Kālija Permanganāts (KMnO4) struktūra, īpašības

The kālija permanganāts (KMnO₄₎ ir neorganisks savienojums, ko veido mangāna - pārejas metāla 7 grupa (VIIB) -, skābeklis un kālijs. Tā ir tumši violeta stiklveida cietviela. To ūdens šķīdumi ir arī tumši violeti; šie šķīdumi kļūst mazāk violeti, jo tie tiek atšķaidīti lielākos ūdens daudzumos.

KMnO₄ pēc tam sāk samazināties (iegūt elektronus) pēc kārtas šādā secībā: violets> zils> zaļš> dzeltens> bezkrāsains (ar brūnu MnO nogulsni)₂). Šī reakcija uzrāda svarīgu kālija permanganāta īpašību: tas ir ļoti spēcīgs oksidētājs.

Indekss

• 1 Formula
• 2 Ķīmiskā struktūra
• 3 Lietojumi
  • 3.1 Medicīna un veterinārija
  • 3.2 Ūdens attīrīšana
  • 3.3 Augļu saglabāšana
  • 3.4. Ugunsgrēka darbības
  • 3.5 Redoks titrators
  • 3.6. Reaģents organiskajā sintēzē
  • 3.7 Vēsturiskie lietojumi
• 4 Kā tas tiek darīts??
• 5 Rekvizīti
  • 5.1 Sadalīšanās
  • 5.2 Oksidējošā jauda
• 6 Atsauces 

Formula

Tā ķīmiskā formula ir KMnO₄; tas ir, katram K katam⁺ ir MnO anjons₄^- mijiedarbojas ar to

Ķīmiskā struktūra

KMnO kristāla struktūra ir attēlota augšējā attēlā₄, kas ir ortorombisks. Purpura sfēras atbilst K katjoniem⁺, bet četru sarkano sfēru un zilās sfēras veidotais tetraeders atbilst anjonam MnO₄^-.

Kāpēc anjonam ir tetraedriska ģeometrija? Jūsu Lewis struktūra atbild uz šo jautājumu. Punkta līnijas nozīmē, ka dubultās saites resonē starp Mn un O. Lai varētu izmantot šo struktūru, metāliskajam centram jābūt hibridizācijai. sp³.

Tā kā mangānam trūkst elektronu pāru, Mn-O obligācijas netiek nospiestas vienā plaknē. Tāpat negatīvais lādiņš tiek sadalīts starp četriem skābekļa atomiem, kas ir atbildīgs par K katjonu orientāciju⁺ kristāla režīmā.

Lietojumi

Medicīna un veterinārija

Baktericīdās iedarbības dēļ to lieto daudzās slimībās un apstākļos, kas rada ādas bojājumus, piemēram: pēdu infekcijas ar sēnēm, impetigo, virspusējām brūcēm, dermatītu un tropiskām čūlām..

Sakarā ar kaitīgo iedarbību, kālija permanganāts jālieto zemās koncentrācijās (1: 10000), kas ierobežo tās darbības efektivitāti..

To izmanto arī zivju parazītisko slimību ārstēšanā akvārijos, kas izraisa zarnu un ādas čūlu infekcijas..

Ūdens attīrīšana

Tas ir ķīmisks reģenerators, ko izmanto, lai noņemtu ūdeni no dzelzs, magnija un sērūdeņraža (no nepatīkamas smakas), un to var izmantot notekūdeņu attīrīšanai..

Dzelzs un magnija nogulsnes ūdenī nešķīstošu oksīdu veidā. Turklāt tas palīdz noņemt cauruļvados esošo rūsu.

Augļu saglabāšana

Kālija permanganāts, oksidējot, noņem banānu uzglabāšanas laikā iegūto etilēnu, ļaujot tam palikt ilgāk par 4 nedēļām bez nogatavināšanas, pat istabas temperatūrā..

Āfrikā tās izmanto, lai uzsūktu dārzeņus, lai neitralizētu un novērstu jebkādu klātbūtni saturošu baktēriju.

Darbība ugunsgrēka gadījumā

Kālija permanganātu lieto, lai ierobežotu ugunsgrēku izplatīšanos. Pamatojoties uz permanganāta spēju sākt ugunsgrēku, to izmanto, lai izveidotu ugunsgrēku pārtraukumus meža ugunsgrēkos.

Redox titulants

Analītiskajā ķīmijā to standartizētie ūdens šķīdumi tiek izmantoti kā oksidantu titrants redoksu noteikšanā.

Reaģents organiskajā sintēzē

Tas kalpo alkēnu pārveidošanai par dioliem; tas ir, divas OH grupas pievieno dubultai saitei C = C. Šāds ķīmiskais vienādojums:

Arī sērskābes šķīdumā ar hromskābi (H. \ T₂CrO₄) izmanto primāro spirtu (R-OH) oksidēšanai karboksilskābēs (R-COOH vai RCO)₂H).

Tās oksidējošā jauda ir pietiekami spēcīga, lai oksidētu aromātisko savienojumu primārās vai sekundārās alkilgrupas "karboksilējot"; ti, pārveidojot sānu ķēdi R (piemēram, CH₃) COOH grupā.

Vēsturiskie lietojumi

Tā bija daļa no pulvera, ko izmantoja kā zibspuldzi fotografēšanai vai termīta reakcijas uzsākšanai.

To izmantoja Otrā pasaules kara laikā, lai dienas laikā noklusētu baltos zirgus. Šim nolūkam viņi izmantoja mangāna dioksīdu (MnO)₂), kas ir brūna; tādā veidā viņi nepamanīja.

Kā tas tiek darīts??

Minerālpirolusīts satur mangāna dioksīdu (MnO)₂) un kālija karbonāts (CaCO)₃).

1659. gadā ķīmiķis Johans R. Glaubers izkausēja minerālu un izšķīdināja to ūdenī, novērojot zaļās krāsas izskatu šķīdumā, kas vēlāk mainījās uz violetu un beidzot sarkanā krāsā. Šī pēdējā krāsa atbilstu kālija permanganāta veidošanai.

19. gadsimta vidū Henijs Kondijs meklēja antiseptisku produktu un sākotnēji pirolusītu apstrādāja ar NaOH un pēc tam ar KOH, ražojot tā sauktos Condy kristālus; tas ir, kālija permanganāts.

Kālija permanganāts tiek ražots rūpnieciski no mangāna dioksīda, kas atrodas minerālpirolusītā. MnO₂  minerālvielā reaģē ar kālija hidroksīdu un pēc tam karsē skābekļa klātbūtnē.

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

Kālija manganāts (K₂MnO₄) pārvēršas kālija permanganātā, elektrolītiskā oksidācijā sārmainā vidē.

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

Citā reakcijā, lai iegūtu kālija permanganātu, kālija manganāts reaģē ar CO₂,  paātrināt disproporcijas procesu:

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

Pateicoties MnO paaudzei₂ (mangāna dioksīds) process ir nelabvēlīgs, KOH jāiegūst no K₂CO₃.

Rekvizīti

Tā ir purpura kristāliska cieta viela, kas kūst 240 ° C temperatūrā, kuras blīvums ir 2,7 g / ml, un molekulmasa ir aptuveni 158 g / mol..

Tas slikti šķīst ūdenī (6,4 g / 100 ml 20 ° C temperatūrā), kas norāda, ka ūdens molekulas būtiski ne solvē MnO jonus.₄^-, tāpēc, ka varbūt to tetraedriskās ģeometrijas prasa daudz ūdens to izšķīdināšanai. Tādā pašā veidā to var izšķīdināt arī metilspirtā, acetonā, etiķskābē un piridīnā.

Sadalīšanās

Tas sadalās 240 ° C temperatūrā, atbrīvojot skābekli:

2KMnO₄ => K₂MnO₄ + MnO₂ + O₂

Var rasties sadalīšanās alkohola un citu organisko šķīdinātāju iedarbībā, kā arī spēcīgu skābju un reducējošo vielu iedarbība.

Oksidējoša jauda

Šajā sāls mangānam piemīt visaugstākais oksidācijas stāvoklis (+7) vai tas pats, kas maksimālais elektronu daudzums, ko var zaudēt jonu ceļā. Savukārt mangāna elektroniskā konfigurācija ir 3d⁵4s²; tāpēc kālija permanganātā viss mangāna atoma valences apvalks ir "tukšs"..

Tātad, mangāna atomam ir dabiska tendence iegūt elektronus; tas ir, jāsamazina uz citiem oksidācijas stāvokļiem sārmainā vai skābes vidē. Tas ir iemesls, kāpēc KMnO₄ Tas ir spēcīgs oksidētājs.

Atsauces

1. Vikipēdija. (2018). Kālija permanganāts. Saturs iegūts 2018. gada 13. aprīlī no: en.wikipedia.org
2. F. Albert Cotton un Geoffrey Wilkinson, FRS. (1980). Uzlabotā neorganiskā ķīmija. Redakcija Limusa, Meksika, 2. izdevums, 437. – 452. Lpp.
3. Robin Wasserman. (2017. gada 14. augusts). Kālija Permanganāta medicīniskais pielietojums. Saturs iegūts 2018. gada 13. aprīlī no: livestrong.com
4. Clark D. (2014. gada 30. septembris). Kālija Permanganāta 3 galīgie lietošanas veidi. Saturs iegūts 2018. gada 13. aprīlī no: technology.org
5. James H. Pohl, Ali Ansary, Irey R. K. (1988). Modulārā termodinamika, vol. 5, Īpašumu izmaiņu novērtējums. Ediciones Ciencia y Técnica, S.A. Meksika, Redakcija Limusa, 273.-280. Lpp.
6. J.M. Medialdea, C. Arnáiz un E. Díaz. Kālija permanganāts: spēcīgs un daudzpusīgs oksidētājs. Ķīmijas un vides inženierzinātņu katedra. Seviļas Universitātes skola.
7. Hasan Zulic. (2009. gada 27. oktobris). Bioloģisko notekūdeņu attīrīšana. [Attēls] Saturs iegūts 2018. gada 13. aprīlī no: en.wikipedia.org
8. Adam Rędzikowski. (2015. gada 12. marts). Kālija permanganāts ir vienkāršs. [Attēls] Saturs iegūts 2018. gada 13. aprīlī no: commons.wikimedia.org