Kaliumpermanganat (KMnO4) Struktur, Egenskaber



den kaliumpermanganat (KMnO4) er en uorganisk forbindelse dannet af mangan-overgangsmetallgruppe 7 (VIIB) -, oxygen og kalium. Det er et mørkt lilla glasagtigt faststof. Deres vandige opløsninger er også mørke lilla; Disse opløsninger bliver mindre violette, da de fortyndes i større mængder vand.

KMnO4 begynder derefter at undergå reduktioner (få elektroner) i en række farver i følgende rækkefølge: lilla> blå> grøn> gul> farveløs (med brunt bundfald af MnO2). Denne reaktion demonstrerer en vigtig egenskab af kaliumpermanganat: det er et meget stærkt oxidationsmiddel.

indeks

  • 1 formel
  • 2 Kemisk struktur
  • 3 anvendelser
    • 3.1 Medicin og veterinær
    • 3.2 Vandbehandling
    • 3.3 Bevarelse af frugter
    • 3.4 Tiltag i brand
    • 3,5 Redox Titrant
    • 3.6 Reagens i organisk syntese
    • 3.7 Historiske anvendelser
  • 4 Hvordan er det gjort??
  • 5 Egenskaber
    • 5.1 Nedbrydning
    • 5.2 Oxiderende effekt
  • 6 referencer 

formel

Dens kemiske formel er KMnO4; det vil sige for hver kation+ der er en MnO anion4- interagerer med dette

Kemisk struktur

KMnOs krystalstruktur er repræsenteret i det øverste billede4, som er orthorhombic type. De lilla kugler svarer til K kationerne+, mens tetrahedronen dannet af de fire røde kugler og den blålige sfære svarer til anionen MnO4-.

Hvorfor har anionen en tetrahedral geometri? Din Lewis struktur svarer på dette spørgsmål. De stiplede linjer betyder, at de dobbelte bindinger er resonerende mellem Mn og O. For at kunne vedtage denne struktur skal metallcentret have en hybridisering sp3.

Da mangan mangler par elektroner uden at dele, bliver Mn-O-bindene ikke skubbet til samme plan. Ligeledes fordeles den negative ladning blandt de fire oxygenatomer, idet den er ansvarlig for orienteringen af ​​K kationerne+ inden for krystalordningerne.

applikationer

Medicin og veterinær

På grund af sin bakteriedræbende virkning anvendes den i mange sygdomme og tilstande, som frembringer hudlæsioner, såsom: infektioner af fødderne med svampe, impetigo, overfladiske sår, dermatitis og tropiske sår.

På grund af dets skadelige virkning bør kaliumpermanganat anvendes i lave koncentrationer (1: 10000), hvilket begrænser effektiviteten af ​​dens virkning.

Det bruges også til behandling af parasitiske sygdomme hos fisk i akvarier, der forårsager infektioner i gærene og hudsår..

Vandbehandling

Det er en kemisk regenerator, der bruges til at fjerne jern, magnesium og hydrogensulfid (fra en ubehagelig lugt) fra vand og kan bruges til at rense spildevand..

Jern og magnesium præcipiterer i form af deres uopløselige oxider i vand. Derudover hjælper det med at fjerne den rust, der er til stede i rørene.

Bevarelse af frugter

Kaliumpermanganat fjerner ved oxidation den ethylen, der genereres i bananen under opbevaring, hvilket gør det muligt at forblive i mere end 4 uger uden modning, selv ved stuetemperatur.

I Afrika bruger de det til at suge grøntsager, for at neutralisere og eliminere ethvert tilstødende bakteriemiddel.

Tiltag i brand

Kaliumpermanganat bruges til at begrænse spredningen af ​​brande. Baseret på permanganatets evne til at starte branden, bruges det til at skabe brandafbrydelser i skovbrande.

Redox titulant

I analytisk kemi anvendes deres standardiserede vandige opløsninger som en oxidanttitrant i redoxbestemmelser.

Reagens i organisk syntese

Det tjener til at omdanne alkener til dioler; det vil sige to OH-grupper tilsættes til dobbeltbindingen C = C. Den følgende kemiske ligning:

Også i opløsning af svovlsyre med chromsyre (H2CrO4) anvendes til oxidation af primære alkoholer (R-OH) til carboxylsyrer (R-COOH eller RCO)2H).

Dets oxiderende effekt er stærk nok til at oxidere de primære eller sekundære alkylgrupper af de aromatiske forbindelser "carboxylering" dem; det vil sige ved at transformere sidekæden R (for eksempel en CH3) i en COOH-gruppe.

Historiske anvendelser

Det var en del af pulveret, der blev brugt som en flash i fotografering eller til at initiere termitreaktionen.

Det blev brugt i anden verdenskrig til at camouflere hvide heste i løbet af dagen. Til dette anvendte de mangandioxid (MnO2), som er brun; På den måde gik de ubemærket.

Hvordan er det gjort??

Mineralpirolusit indeholder mangandioxid (MnO2) og kaliumcarbonat (CaCO)3).

I 1659 smelte kemiker Johann R. Glauber mineralet og opløst det i vand og observerede udseendet af en grøn farve i opløsningen, som senere blev ændret til violet og endelig til rød. Denne sidste farve svarede til dannelsen af ​​kaliumpermanganat.

I midten af ​​det nittende århundrede søgte Henry Condy et antiseptisk produkt og behandlede oprindeligt pyrolusit med NaOH og derefter med KOH, der producerede de såkaldte Condy-krystaller; det vil sige kaliumpermanganat.

Kaliumpermanganat fremstilles industrielt fra mangandioxid, der er til stede i mineralpirolusit. MnO2  til stede i mineralet reagerer med kaliumhydroxid og opvarmes efterfølgende i nærvær af oxygen.

2 MnO2     +     4 KOH + 02  => 2 K2MnO4     +       2 H2O

Kaliummanganat (K2MnO4) omdannes til kaliumpermanganat ved elektrolytisk oxidation i et alkalisk medium.

2 K2MnO4      +      2 H2O => 2 KMnO4      +       2 KOH + H2

I en anden reaktion til fremstilling af kaliumpermanganat omsættes kaliummanganat med CO2,  fremskynde processen med disproportion:

3 K2MnO4     +      2 CO2  => 2 KMnO4      +       MnO2      +       K2CO3

På grund af generationen af ​​MnO2 (mangandioxid) processen er ugunstig, skal KOH genereres fra K2CO3.

egenskaber

Det er et lilla krystallinsk faststof, som smelter ved 240 ° C, som har en densitet på 2,7 g / ml og en molekylvægt på 158 g / mol ca..

Det er dårligt opløseligt i vand (6,4 g / 100 ml ved 20 ° C), hvilket indikerer, at vandmolekyler ikke solvatiserer MnO-ioner stærkt4-, fordi deres tetrahedrale geometrier måske kræver meget vand til disses opløsning. På samme måde kan den også opløses i methylalkohol, acetone, eddikesyre og pyridin.

nedbrydning

Den dekomponerer ved 240 ° C og frigiver ilt:

2KMnO4 => K2MnO4 + MnO2 + O2

Kan opleve nedbrydning ved virkningen af ​​alkohol og andre organiske opløsningsmidler såvel som ved virkningen af ​​stærke syrer og reduktionsmidler.

Oxiderende kraft

I dette salt udviser mangan sin højeste oxidationstilstand (+7), eller hvad er det samme, til den maksimale mængde elektroner, der kan gå tabt på ionisk måde. Til gengæld er den elektroniske konfiguration af mangan 3d54s2; derfor er i alt kaliumpermanganat hele valensskallen af ​​manganatomet "tom".

Så manganatomet har en naturlig tendens til at få elektroner; det vil sige at blive reduceret til andre oxidationstilstande i alkaliske eller sure medier. Dette er forklaringen på hvorfor KMnO4 Det er et kraftigt oxidationsmiddel.

referencer

  1. Wikipedia. (2018). Kaliumpermanganat. Hentet den 13. april 2018, fra: en.wikipedia.org
  2. F. Albert Cotton og Geoffrey Wilkinson, FRS. (1980). Avanceret uorganisk kemi. Editorial Limusa, Mexico, 2. udgave, s. 437-452.
  3. Robin wasserman (14. august 2017). Medicinske anvendelser til kaliumpermanganat. Hentet den 13. april 2018, fra: livestrong.com
  4. Clark D. (30. september 2014). De 3 ultimative anvendelser af kaliumpermanganat. Hentet den 13. april 2018, fra: technology.org
  5. James H. Pohl, Ali Ansary, Irey R. K. (1988). Modulær termodynamik, vol. 5, Evaluering af ændringer i egenskaber. Ediciones Ciencia y Tecnica, S.A. Mexico, Editorial Limusa, side 273-280.
  6. J.M. Medialdea, C. Arnáiz og E. Díaz. Kaliumpermanganat: En kraftfuld og alsidig oxidant. Afdelingen for Kemi- og Miljøteknik. University School of Seville.
  7. Hasan Zulic. (27. oktober 2009). Biologisk spildevandsbehandling. [Figur]. Hentet den 13. april 2018, fra: en.wikipedia.org
  8. Adam Rędzikowski. (12. marts 2015). Kaliumpermanganat simpelt. [Figur]. Hentet den 13. april 2018, fra: commons.wikimedia.org