MANGANISTAN DRASELNÝ (KMNO4): STRUKTURA, VLASTNOSTI - CHEMIE - 2025

Manganistan draselný (KMnO ₄₎ je anorganická sloučenina skládající se z manganu - kovu vedlejší skupiny 7 (VIIB) -, atom kyslíku a draslíku. Je to tmavě fialová sklovitá pevná látka. Jeho vodné roztoky jsou také tmavě fialové; tyto roztoky se stávají méně fialovými, protože jsou zředěny ve větším množství vody.

KMnO ₄ pak začne podstoupit snížení (zisk elektrony) v posloupnosti barev v následujícím pořadí: fialová> modrý> zelená> žlutá> bezbarvý (s hnědá sraženina MnO ₂). Tato reakce vykazuje důležitou vlastnost manganistanu draselného: je to velmi silné oxidační činidlo.

Vzorec

Jeho chemický vzorec je KMnO ₄; to znamená, že pro každé K ⁺ kationtu existuje MnO ₄ anion ^- interakci s tímto

Chemická struktura

Horní obrázek představuje krystalickou strukturu KMnO ₄, který je z kosočtverečného typu. Purpurové koule odpovídají K ⁺ kationtů, zatímco čtyřstěn tvořený čtyřmi červenými koulí a modravým koule odpovídají na MnO ₄ ^- aniontu.

Proč má anion tetrahedrální geometrii? Vaše Lewisova struktura odpovídá na tuto otázku. Tečkované čáry znamenají, že dvojné vazby jsou rezonující mezi Mn a O. Za účelem přijetí této struktury, kovové centrum musí mít sp ³ hybridizaci.

Protože manganu chybí nezdvojené páry elektronů, nejsou vazby Mn-O tlačeny do stejné roviny. Podobně je záporný náboj rozdělen mezi čtyři atomy kyslíku a je zodpovědný za orientaci kationtů K ⁺ v krystalickém uspořádání.

Aplikace

Lékařství a veterinární lékařství

Kvůli jeho baktericidnímu účinku se používá u řady onemocnění a stavů, které způsobují kožní léze, jako jsou: plísňové infekce nohou, impetigo, povrchové rány, dermatitida a tropické vředy.

Vzhledem ke svému škodlivému působení by se manganistan draselný měl používat v nízkých koncentracích (1: 10 000), což omezuje účinnost jeho působení.

Používá se také k ošetření parazitů ryb v akváriích, které způsobují žaberní infekce a kožní vředy.

Úprava vody

Je to chemický regenerační prostředek používaný k odstraňování železa, hořčíku a sirovodíku (s nepříjemným zápachem) z vody a lze jej použít k čištění odpadních vod.

Jako jejich ve vodě nerozpustné oxidy se vysráží železo a hořčík. Kromě toho pomáhá odstraňovat rzi přítomnou v trubkách.

Konzervování ovoce

Manganistan draselný odstraňuje ethylen vytvářený v banánech během skladování oxidací, což mu umožňuje zůstat nezralé déle než 4 týdny, a to i při pokojové teplotě.

V Africe ji používají k namáčení zeleniny, aby neutralizovali a eliminovali přítomné bakteriální látky.

Akce v ohni

Manganan draselný se používá k omezení šíření požáru. Na základě schopnosti permanganátu zahájit palbu se používá k vytvoření hašení požáru při lesních požárech.

Redoxní titrant

V analytické chemii se její standardizované vodné roztoky používají jako oxidační titrant v redoxních stanoveních.

Činidlo v organické syntéze

Slouží k přeměně alkenů na dioly; to znamená, že k dvojné vazbě C = C se přidají dvě OH skupiny. Následující chemická rovnice:

Stejně tak, v roztoku kyseliny sírové s kyselinou chromovou (H ₂ CrO ₄) se používá pro oxidaci primárních alkoholů (R-OH) na karboxylové kyseliny (R-COOH nebo RCO ₂ H).

Jeho oxidační síla je dostatečně silná, aby oxidovala primární nebo sekundární alkylové skupiny aromatických sloučenin a "karboxylovala" je; to znamená, že transformace R postranní řetězec (např, CH ₃), na skupinu COOH.

Historická použití

Byla to část prášků používaných jako blesk ve fotografii nebo k zahájení termitové reakce.

To bylo používáno ve druhé světové válce pro maskování bílých koní během dne. K tomu použili oxid manganičitý (MnO ₂), který má hnědou barvu; tímto způsobem bez povšimnutí.

Jak se to dělá?

Minerální burel obsahuje oxid manganičitý (MnO ₂) a uhličitan draselný (CaCO ₃).

V roce 1659 chemik Johann R. Glauber rozpustil minerál a rozpustil ho ve vodě, přičemž pozoroval výskyt zeleného zabarvení v roztoku, který se později změnil na fialový a nakonec červený. Tato poslední barva odpovídala tvorbě manganistanu draselného.

V polovině devatenáctého století hledal Henry Condy antiseptický produkt a zpočátku zpracovával pyrolusit s NaOH a později s KOH a produkoval takzvané krystaly Condy; to znamená manganistan draselný.

Manganistan draselný se průmyslově vyrábí z oxidu manganičitého přítomného v minerálním pyrolusitu. MNO ₂ přítomné v minerálních reaguje s hydroxidem draselným a následně se v přítomnosti kyslíku.

2 MnO ₂ + 4 KOH + O ₂ => 2 K ₂ MnO ₄ + 2 H ₂ O

Draslík mangananu (K ₂ MnO ₄) se převede na manganistan draselný elektrolytickou oxidací v alkalickém prostředí.

2 K ₂ MnO ₄ + 2 H ₂ O => 2 KMnO ₄ + 2 KOH + H ₂

V jiné reakci na manganistanu draselného výrobky, mangananu draselného se nechá reagovat s CO ₂, urychluje proces disproporcionaci:

3 K ₂ MnO ₄ + 2 CO ₂ => 2 KMnO ₄ + MnO ₂ + K ₂ CO ₃

Vzhledem ke generaci MnO ₂ (oxidu manganičitého) proces je nepříznivé, které mají vytvářet KOH z K ₂ CO ₃.

Vlastnosti

Je to fialová krystalická pevná látka, která taje při 240 ° C, která má hustotu 2,7 g / ml a molekulovou hmotnost přibližně 158 g / mol.

Je špatně rozpustný ve vodě (6,4 g / 100 ml při 20 ° C), což naznačuje, že molekuly vody se do velké míry nerozpouštějí MnO ₄ ^- ionty, protože možná jejich čtyřstěnné geometrie vyžadují hodně vody jeho rozpuštění. Podobně může být také rozpuštěn v methylalkoholu, acetonu, kyselině octové a pyridinu.

Rozklad

Rozkládá se při 240 ° C a uvolňuje kyslík:

2KMnO ₄ => K ₂ MnO ₄ + MnO ₂ + O ₂

Může podléhat rozkladu působením alkoholu a jiných organických rozpouštědel, jakož i působením silných kyselin a redukčních činidel.

Oxidační síla

V této soli mangan vykazuje nejvyšší oxidační stav (+7), nebo co se rovná maximálnímu počtu elektronů, který může iontově ztratit. Elektronová konfigurace manganu je zase 3 d ⁵ 4 s ²; proto je v manganistanu draselném celá valenční skořepina atomu manganu „prázdná“.

Atom manganu má tedy přirozenou tendenci získávat elektrony; to znamená, že se má redukovat na jiné oxidační stavy v alkalickém nebo kyselém prostředí. Toto je vysvětlení, proč je KMnO ₄ účinným oxidačním činidlem.

Reference

1. Wikipedia. (2018). Manganistan draselný. Citováno z 13. dubna 2018, z: en.wikipedia.org
2. F. Albert Cotton a Geoffrey Wilkinson, FRS. (1980). Pokročilá anorganická chemie. Editorial Limusa, México, 2. vydání, strany 437-452.
3. Robin Wasserman. (14. srpna 2017). Lékařské použití pro manganistan draselný. Citováno z 13. dubna 2018, z: livestrong.com
4. Clark D. (30. září 2014). 3 konečná použití manganistanu draselného. Citováno z 13. dubna 2018, z: technology.org
5. James H. Pohl, Ali Ansary, Irishy RK (1988). Modular Thermodynamics, sv. 5, Vyhodnocení změn vlastností. Ediciones Ciencia y Técnica, SA México, Editorial Limusa, strany 273-280.
6. JM Medialdea, C. Arnáiz a E. Díaz. Manganistan draselný: silný a všestranný oxidant. Katedra chemického a environmentálního inženýrství. Univerzitní škola v Seville.
7. Hasan Zulic. (27. října 2009). Biologické čištění odpadních vod.. Citováno z 13. dubna 2018, z: es.wikipedia.org
8. Adam Rędzikowski. (12. března 2015). Jednoduchý manganistan draselný.. Citováno z 13. dubna 2018, z: commons.wikimedia.org