P2, Entraîne des effets : Tenir / stocker à l'écart des vêtements /… / matières combustibles
P260 : Ne pas respirer les poussières / fumées / gaz / brouillards / vapeurs / aérosols.
P273 : Éviter le rejet dans l’environnement.
P280 : Переносчик средств защиты / средств защиты / оборудования защиты лица / лица.
P391 : Recueillir le produit répandu.
P303 + P361 + P353 : En cas de contact avec la peau (ou les cheveux): устранение загрязнения окружающей среды. Rincer la peau à l’eau / se doucher.
P304 + P340 + P310 : En cas d'inhalation: транспортировщик для защиты от повреждений и ремонта в репозиториях в положении, в котором находится респиратор с комфортом.Appeler immédiatement un CENTER ANTIPOISON / un medecin.
P370 + P378 : En cas d’incendie: utiliser… pour l’extinction.

SIMDUT [4]

C, E, C : Matière comburante
, потому что мы предпочитаем сгорание autre matière и degageant de l'oxygène
E : Matière corrosive de la peau chez l'humain

Раскрытие на 1,0% по списку ингридиентов

NFPA 704

Транспортный
Код Kemler:
50 : matière comburante (Favorise l'incendie)
Numéro ONU:
1490 : PERMANGANATE DE ClUMasse 900: PERMANGANATE DE .
1
Этикет:

5.1 : Matières comburantes
Emballage:
Groupe d'emballage II : matières moyennement dangereuses;

Unités du SI et CNTP , индикация sauf напротив.
модификатор

Le перманганат калия - это химический ангидридный состав, твердый ионный состав калия K + 4 - химическая формула KMnO 4 Les atomes de manganèse y sont au degré d'oxydation + VII, si bien que son nom selon l'IUPAC est манганат (VII) калия . Comme il est très soluble dans l'eau, c'est un important sel en chimie inorganique, en speulier en manganimétrie или анализ дозировки с перманганатом.

Перманганат калия KMnO 4 - мощный оксидант. À l'etat solide, il se présente sous la forme de cristaux violets à éclat métallique.

Или разлагается термическим сжижением до 240 ° C на диоксиде марганца и газе оксигена.

2 KMnO 4 твердая шаффе à 240 ° C → 2 MnO 2 9033 твердый нуар + 3/2 O 2 газ диоксиген + K 2 O

Растворимые в воде, водный раствор фиолетового цвета, интенсивный круассан с высокой концентрацией.

Sécurité [модификатор | модификатор кода файла]

Перманганат твердого калия - это мощный оксидант. Il se produit une réaction très exothermique lorsqu'il est mélangé à de la glycérine. Il peut alors se produire une spontanée qui peut faire fondre le verre et un grand nombre derescipients et peut enflammer toutes легковоспламеняющиеся вещества. Этот тип реакции может быть произведен без перманганата калия KMnO 4 solide est mis en contact avec un grand nombre de composés organiques.Водные растворы KMnO 4 и другие разбавленные растворы, не содержащие опасностей. Меланж перманганата калия и сернистого серного концентрата, производимого Mn 2 O 7 , который является первоначальным взрывом. Перманганат калия ne doit jamais être conservé proche de pétrole ou de toute вещество, легко окисляемое. Enfin, меланж перманганата калия и хлористоводородной кислоты, концентрированный продукт дихлора, газ hautement toxique.

Перманганат калия peut tacher les vêtements ou encore la peau, il réagit avec la peau ou les текстиль, ассимилируемые вещества в составе редукторов для тела оксиданта, и laisse des traces de dioxyde de manganèse, cela créeunes des taches marron sur la peau des apprentis chimistes ou des objets. Плюс серьезный, il ronge profondément les muqueuses souillées et les parois du tube digestif jusqu'à l'estomac s'il est ingéré accidentellement. Решения Ce corps et ses содержат фрахты, выполняемые с соблюдением всех мер предосторожности.Les taches sur les vêtements peuvent être nettoyées en utilisant du sulfate de fer (II) or l'acide oxalique. Les taches sur la peau disparaissent au bout de 3 semaines environmental voire 1 mois et même plus dans specific cas. Les taches sur les ongles peuvent être éliminées avec de l'acide oxalique.

La vente et l'utilisation de permanganate de cali ont été restreintes aux USA par la Управление по борьбе с наркотиками. De plus, ce composé est listé dans la Table I des précurseurs par la Convention des Nations unies contre le trafic de drogues ratifié en 1988 par l'ONU.

  • R: 8 (Любимое воспламенение горючих веществ)
  • R: 22 (Nocif en cas d'ingestion)
  • R: 50/53 (Très toxique pour les Organismes Aquatiques, et peut entraîner des effets néfastes à long term sur l'environnement aquatique)
  • S: 2 (Conserver hors de la portée des enfants)
  • S: 60 (Удаленный продукт и получатель, полученный в результате обнаружения опасности)
  • S: 61 (Éviter le rejet dans l'environnement. Консультант по специальным инструкциям / fiche de données de sécurité)

Histoire [модификатор | модификатор кода файла]

Ce composé est également connu sous le nom Historique de "Cristal de Condy".«Перманганат калия» открыт и изолирован в 1659 году.

Премьер-фотограф фотографирует со вспышками.

C'est un des grands oxydants Industriels. c'est aussi un décapant du bois, et à faibles, un agent de blanchiment pour diverses matières et un décolorant pour les huiles. En santé, il est utilisé en tant qu'antiseptique.

Энергетическая, двигательная и авторские устройства [модификатор | модификатор кода файла]

  • Solution aqueuse conjointement à du T-Stoff Com propulseur pour l'avion fusée Messerschmitt Me 163.Эта комбинация является connue sous le nom de Z-Stoff et est toujours en usage pour la propulsion des torpilles.
  • Меланж перманганата калия и кислородного масла, производящий грандиозное количество воды: это собственное средство, используемое в частности, для использования катапультов, служащих копьем, для кулона V1 par les Allemands для Seconde Guerre mondia.
  • De nombreux illusionnistes utilisent du glycéré et du permanganate de potassium pour créer des flammes violettes.

Réactif en synthèse [модификатор | модификатор кода файла]

Перманганат калия используется как активный оксидант в большом количестве химических реакций в лаборатории, связанной с промышленностью. Il est également utilisécom désinfectant etcom désodorisant. Il est utilisé pour traiter определенных инфекций des poissons dues à des parasites, pour le traitement de l'eau potable ainsi que com antidote pour les empoisonnements par le phosphore.

Перманганат калия, который используется в процессе активного синтеза, в большом количестве различных органических композитов.Разбавленный раствор KMnO 4 , утилизированный в холодном состоянии, позволяет преобразовать органический состав в двойное соединение карбона и карбона в диоле. Растворы плюс концентраты, обеспечивающие постоянный оксидный раствор метилового эфира в группе ароматических веществ в карбоксильной группе. Перманганат калия - средство для перманентного окисления органических соединений.

Перманганат калия используется как активный ингредиент для определения индексов каппы в папье.

Перманганат калия aussi la propriété de s'enflammer sans allumettes au contact de la glycérine, продуцирует нарушенное пламя в окружающей среде за 20 секунд.

Application en chimie analytique [модификатор | модификатор кода файла]

En chimie analytique, при использовании парфюмированного раствора для концентрирования KMnO. 4 для титрований для оксидирования в цветовой палитре Violette Marquée. В растворе ацида, в растворах фиолетового перманганата калия, которые восстанавливаются, залить прежний раствор, содержащий розовое содержание ионов марганца в оксидатион + II Mn 2+ .Основное решение, полное восстановление и перманганатные ионы, не восстановленные в MnO 2 , приготовленные на основе марганцевых ионов, не содержащих оксидирования + IV.

Révélateur для хроматографии на кушетке [модификатор | модификатор кода файла]

Перманганат калия, используемый в качестве свежего вещества для хроматографии на мягком фарше, в частности, в меланже:

  • 10 г de K 2 CO 3
  • 1,5 г de KMnO 4
  • 150 мл d'eau distillée
  • 1,25 мл гидроксида натрия (NaOH) в 10% растворе.

Органический раствор органических соединений, содержащий спирты, альдегиды или альсены. Использовать по испарению или по тремпажу зубного налета. Зоны мигрирующего налета на оксидные соединения, содержащие перманганат калия, присутствуют в желтом марроне, вызывающем образование MnO 2 для реакции окисления, и находятся в зонах окисления зубного налета. molécules oxydables restent violettes. Это может быть использовано на алюминиевых и кремниевых пластинах, а также на пластинах, необходимых для обработки композиционных материалов.

Traitement de l'eau [модификатор | модификатор кода файла]

Перманганат калия используется для оксидных веществ и марганцевых веществ в процессе использования коньячных продуктов, произведенных в искусстве. Après dosage, l'eau traitée est passée dans des filters spécifiques.

Qualité de l'eau [модификатор | модификатор кода файла]

Quand il est nécessaire d’évaluer la Quantité de matières organic d’une eau destinée à la consomitation humaine, la méthode retenue est la determination de l’xydabilité au permanganate de cal, à chaud et en milieu acide.Французский закон об оксидацинии в перманганате калия, после 10 минут в кислотной среде, в воде, в воде до 5 мг · л -1 en oxygène.

L'indice de permanganate [5] d'une eau соответствует количеству оксигена, exprimée en mg.L-1, cédée par l'ion permanganate et consommée par les matières oxydables contenues dans un litre d ' Eau.

При использовании парфюмированного перманганата калия для удаления загрязняющих веществ из нижнего слоя.Инъекция в водный слой, обеспечивающая окисление органических загрязнителей (TCE et autres solvants à base de chlore notamment).

Консервирование фруктов [модификатор | модификатор кода файла]

Перманганат калия в пакетиках, содержащих бананы или помидоры, оксидный оксид на этиленгликоле, придание мезоризации и продление срока годности фруктов, выращиваемых без дополнительной обработки, [6] , [7] , [8] .

Использует médicaux [модификатор | модификатор кода файла]

Класс фитофармацевтический [модификатор | модификатор кода файла]

План регулирования производства фитофармацевтических препаратов:

Applications médicales [модификатор | модификатор кода файла]
  • Баня-де-буш в разбавленном растворе, KMnO 4 (1/4%).
  • Дезинфицирующее средство для воды (1%) (ликер Дакен).
  • eczéma notamment mycosique, peut être utilisé dans le traitement simomatique (местная дезинфекция) и полностью, voire remplacer, les traitements à base de cortisique (dilué au 1/10 000 °, soit 1 sachet de 0,5 g pour 5 литров d'Eau).
  1. a b c et d PERMANGANATE DE POTASSIUM, fiche (s) de sécurité du Program International sur la Sécurité des Substances Chimiques, консультант (ы) le 9 мая 2009 г.
  2. ↑ Masse molaire Calculée d’après « Атомные веса элементов 2007 », на сайте www.chem.qmul.ac.uk.
  3. ↑ Fiche de Sécurité établie par Sigma-Aldrich https://www.sigmaaldrich.com/MSDS/MSDS/DisplayMSDSPage.do?country=FR&language=fr&productNumber=223468&brand=SIGALD%Ftt&PageToGo.sigmaaldrich.com% 2Fcatalog% 2Fsearch% 3Fterm% 3DKMnO4% 26interface% 3DAll% 26N% 3D0% 26mode% 3Dmatch% 2520partialmax% 26lang% 3Dfr% 26region% 3DFR% 26focus% 3Dproduct (консультироваться от 22 мая 2019 г.)
  4. ↑ «Перманганат калия» в основе химикатов Reptox CSST (Organisme Québécois ответственный за безопасность и безопасность), см. От 25 апреля 2009 г.
  5. ↑ ISO 8467: 1993 Качество перманганата - Определение индекса перманганата
  6. ↑ Скотт К.Дж., МакГлассон В.Б. и Робертс Э.А., « Перманганат калия как абсорбент этилена в полиэтиленовых мешках для задержки созревания бананов при хранении », Австралийский журнал экспериментального сельского хозяйства и животноводства , том. 10, n o 43, , p. 237 (DOI 10.1071 / EA9700237)
  7. ↑ Скотт К.Дж., Блейк, Дж. Р., Страча, Г., Тагвелл, Б. Л. и МакГлассон, В. Б., « Транспортировка бананов при температуре окружающей среды с использованием полиэтиленовых пакетов », Тропическое сельское хозяйство (Тринидад) , том. 48, , стр. 163–165
  8. ↑ Скотт К.Дж. и Ганданегара С., « Влияние температуры на срок хранения бананов в полиэтиленовых пакетах с этиленовым абсорбентом », Тропическое сельское хозяйство (Тринидад) , том. 51, , стр. 23–26
  9. ↑ Примерный перечень основных лекарственных средств ВОЗ, 18-й список, апрель 2013 г.
  • (en) F. A. Cotton, G. Wilkinson, C. A. Murillo, et M. Bochmann, Advanced Inorganic Chemistry, 6th Edition , Wiley-VCH, . (ISBN 0-471-19957-5)
  • G. Schuster, Sur l'oxydation de quelques corps gras par le permanganate de cali, étude de l'huile de ricin, des beurres de cacao, d'illipé, de karité et du beurre de vache.Synthèse de quelques glycérides azélaïques , LGDJ, 1932
,

Wikizero - Перманганат калия

Перманганат калия представляет собой неорганическое соединение с химической формулой KMnO 4 и состоит из K + и MnO -
4 . Это пурпурно-черное кристаллическое вещество, которое растворяется в воде с образованием ярко-розовых или пурпурных растворов. [ необходима ссылка ]

Перманганат калия широко используется в химической промышленности и лабораториях как сильный окислитель, а также как лекарство от дерматита, для очистки ран и общей дезинфекции.Он включен в Примерный перечень основных лекарственных средств ВОЗ, наиболее безопасных и эффективных лекарственных средств, необходимых в системе здравоохранения. [5] В 2000 году мировое производство оценивалось в 30 000 тонн. [ необходима ссылка ]

Практически во всех областях применения перманганата калия используются его окислительные свойства. [6] Как сильный окислитель, не образующий токсичных побочных продуктов, KMnO 4 находит множество нишевых применений. [ необходимая цитата ]

Использование в медицине [править]

Перманганат калия используется для ряда кожных заболеваний. [7] Сюда входят грибковые инфекции стопы, импетиго, пузырчатка, поверхностные раны, дерматиты и тропические язвы. [8] [7] Он включен в Список основных лекарственных средств Всемирной организации здравоохранения - самых безопасных и эффективных лекарств, необходимых в системе здравоохранения. [5]

Водоподготовка [править]

Перманганат калия широко используется в промышленности водоподготовки. Он используется в качестве регенерирующего химического вещества для удаления железа и сероводорода (запах тухлых яиц) из колодезной воды через фильтр «Марганцевый зеленый песок».«Пот-Пермь» также продается в магазинах бассейнового инвентаря и используется дополнительно для очистки сточных вод. Исторически он использовался для дезинфекции питьевой воды [9] [10] и может сделать воду розовой. [11] В настоящее время он находит применение для борьбы с вредными организмами, такими как мидии зебры, в системах сбора и очистки пресной воды. [12]

Синтез органических соединений [править]

Основное применение KMnO 4 - это реагент для синтеза органических соединений. [13] Для синтеза аскорбиновой кислоты, хлорамфеникола, сахарина, изоникотиновой кислоты и пиразиноевой кислоты требуются значительные количества. [6]

KMnO 4 используется в качественном органическом анализе для проверки наличия ненасыщенности. Его иногда называют реагентом Байера в честь немецкого химика-органика Адольфа фон Байера. Реагент - щелочной раствор перманганата калия. Реакция с двойными или тройными связями (-C = C- или -C≡C-) приводит к изменению цвета от пурпурно-розового до коричневого.Альдегиды и муравьиная кислота (и формиаты) также дают положительный результат. [14] Тест устарел.

Аналитическое использование [править]

Перманганат калия можно использовать для количественного определения общего окисляемого органического материала в водной пробе. Определенное значение известно как значение перманганата . В аналитической химии стандартизованный водный раствор KMnO 4 иногда используется в качестве окислительного титранта для окислительно-восстановительного титрования (перманганометрия).По мере титрования перманганата калия раствор приобретает светлый оттенок пурпурного цвета, который темнеет по мере добавления в раствор избытка титранта. Подобным образом его используют в качестве реагента для определения числа Каппа древесной массы. Для стандартизации растворов KMnO 4 часто используется восстановление щавелевой кислотой. [15]

Водные кислотные растворы KMnO 4 используются для сбора газообразной ртути в дымовых газах во время испытаний выбросов из стационарных источников. [16]

В гистологии перманганат калия использовался в качестве отбеливающего агента. [17] [18]

Консервация плодов [править]

Этиленовые абсорбенты продлевают срок хранения бананов даже при высоких температурах. Этот эффект можно использовать, упаковывая бананы в полиэтилен вместе с перманганатом калия. Удаляя этилен путем окисления, перманганат задерживает созревание, увеличивая срок хранения фруктов до 4 недель без необходимости охлаждения. [19] [20] [21]

Наборы для выживания [править]

Перманганат калия обычно включается в наборы для выживания: как гиперголический источник огня [требуется ссылка ] (смешанный с антифризом от автомобильного радиатора или глицерина и перманганата калия), [22] [23] [24] стерилизатор воды, а также для подачи сигналов бедствия на снегу. [25]

Пожарная служба [править]

Перманганат калия добавлен в "диспенсеры пластиковых сфер" для создания обратных пожаров, возгораний и контролируемых ожогов.Полимерные сферы, напоминающие шары для пинг-понга, содержащие небольшое количество перманганата, впрыскиваются этиленгликолем и проецируются в область, где желательно воспламенение, где они самопроизвольно воспламеняются через несколько секунд. [26] [27] Используются как портативные [27] , так и вертолетные [26] или устанавливаемые на лодке [27] диспенсеры пластиковых сфер.

Другие применения [править]

Перманганат калия является одним из основных химических веществ, используемых в кино- и телевизионной промышленности для «старения» опор и декораций.Его готовое преобразование в коричневый MnO 2 создает "столетний" или "старинный" вид на гессенской ткани (мешковине), веревках, дереве и стекле. [28]

Перманганат калия можно использовать для окисления кокаиновой пасты с целью ее очистки и повышения ее стабильности. Это привело к тому, что Управление по борьбе с наркотиками в 2000 году начало операцию «Пурпур» с целью мониторинга мировых поставок перманганата калия; однако вскоре после этого стали использовать производные перманганата калия и их заменители, чтобы избежать операции. [29]

В агрохимии он используется для оценки доступного азота в почве. [необходима ссылка ]

История [править]

В 1659 году Иоганн Рудольф Глаубер сплавил смесь минерального пиролюзита (диоксид марганца, MnO 2 ) и карбоната калия, чтобы получить материал, который при растворении в вода, давала зеленый раствор (манганат калия), который медленно становился фиолетовым, а затем, наконец, красным. [30] Этот отчет представляет собой первое описание производства перманганата калия. [31] Менее чем 200 лет спустя лондонский химик Генри Боллманн Конди заинтересовался дезинфицирующими средствами; он обнаружил, что сплавление пиролюзита с гидроксидом натрия (NaOH) и растворение его в воде дает раствор с дезинфицирующими свойствами. Он запатентовал это решение и продал его как «жидкость Конди». Несмотря на эффективность, решение было не очень стабильным. Это было преодолено за счет использования гидроксида калия (КОН), а не NaOH. Это было более стабильно и имело преимущество легкости превращения в столь же эффективные кристаллы перманганата калия.Этот кристаллический материал был известен как «кристаллы Конди» или «порошок Конди». Перманганат калия было сравнительно легко производить, поэтому Конди впоследствии был вынужден потратить значительное время на судебные разбирательства, чтобы помешать конкурентам продавать аналогичные продукты. [32]

Ранние фотографы использовали его как компонент порошковой вспышки. Сейчас его заменяют другими окислителями из-за нестабильности перманганатных смесей.

Препарат [править]

Перманганат калия получают промышленным способом из диоксида марганца, который также встречается в виде минерального пиролюзита.В 2000 году мировое производство оценивалось в 30 000 тонн. [6] MnO 2 плавится с гидроксидом калия и нагревается на воздухе или с другим источником кислорода, таким как нитрат калия или хлорат калия. [6] Этот процесс дает манганат калия:

2 MnO 2 + 4 KOH + O 2 → 2 K 2 MnO 4 + 2 H 2 O

(с натрием гидроксида, конечным продуктом является не манганат натрия, а соединение Mn (V), что является одной из причин, по которой перманганат калия используется чаще, чем перманганат натрия.Кроме того, соль калия лучше кристаллизуется. [6] )

Затем манганат калия превращается в перманганат путем электролитического окисления в щелочной среде:

2 K 2 MnO 4 + 2 H 2 O → 2 KMnO 4 + 2 KOH + H 2

Другие методы [править]

Манганат калия, хотя и не имеет коммерческого значения, может быть окислен хлором или диспропорционированием в кислых условиях. [33] Реакция окисления хлора:

2 K 2 MnO 4 + Cl 2 → 2 KMnO 4 + 2 KCl

И реакция диспропорционирования, вызванная кислотой, может быть записана как

3 K 2 MnO 4 + 4 HCl → 2 KMnO 4 + MnO 2 + 2 H 2 O + 4 KCl

Для этого достаточно слабой кислоты, например угольной кислоты реакция:

3 K 2 MnO 4 + 2 CO 2 → 2 KMnO 4 + 2 K 2 CO 3 + MnO 2

Также могут образовываться перманганатные соли путем обработки раствора ионов Mn 2+ сильными окислителями, такими как диоксид свинца (PbO 2 ), висмутат натрия (NaBiO 3 ) или пероксидисульфат.В тестах на присутствие марганца используется яркий фиолетовый цвет перманганата, производимого этими реагентами.

Структура [править]

KMnO 4 образует орторомбические кристаллы с константами: a = 910,5 пм, b = 572,0 пм, c = 742,5 пм. Общий мотив аналогичен таковому для сульфата бария, с которым он образует твердые растворы. [34] В твердом теле (как и в растворе) каждый центр MnO 4 является тетраэдрическим.Расстояния Mn – O составляют 1,62 Å. [35]

Реакции [править]

Органическая химия [править]

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 обесцвечивает первоначально фиолетовый раствор перманганата и генерирует коричневый осадок (MnO 2 ). В этом контексте его иногда называют реактив Байера .Однако бром лучше подходит для количественного измерения ненасыщенности (двойные или тройные связи), поскольку KMnO 4 , будучи очень сильным окислителем, может реагировать с множеством групп.

В кислых условиях двойная связь алкена расщепляется с образованием соответствующей карбоновой кислоты: [36]

CH 3 (CH 2 ) 17 CH = CH 2 + 2 KMnO 4 + 3 H 2 SO 4 → CH 3 (CH 2 ) 17 COOH + CO 2 + 4 H 2 O + K 2 SO 4 + 2 MnSO 4

Перманганат калия окисляет альдегиды до карбоновых кислот, например, превращение n -гептаналя в гептановую кислоту: [37]

5 C 6 H 13 CHO + 2 4 + 3 H 2 SO 4 → 5 C 6 H 13 COOH + 3 H 2 O + K 2 SO 4 + 2 MnSO 4

Четный алкильная группа (с бензильным водородом) в ароматическом кольце окисляется, например.грамм. толуол в бензойную кислоту. [38]

5 C 6 H 5 CH 3 + 6 KMnO 4 + 9 H 2 SO 4 → 5 C 6 H 5 COOH + 14 H 2 O + 3 K 2 SO 4 + 6 MnSO 4

Гликоли и полиолы обладают высокой реакционной способностью по отношению к KMnO 4 . Например, добавление перманганата калия к водному раствору сахара и гидроксида натрия вызывает химическую реакцию хамелеона, которая включает резкие изменения цвета, связанные с различными степенями окисления марганца.Связанная с этим энергичная реакция используется в качестве разжигания огня в наборах для выживания. Например, смесь перманганата калия и глицерина или измельченной глюкозы легко воспламеняется. [22] Его стерилизующие свойства - еще одна причина для включения KMnO 4 в набор для выживания.

Сам по себе перманганат калия не растворяется во многих органических растворителях. Если желателен органический раствор перманганата, «пурпурный бензол» может быть приготовлен либо путем обработки двухфазной смеси водного перманганата калия и бензола четвертичной аммониевой солью, [39] , либо путем отделения катиона калия с короной эфир. [40]

Реакция с кислотами [править]

Реакция перманганата с концентрированной соляной кислотой дает хлор. Mn-содержащие продукты окислительно-восстановительных реакций зависят от pH. Кислые растворы перманганата восстанавливаются до бледно-розового иона марганца (II) (Mn 2+ ) и воды. В нейтральном растворе перманганат восстанавливается только тремя электронами с образованием диоксида марганца (MnO 2 ), в котором марганец находится в степени окисления +4. Это материал, который окрашивает кожу при обращении с KMnO 4 .KMnO 4 самопроизвольно восстанавливается в щелочном растворе до зеленого K 2 MnO 4 , в котором марганец находится в степени окисления +6.

При добавлении концентрированной серной кислоты к перманганату калия происходит любопытная реакция. Концентрированная серная кислота реагирует с KMnO 4 с образованием Mn 2 O 7 , который может быть взрывоопасным. [41] Хотя никакой реакции может не быть, пар над смесью воспламенит бумагу, пропитанную спиртом.Перманганат калия и серная кислота реагируют с образованием озона, который обладает высокой окислительной способностью и быстро окисляет спирт, вызывая его возгорание. Поскольку в результате реакции также образуется взрывчатое вещество Mn 2 O 7 , это следует предпринимать только с большой осторожностью. [42] [43]

Термическое разложение [править]

Твердый перманганат калия разлагается при нагревании:

2 KMnO 4 → K 2 MnO 4 + MnO 9000 s5 2 ) + O 2

Здесь степень окисления марганца изменяется по мере разложения перманганата калия (степень окисления +7) до манганата калия (степень окисления +6) и диоксида марганца (степень окисления +4). Burriel, F .; Lucena, F .; Аррибас С. и Эрнандес Дж. (1985), Química Analítica Cualitativa , стр. 688, .


Смотрите также