Kaalium Permanganaat (KMnO4) struktuur, omadused



The kaaliumpermanganaat (KMnO4) on anorgaaniline ühend, mis on moodustatud mangaan - siirdemetallide rühma 7 (VIIB) -, hapniku ja kaaliumi poolt. See on tume lilla klaasjas tahke aine. Nende vesilahused on ka tumepunased; need lahused muutuvad vähem violetseteks, kuna neid lahjendatakse suuremates kogustes vett.

KMnO4 seejärel hakkab vähenema (suurendama elektroni) värvide järjestuses järgmises järjekorras: lilla> sinine> roheline> kollane> värvitu (pruuni MnO sade)2). See reaktsioon näitab kaaliumpermanganaadi olulist omadust: see on väga tugev oksüdeeriv aine.

Indeks

  • 1 Valem
  • 2 Keemiline struktuur
  • 3 Kasutamine
    • 3.1 Meditsiin ja veterinaaria
    • 3.2 Veepuhastus
    • 3.3 Puuviljade säilitamine
    • 3.4 Tulekahjud
    • 3.5 Redox Titrant
    • 3.6 Orgaanilise sünteesi reaktiiv
    • 3.7 Ajalooline kasutus
  • 4 Kuidas seda tehakse??
  • 5 Atribuudid
    • 5.1 Lagunemine
    • 5.2 Oksüdeeriv jõud
  • 6 Viited 

Valem

Selle keemiline valem on KMnO4; see tähendab, et iga Kationi jaoks+ seal on MnO anioon4- suhtlema

Keemiline struktuur

KMnO kristallstruktuur on kujutatud ülemises pildis4, mis on ortorombiline tüüp. Lilla sfäärid vastavad K katioonidele+, samas kui nelja punase sfääri ja sinakas kera moodustatud tetraeeder vastab anioonile MnO4-.

Miks on anioonil tetraedriline geomeetria? Teie Lewise struktuur vastab sellele küsimusele. Punktjooned tähendavad, et kaksiksidemed resoneeruvad Mn ja O vahel. Selle struktuuri vastuvõtmiseks peab metallikeskusel olema hübridisatsioon sp3.

Kuna mangaanil puudub jagatud elektronide paar, ei lükata Mn-O sidemeid samale tasandile. Samuti jaotatakse negatiivne laeng nelja hapniku aatomi vahel, vastutades K katioonide orientatsiooni eest+ kristallikorralduses.

Kasutamine

Meditsiin ja veterinaaria

Bakteritsiidse toime tõttu kasutatakse seda paljude haiguste ja seisundite korral, mis põhjustavad nahakahjustusi, näiteks: jalgade infektsioonid seente, impetigo, pindmiste haavade, dermatiidi ja troopiliste haavanditega.

Oma kahjuliku toime tõttu tuleb kaaliumpermanganaati kasutada madalatel kontsentratsioonidel (1: 10000), mis piirab selle toime tõhusust..

Seda kasutatakse ka kalade parasiithaiguste raviks akvaariumis, mis põhjustavad nakkusi nakkuste ja naha haavandite korral..

Veepuhastus

See on keemiline regeneraator, mida kasutatakse raua, magneesiumi ja vesiniksulfiidi eemaldamiseks (ebameeldivast lõhnast) veest ja mida saab kasutada reovee puhastamiseks..

Raud ja magneesium sadestuvad vees lahustumatute oksiidide kujul. Lisaks aitab see eemaldada torudes esinevat roostet.

Puuviljade säilitamine

Kaaliumpermanganaat eemaldab oksüdeerimise teel banaanis toodetud etüleeni ladustamise ajal, võimaldades tal jääda kauemaks kui 4 nädalaks ilma küpseta, isegi toatemperatuuril..

Aafrikas kasutavad nad seda köögiviljade leotamiseks, et neutraliseerida ja kõrvaldada igasuguseid bakteriaalseid aineid.

Tegevus tulekahju korral

Tulekahjude leviku piiramiseks kasutatakse kaaliumpermanganaati. Tuginedes permanganaadi võimele alustada tulekahju, kasutatakse seda tulekahju katkemiseks metsatulekahjudes.

Redoksaator

Analüütilises keemias kasutatakse nende standardiseeritud vesilahuseid oksüdeerija tiitrina redoks-määramistes.

Reaktiiv orgaanilises sünteesis

See on mõeldud alkeenide muundamiseks dioolideks; st kaks kaksiksidet C = C lisatakse kaks OH-rühma. Järgmine keemiline võrrand:

Ka väävelhappe lahuses kroomhappega (H2CrO4) kasutatakse primaarsete alkoholide (R-OH) oksüdeerimiseks karboksüülhapeteks (R-COOH või RCO)2H).

Selle oksüdeeriv jõud on piisavalt tugev, et oksüdeerida aromaatsete ühendite primaarseid või sekundaarseid alküülrühmi "karboksüülides"; see tähendab, et külgahel R (näiteks CH3) COOH-rühmas.

Ajalooline kasutus

See oli osa pulbrist, mida kasutati välklambina fotograafias või termiitreaktsiooni käivitamiseks.

Seda kasutati Teise maailmasõja ajal valge hobuste kammimiseks. Selleks kasutati mangaandioksiidi (MnO2), mis on pruun; sel viisil läksid nad märkamatuks.

Kuidas seda tehakse??

Mineraalne pirolusiit sisaldab mangaandioksiidi (MnO2) ja kaaliumkarbonaat (CaCO)3).

1659. aastal sulas keemik Johann R. Glauber mineraali ja lahustas vees, jälgides lahuses rohelise värvuse ilmumist, mis hiljem muutus violetiks ja lõpuks punaseks. Viimane värv vastab kaaliumpermanganaadi tekkele.

19. sajandi keskpaigas otsis Henry Condy antiseptilist toodet ja käsitles esialgu püroliiti NaOH-ga ja seejärel KOH-ga, tootes nn Condy kristalle; see tähendab kaaliumpermanganaati.

Kaaliumpermanganaati toodetakse tööstuslikult mineraalses pirolusiidis sisalduvast mangaanoksiidist. MnO2  mineraalainete sisaldus reageerib kaaliumhüdroksiidiga ja seejärel kuumutatakse hapniku juuresolekul.

2 MnO2     +     4 KOH + O2  => 2 K2MnO4     +       2 H2O

Kaalium-manganaat (K2MnO4) muundatakse kaaliumpermanganaadiks elektrolüütilise oksüdeerimise teel leeliselises keskkonnas.

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

Teises reaktsioonis kaaliumpermanganaadi valmistamiseks reageerib kaalium-manganaat CO-ga2,  proportsionaalsuse protsessi kiirendamine:

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

MnO põlvkonna tõttu2 (mangaandioksiid) protsess on ebasoodne, KOH peab olema tekkinud K-st2CO3.

Omadused

See on lilla kristalne tahke aine, mis sulab temperatuuril 240 ° C, mille tihedus on 2,7 g / ml ja molekulmass on ligikaudu 158 g / mol.

See on vees halvasti lahustuv (6,4 g / 100 ml 20 ° C juures), mis näitab, et veemolekulid ei solvendi MnO-iioone oluliselt4-, sest võib-olla vajavad nende tetraedrilised geomeetrid nende lahustamiseks palju vett. Samamoodi võib seda ka lahustada metüülalkoholis, atsetoonis, äädikhappes ja püridiinis.

Lagunemine

See laguneb 240 ° C juures, vabastades hapniku:

2KMnO4 => K2MnO4 + MnO2 + O2

Võib tekkida lagunemine alkoholi ja teiste orgaaniliste lahustite toimel, samuti tugevate hapete ja redutseerijate toimel.

Oksüdeeriv jõud

Selles soolas on mangaanil kõrgeim oksüdatsiooniaste (+7) või sama, mis on elektronide maksimaalne kogus, mis võib ioonsel viisil kaduda. Mangaani elektrooniline konfiguratsioon omakorda on 3d54s2; seetõttu on kaaliumpermanganaadis kogu mangaani aatomi valentskate "tühi".

Niisiis on mangaani aatomil loomulik kalduvus saada elektronid; see tähendab, et see on redutseeritud teistesse oksüdatsioonitingimustesse leeliselises või happelises keskkonnas. See on põhjus, miks KMnO4 See on võimas oksüdeeriv aine.

Viited

  1. Wikipedia. (2018). Kaaliumpermanganaat. Välja otsitud 13. aprillil 2018 kellelt: en.wikipedia.org
  2. F. Albert Cotton ja Geoffrey Wilkinson, FRS. (1980). Täpsem anorgaaniline keemia. Toimetus Limusa, Mehhiko, 2. väljaanne, lk 437-452.
  3. Robin Wasserman. (14. august 2017). Kaalium Permanganaadi meditsiiniline kasutamine. Välja otsitud 13. aprillil 2018: livestrong.com
  4. Clark D. (30. september 2014). Kaalium Permanganaadi 3 lõplikku kasutamist. Välja otsitud 13. aprillil 2018 kellelt: technology.org
  5. James H. Pohl, Ali Ansary, Irey R. K. (1988). Modulaarne termodünaamika, vol. 5, Kinnisvara muutuste hindamine. Ediciones Ciencia y Técnica, S.A. Mehhiko, Editorial Limusa, lk 273-280.
  6. J.M. Medialdea, C. Arnáiz ja E. Díaz. Kaaliumpermanganaat: võimas ja mitmekülgne oksüdant. Keemia- ja keskkonnatehnika osakond. Sevilla ülikoolikool.
  7. Hasan Zulic. (27. oktoober 2009). Bioloogilise reovee puhastamine. [Joonis] Välja otsitud 13. aprillil 2018 kellelt: en.wikipedia.org
  8. Adam Rędzikowski. (12. märts 2015). Kaaliumpermanganaat on lihtne. [Joonis] Välja otsitud 13. aprillil 2018, alates: commons.wikimedia.org