Структура на калиев перманганат (KMnO4), свойства



на калиев перманганат (калиев перманганат4) е неорганично съединение, образувано от групата на манган - преходни метали 7 (VIIB), кислород и калий. Това е тъмно пурпурно твърдо тяло. Водните им разтвори също са тъмно пурпурни; тези разтвори стават по-малко виолетови, тъй като се разреждат в по-големи количества вода.

KMnO4 след това започва да се подлага на редукция (придобиване на електрони) в последователност от цветове в следния ред: пурпурен> син> зелен> жълт> безцветен (с кафява утайка от MnO)2). Тази реакция показва важно свойство на калиев перманганат: той е много силен окислител.

индекс

  • 1 Формула
  • 2 Химическа структура
  • 3 Използване
    • 3.1 Медицина и ветеринарна медицина
    • 3.2 Пречистване на водата
    • 3.3 Съхранение на плодове
    • 3.4 Пожар
    • 3.5 Редокс-титрант
    • 3.6 Реагент в органичен синтез
    • 3.7 Използване в исторически план
  • 4 Как се прави??
  • 5 Свойства
    • 5.1 Разлагане
    • 5.2 Окислителна мощност
  • 6 Препратки 

формула

Химичната му формула е KMnO4; това е, че за всеки K катион+ има MnO анион4- взаимодейства с това

Химическа структура

Кристалната структура на KMnO е представена в горното изображение4, който е орторомбичен тип. Лилавите сфери отговарят на K катиони+, докато тетраедърът, образуван от четирите червени сфери и синкавата сфера, съответства на аниона MnO4-.

Защо анионът има тетраедрична геометрия? Вашата структура на Луис отговаря на този въпрос. Точковите линии означават, че двойните връзки резонират между Mn и О. За да може да се приеме тази структура, металическият център трябва да има хибридизация. SP3.

Тъй като на мангана липсват двойки електрони без споделяне, връзките Mn-O не се изтласкват в една и съща равнина. По същия начин отрицателният заряд се разпределя между четирите кислородни атома, като е отговорен за ориентацията на K катионите+ в рамките на кристалните условия.

приложения

Медицина и ветеринария

Поради бактерицидното си действие, той се използва при много заболявания и състояния, които предизвикват кожни лезии, като: инфекции на краката с гъбички, импетиго, повърхностни рани, дерматит и тропически язви..

Поради вредното си действие, калиев перманганат трябва да се използва при ниски концентрации (1: 10000), което ограничава ефективността на неговото действие..

Използва се също за лечение на паразитни заболявания на риби в аквариуми, които причиняват инфекции на хрилете и кожни язви..

Пречистване на вода

Това е химически регенератор, използван за премахване на желязо, магнезий и сероводород (от неприятна миризма) от вода и може да се използва за пречистване на отпадъчните води..

Утайката от желязо и магнезий под формата на неразтворими оксиди във вода. Освен това, той помага да се премахне ръждата в тръбите.

Съхранение на плодове

Калиев перманганат премахва чрез окисляване генерирания в банана етилен по време на съхранение, като му позволява да остане повече от 4 седмици без зреене, дори при стайна температура..

В Африка го използват за накисване на зеленчуци, за да неутрализират и премахнат всички налични бактериални агенти.

Действие на огън

Калиев перманганат се използва за ограничаване разпространението на пожари. Въз основа на способността на перманганата да започне огъня, той се използва за създаване на пожари в горските пожари.

Редокс титулант

В аналитичната химия техните стандартизирани водни разтвори се използват като окислител-титрант в редокси-определянето.

Реагент в органичен синтез

Служи за преобразуване на алкени в диоли; това означава, че две ОН групи са добавени към двойната връзка С = С. Следното химическо уравнение:

Също така, в разтвор на сярна киселина с хромова киселина (Н2СгОз4) се използва за окисление на първични алкохоли (R-OH) до карбоксилни киселини (R-COOH или RCO)2Н).

Неговата оксидираща способност е достатъчно силна, за да окисли първичните или вторичните алкилови групи на ароматните съединения, които ги "карбоксилират"; т.е. чрез трансформиране на страничната верига R (например, СН3) в група COOH.

Исторически приложения

Той беше част от праха, използван като светкавица във фотографията или за започване на термитната реакция.

Той е бил използван през Втората световна война за прикриване на бели коне през деня. За целта са използвали манганов диоксид (MnO2), което е кафяво; по този начин те остават незабелязани.

Как се прави??

Минералът пиролузит съдържа манганов диоксид (MnO2) и калиев карбонат (CaCO)3).

През 1659 г. химикът Йохан Р. Глаубер разтопява минерала и го разтваря във вода, наблюдавайки появата на зелено оцветяване в разтвора, което по-късно се променя на виолетово и накрая на червено. Последният цвят съответства на генерирането на калиев перманганат.

В средата на деветнадесети век Хенри Конди търсел антисептичен продукт и първоначално обработил пиролузита с NaOH, а след това с КОН, произвеждайки така наречените кристали Конди; калиев перманганат.

Калиев перманганат се произвежда индустриално от манганов диоксид, наличен в минералния пиролузит. МпО2  в минерала реагира с калиев хидроксид и впоследствие се нагрява в присъствието на кислород.

2 MnO2     +     4 KOH + O2  => 2 K2манганов4     +       2 Н2О

Калиев манганат (K2манганов4) се превръща в калиев перманганат чрез електролитно окисление в алкална среда.

2 K2манганов4      +      2 Н2O => 2 KMnO4      +       2 KOH + Н2

В друга реакция за получаване на калиев перманганат, калиевият манганат реагира с СО2,  ускоряване на процеса на диспропорция:

3 K2манганов4     +      2 CO2  => 2 KMnO4      +       манганов2      +       K2CO3

Поради генерирането на MnO2 (манганов диоксид) процесът е неблагоприятен, KOH трябва да се генерира от K2CO3.

свойства

Това е пурпурно кристално твърдо вещество, което се топи при 240 ° С, което има плътност от 2,7 g / ml и молекулно тегло от 158 g / mol приблизително..

Той е слабо разтворим във вода (6.4 g / 100 ml при 20 ° C), което показва, че водните молекули не силно разтварят MnO йони4-, защото може би техните тетраедрични геометрии изискват много вода за тяхното разтваряне. По същия начин, той може също да бъде разтворен в метилов алкохол, ацетон, оцетна киселина и пиридин.

разлагане

Разлага се при 240 ° С, освобождавайки кислород:

2KMnO4 => К2манганов4 + манганов2 + О2

Може да се разложи чрез действието на алкохол и други органични разтворители, както и от действието на силни киселини и редуциращи агенти.

Оксидираща сила

В тази сол манганът проявява най-високото си състояние на оксидация (+7), или това, което е същото, на максималното количество електрони, които могат да бъдат загубени по йонен начин. На свой ред електронната конфигурация на мангана е 3г54ите2; следователно, в калиевия перманганат цялата валентна обвивка на мангановия атом е "празна".

Така, мангановият атом има естествена тенденция да придобива електрони; т.е. да се редуцира до други окислителни състояния в алкални или кисели среди. Това е обяснение защо KMnO4 Той е мощен окислител.

препратки

  1. Wikipedia. (2018). Калиев перманганат. Възстановен на 13 април 2018 г. от: en.wikipedia.org
  2. Ф. Албърт Котън и Джефри Уилкинсън, FRS. (1980 г.). Разширена неорганична химия. Редакция Limusa, Мексико, 2-ро издание, стр. 437-452.
  3. Робин Васерман. (14 август 2017 г.). Медицинска употреба за калиев перманганат. Възстановен на 13 април 2018 г. от: livestrong.com
  4. Кларк Д. (30 септември 2014 г.). 3-те най-добри употреби на калиев перманганат. Възстановен на 13 април 2018 г. от: technology.org
  5. Джеймс Х. Пол, Али Ансари, Айри Р. К. (1988). Модулна термодинамика, том. 5, Оценка на промените в свойствата. Ediciones Ciencia y Técnica, S.A. Мексико, Редакция Лимус, стр. 273-280.
  6. J. М. Medialdea, C. Arnáiz и E. Díaz. Калиев перманганат: мощен и гъвкав оксидант. Катедра по химическо и екологично инженерство. Университетското училище в Севиля.
  7. Хасан Зулич. (27 октомври 2009 г.). Биологично пречистване на отпадни води. [Фигура]. Възстановен на 13 април 2018 г. от: en.wikipedia.org
  8. Адам Rędzikowski. (12 март 2015 г.). Калиев перманганат прост. [Фигура]. Възстановен на 13 април 2018 г. от: commons.wikimedia.org