- Formulă
- Structura chimică
- Aplicații
- Medicină și veterinar
- Tratamentul apei
- Conservarea fructelor
- Acțiune la foc
- Titrant Redox
- Reactiv în sinteza organică
- Utilizări istorice
- Cum se face?
- Proprietăți
- Descompunere
- Puterea de oxidare
- Referințe
Permanganat de potasiu (KMnO 4) este un compus anorganic constând din mangan - grup de metal de tranziție 7 (VIIB) -, oxigen și potasiu. Este un solid vitroasă purpuriu profund. Soluțiile sale apoase sunt de asemenea violet închis; aceste soluții devin mai puțin violete, deoarece sunt diluate în cantități mai mari de apă.
KMnO 4 începe apoi să sufere reduceri (câștigă electroni) într-o succesiune de culori în următoarea ordine: violet> albastru> verde> galben> incolor (cu precipitat maro de MnO 2 ). Această reacție demonstrează o proprietate importantă a permanganatului de potasiu: este un agent oxidant foarte puternic.
Formulă
Formula sa chimică este KMnO 4 ; adică pentru fiecare cation K + există un anion MnO 4 - interacționând cu acesta
Structura chimică
Imaginea superioară reprezintă structura cristalină a KMnO 4 , care este de tip ortorombic. Sferele violet corespund K + cationii , în timp ce tetraedrul format de cele patru sfere roșii și sfera albăstruie la o concordanță MnO 4 - anion .
De ce anionul are o geometrie tetraedrică? Structura voastră Lewis răspunde la această întrebare. Liniile punctate înseamnă că legăturile duble rezonează între Mn și O. Pentru a adopta această structură, centrul metalic trebuie să aibă o hibridizare sp 3 .
Deoarece manganul nu are perechi de electroni nepartajate, legăturile Mn-O nu sunt împinse în același plan. De asemenea, sarcina negativă este distribuită între cei patru atomi de oxigen, fiind responsabilă pentru orientarea cationilor K + în cadrul aranjamentelor cristaline.
Aplicații
Medicină și veterinar
Datorită acțiunii sale bactericide, este utilizat în numeroase boli și afecțiuni care provoacă leziuni ale pielii, precum: infecții fungice ale piciorului, impetigo, răni superficiale, dermatite și ulcere tropicale.
Datorită acțiunii sale dăunătoare, permanganatul de potasiu trebuie utilizat la concentrații mici (1: 10.000), ceea ce limitează eficacitatea acțiunii sale.
De asemenea, este utilizat pentru tratarea paraziților de pește în acvarii care provoacă infecții branhiale și ulcerații ale pielii.
Tratamentul apei
Este un regenerant chimic folosit pentru îndepărtarea fierului, magneziului și a sulfurii de hidrogen (cu un miros neplăcut) din apă și poate fi utilizat pentru purificarea apelor uzate.
Fierul și magneziul precipită ca oxizi insolubili în apă. În plus, ajută la îndepărtarea ruginii prezente în conducte.
Conservarea fructelor
Permanganatul de potasiu elimină etilena generată în banane în timpul depozitării prin oxidare, permițându-i să rămână necoapte mai mult de 4 săptămâni, chiar și la temperatura camerei.
În Africa, îl folosesc pentru a înmuia legumele, pentru a neutraliza și elimina orice agenți bacterieni prezenți.
Acțiune la foc
Permanganatul de potasiu este utilizat pentru a limita răspândirea incendiilor. Pe baza capacității permanganatului de a începe focul, este utilizat pentru a crea stingerea incendiilor în incendiile forestiere.
Titrant Redox
În chimia analitică, soluțiile sale apoase standardizate sunt utilizate ca titrant oxidant în determinările redox.
Reactiv în sinteza organică
Servește pentru a converti alchenele în dioli; adică se adaugă două grupări OH la legătura dublă C = C. Următoarea ecuație chimică:
De asemenea, în soluție de acid sulfuric cu acid cromic (H 2 CrO 4 ) este utilizat pentru oxidarea alcoolilor primari (R-OH) acizilor carboxilici (R-COOH sau RCO 2 H).
Puterea sa de oxidare este suficient de puternică pentru a oxida grupele alchil primare sau secundare ale compușilor aromatici, „carboxilarea” acestora; adică, transformarea lanțului lateral R ( de exemplu, o grupare CH 3 ) într - o grupare COOH.
Utilizări istorice
A făcut parte din pulberile folosite ca flash în fotografie sau pentru a iniția reacția de termită.
Acesta a fost folosit în al doilea război mondial pentru camuflarea cailor albi în timpul zilei. Pentru aceasta au folosit dioxid de mangan (MnO 2 ), de culoare maro; în acest fel au trecut neobservate.
Cum se face?
Pirolusitul mineral conține dioxid de mangan (MnO 2 ) și carbonat de potasiu (CaCO 3 ).
În 1659, chimistul Johann R. Glauber a topit mineralul și l-a dizolvat în apă, observând apariția unei colorații verzi în soluție, care ulterior s-a transformat în violet și în final în roșu. Această ultimă culoare a corespuns la generarea de permanganat de potasiu.
La mijlocul secolului al XIX-lea, Henry Condy a căutat un produs antiseptic și a tratat inițial pirolitul cu NaOH și mai târziu cu KOH, producând așa-numitele cristale de Condy; adică permanganat de potasiu.
Permanganatul de potasiu este produs industrial din dioxidul de mangan prezent în piroluzita minerală. MnO 2 prezent în care va reacționa minerale cu hidroxid de potasiu și se încălzește apoi în prezența oxigenului.
2 MnO 2 + 4 KOH + O 2 => 2 K 2 MnO 4 + 2 H 2 O
Manganat de potasiu (K 2 MnO 4 ) este transformată în permanganatul de potasiu prin oxidarea electrolitică într - un mediu alcalin.
2 K 2 MnO 4 + 2 H 2 O => 2 KMnO 4 + 2 KOH + H 2
Într-o altă reacție pentru a produce permanganat de potasiu, manganatul de potasiu reacționează cu CO 2 , accelerând procesul de disproporționare:
3 K 2 MnO 4 + 2 CO 2 => 2 KMnO 4 + MnO 2 + K 2 CO 3
Datorită generarii de MnO 2 (dioxid de mangan), procesul este nefavorabil, trebuind să genereze KOH din K 2 CO 3 .
Proprietăți
Este un solid cristalin purpuriu care se topește la 240 ºC, care are o densitate de 2,7 g / ml și o greutate moleculară de aproximativ 158 g / mol.
Este slab solubil în apă (6,4 g / 100 ml la 20 ° C), ceea ce indică faptul că moleculele de apă nu solvat într - o mare măsură , MnO 4 - ioni , pentru că , probabil , geometriile lor tetraedrice necesită multă apă pentru a dizolvarea sa. În mod similar, acesta poate fi, de asemenea, dizolvat în alcool metilic, acetonă, acid acetic și piridină.
Descompunere
Se descompune la 240 ºC, eliberând oxigen:
2KMnO 4 => K 2 MnO 4 + MnO 2 + O 2
Poate suferi descompunerea prin acțiunea alcoolului și a altor solvenți organici, precum și prin acțiunea acizilor puternici și a agenților reducători.
Puterea de oxidare
În această sare, manganul prezintă cea mai mare stare de oxidare (+7) sau ceea ce este egal cu numărul maxim de electroni pe care îi poate pierde ionic. La rândul său, configurația electronică a manganului este de 3 d 5 4 s 2 ; prin urmare, în permanganatul de potasiu, întreaga cochilie de valență a atomului de mangan este „goală”.
Deci atomul de mangan are tendința naturală de a câștiga electroni; adică să fie redus la alte stări de oxidare în mediu alcalin sau acid. Aceasta este explicația de ce KMnO 4 este un puternic agent oxidant.
Referințe
- Wikipedia. (2018). Permanganat de potasiu. Preluat pe 13 aprilie 2018, de pe: en.wikipedia.org
- F. Albert Cotton și Geoffrey Wilkinson, FRS. (1980). Chimie anorganică avansată. Editorial Limusa, México, ediția a II-a, paginile 437-452.
- Robin Wasserman. (14 august 2017). Utilizări medicale pentru permanganat de potasiu. Preluat pe 13 aprilie 2018, de pe: livestrong.com
- Clark D. (30 septembrie 2014). Cele 3 utilizări finale ale permanganatului de potasiu. Preluat pe 13 aprilie 2018, de pe: technology.org
- James H. Pohl, Ali Ansary, Irey RK (1988). Termodinamica modulară, vol. 5, Evaluarea modificărilor proprietăților. Ediciones Ciencia y Técnica, SA México, Editorial Limusa, paginile 273-280.
- JM Medialdea, C. Arnáiz și E. Díaz. Permanganat de potasiu: un oxidant puternic și versatil. Departamentul de Inginerie Chimică și Mediu. Școala universitară din Sevilla.
- Hasan Zulic. (27 octombrie 2009). Tratarea biologică a apelor uzate. . Preluat pe 13 aprilie 2018, de la: es.wikipedia.org
- Adam Rędzikowski. (12 martie 2015). Permanganat de potasiu simplu. . Preluat pe 13 aprilie 2018, de la: commons.wikimedia.org