Kalio Permanganatas (KMnO4) struktūra, ypatybės

The kalio permanganato (KMnO₄₎ yra neorganinis junginys, sudarytas iš mangano - pereinamojo metalo 7 grupės (VIIB) -, deguonies ir kalio. Tai tamsiai violetinė stiklinė kieta medžiaga. Jų vandeniniai tirpalai taip pat yra tamsiai violetiniai; šie tirpalai tampa mažiau violetiniai, nes jie skiedžiami didesniu vandens kiekiu.

KMnO₄ po to pradeda mažėti (gauti elektronus) viena po kitos einančios eilės tvarka: violetinė> mėlyna> žalia> geltona> bespalvė (su rudomis MnO nuosėdomis)₂). Ši reakcija rodo svarbią kalio permanganato savybę: tai labai stiprus oksidatorius.

Indeksas

• 1 Formulė
• 2 Cheminė struktūra
• 3 Naudojimas
  • 3.1 Medicina ir veterinarija
  • 3.2 Vandens valymas
  • 3.3 Vaisių konservavimas
  • 3.4 Veiksmai gaisro atveju
  • 3.5 Redox titrant
  • 3.6 Reagentas organinėje sintezėje
  • 3.7 Istoriniai naudojimo būdai
• 4 Kaip tai daroma??
• 5 Ypatybės
  • 5.1 Skilimas
  • 5.2 Oksiduojanti galia
• 6 Nuorodos 

Formulė

Jo cheminė formulė yra KMnO₄; tai yra kiekvienam K katijonui⁺ yra MnO anijonas₄^- sąveikauja su tuo

Cheminė struktūra

KMnO kristalinė struktūra yra pavaizduota viršutiniame vaizde₄, kuris yra ortorombinis tipas. Violetinės sferos atitinka K katijonus⁺, Tetraedras, sudarytas iš keturių raudonų rutulių ir melsvos sferos, atitinka anijoną MnO₄^-.

Kodėl anijonas turi tetraedrinę geometriją? Jūsų Lewis struktūra atsako į šį klausimą. Taškinės linijos reiškia, kad dvigubos jungtys rezonuoja tarp Mn ir O. Kad galėtų įsisavinti šią struktūrą, metalinis centras turi turėti hibridizaciją sp³.

Kadangi manganui trūksta elektronų porų, Mn-O obligacijos nėra stumiamos į tą pačią plokštumą. Panašiai neigiamas įkrovimas yra paskirstytas tarp keturių deguonies atomų, atsakingas už K katijonų orientaciją⁺ pagal kristalų išdėstymą.

Naudojimas

Medicina ir veterinarija

Dėl savo baktericidinio poveikio jis naudojamas daugelyje ligų ir sąlygų, kurios sukelia odos pažeidimus, tokius kaip: kojų infekcijos, grybai, impetigo, paviršinės žaizdos, dermatitas ir tropinės opos..

Dėl žalingo poveikio kalio permanganatas turėtų būti naudojamas mažomis koncentracijomis (1: 10000), o tai riboja jo veiksmingumą..

Jis taip pat naudojamas gydant akvariumuose esančių žuvų parazitines ligas, sukeliančias žiaunų ir odos opų infekcijas..

Vandens valymas

Tai cheminis regeneratorius, naudojamas geležies, magnio ir vandenilio sulfido (nuo nemalonaus kvapo) šalinimui iš vandens ir gali būti naudojamas nuotekoms valyti..

Geležies ir magnio nuosėdos yra netirpių oksidų pavidalu vandenyje. Be to, jis padeda pašalinti vamzdžiuose esančius rūdžius.

Vaisių konservavimas

Kalio permanganatas oksidacijos būdu pašalina bananuose susidariusį etileną saugojimo metu, leisdamas jam likti ilgiau nei 4 savaites be brandinimo, net ir kambario temperatūroje..

Afrikoje jie naudoja jį daržovėms mirkyti, kad neutralizuotų ir pašalintų bet kokius bakterinius agentus.

Veiksmai gaisro atveju

Kalio permanganatas naudojamas gaisrų plitimui riboti. Remiantis permanganato gebėjimu pradėti ugnį, jis naudojamas ugnies pertraukoms miško gaisrų atveju.

Redokso titulantas

Analitinėje chemijoje jų standartizuoti vandeniniai tirpalai yra naudojami kaip oksidantų titrantas redokso nustatymuose.

Reagentas organinėje sintezėje

Jis skirtas alkenų konversijai į diolius; tai yra, dvi OH grupės yra pridedamos prie dvigubos jungties C = C. Ši cheminė lygtis:

Taip pat sieros rūgšties tirpale su chromo rūgštimi (H. \ T₂CrO₄) yra naudojamas pirminiams alkoholiams (R-OH) oksiduoti į karboksirūgštis (R-COOH arba RCO)₂H).

Jo oksiduojanti galia yra pakankamai stipri, kad oksiduotų aromatinių junginių pirmines arba antrines alkilines grupes "karboksilinant"; tai yra, transformuojant šoninę grandinę R (pavyzdžiui, CH₃) COOH grupėje.

Istoriniai naudojimo būdai

Tai buvo miltelių dalis, naudojama kaip blykstė fotografijoje arba termitinės reakcijos inicijavimui.

Jis buvo naudojamas Antrojo pasaulinio karo metu, norint užmaskuoti baltus arklius per dieną. Tam jie naudojo mangano dioksidą (MnO)₂), kuri yra ruda; tokiu būdu jie nepastebėjo.

Kaip tai daroma??

Mineralinio piroluzito sudėtyje yra mangano dioksido (MnO)₂) ir kalio karbonatas (CaCO)₃).

1659 m. Chemikas Johanas R. Glauberis ištirpino mineralinį ir ištirpino vandenyje, stebėdamas žalios spalvos išvaizdą tirpale, kuris vėliau pasikeitė į violetinę ir galiausiai raudoną. Ši paskutinė spalva atitiko kalio permanganato susidarymą.

XIX a. Viduryje Henry Condy ieško antiseptinio produkto ir iš pradžių pirolusitą apdorojo NaOH ir tada KOH, gamindamas vadinamuosius Condy kristalus; tai yra kalio permanganatas.

Kalio permanganatas yra gaminamas pramoniniu būdu iš mangano dioksido, esančio mineraliniame piroluzite. MnO₂  mineraliniame mišinyje reaguoja su kalio hidroksidu ir vėliau kaitinama esant deguoniui.

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

Kalio manganatas (K₂MnO₄) konvertuojamas į kalio permanganatą elektrolitiniu oksidavimu šarminėje terpėje.

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

Kitoje reakcijoje gaminant kalio permanganatą, kalio manganatas reaguoja su CO₂,  paspartinti disproporcijos procesą:

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

Dėl MnO kartos₂ (mangano dioksidas) procesas yra nepalankus, KOH turi būti generuojamas iš K₂CO₃.

Savybės

Tai purpurinė kristalinė kieta medžiaga, kuri lydosi 240 ° C temperatūroje, kurios tankis yra 2,7 g / ml, o molekulinė masė - 158 g / mol..

Jis blogai tirpsta vandenyje (6,4 g / 100 ml 20 ° C temperatūroje), o tai rodo, kad vandens molekulės labai neskaidina MnO jonų₄^-, kadangi galbūt jų tetraedrinės geometrijos reikalauja daug vandens jų ištirpinimui. Taip pat jis gali būti ištirpintas metilo alkoholyje, acetone, acto rūgštyje ir piridine.

Skilimas

Jis skyla 240 ° C temperatūroje, atleidžiant deguonį:

2KMnO₄ => K₂MnO₄ + MnO₂ + O₂

Gali susidaryti skilimas veikiant alkoholiui ir kitiems organiniams tirpikliams, taip pat veikiant stiprioms rūgštims ir redukuojantiems agentams.

Oksiduojanti galia

Šioje druskoje manganas pasižymi didžiausią oksidacijos būseną (+7) arba tas pats, didžiausiu elektronų kiekiu, kuris gali būti prarastas joniniu būdu. Savo ruožtu elektroninė mangano konfigūracija yra 3d⁵4s²; todėl kalio permanganate visas mangano atomo valentinis korpusas yra „tuščias“..

Taigi, mangano atomas turi natūralų polinkį įgyti elektronų; tai yra, redukuojama į kitas oksidacijos būsenas šarminėje arba rūgštinėje terpėje. Tai yra paaiškinimas, kodėl KMnO₄ Tai galingas oksidatorius.

Nuorodos

1. Vikipedija. (2018). Kalio permanganatas. Gauta 2018 m. Balandžio 13 d., Iš: en.wikipedia.org
2. F. Albert Cotton ir Geoffrey Wilkinson, FRS. (1980). Išplėstinė neorganinė chemija. Redakcija Limusa, Meksika, 2-asis leidimas, 437–452 psl.
3. Robin Wasserman. (2017 m. Rugpjūčio 14 d.). Kalium Permanganato medicininis panaudojimas. Gauta 2018 m. Balandžio 13 d., Iš: livestrong.com
4. Clark D. (2014 m. Rugsėjo 30 d.). 3 galutiniai kalio Permanganato naudojimo būdai. Gauta 2018 m. Balandžio 13 d. Iš: technology.org
5. James H. Pohl, Ali Ansary, Irey R. K. (1988). Modulinė termodinamika, t. 5, Turto pokyčių vertinimas. Ediciones Ciencia y Técnica, S.A. Meksika, Redakcijos Limusa, p. 273-280.
6. J.M. Medialdea, C. Arnáiz ir E. Díaz. Kalio permanganatas: galingas ir universalus oksidantas. Chemijos ir aplinkos inžinerijos katedra. Sevilijos universiteto mokykla.
7. Hasan Zulic. (2009 m. Spalio 27 d.). Biologinių nuotekų valymas. [Pav.] Gauta 2018 m. Balandžio 13 d., Iš: en.wikipedia.org
8. Adam Rędzikowski. (2015 m. Kovo 12 d.). Kalio permanganatas paprastas. [Pav.] Gauta 2018 m. Balandžio 13 d., Iš: commons.wikimedia.org