Kalium Permanganate (KMnO4) Struktur, Egenskaper



den kaliumpermanganat (KMnO4) er en uorganisk forbindelse dannet av mangan-overgangsmetallgruppe 7 (VIIB) -, oksygen og kalium. Det er et mørkt lilla glassholdig fast stoff. Deres vandige løsninger er også mørk lilla; Disse løsningene blir mindre fiolette ettersom de er fortynnet i større mengder vann.

KMnO4 begynner deretter å gjennomgå reduksjoner (få elektroner) i en rekkefølge av farger i følgende rekkefølge: lilla> blå> grønn> gul> fargeløs (med brunt fall av MnO2). Denne reaksjonen demonstrerer en viktig egenskap for kaliumpermanganat: det er et meget sterkt oksidasjonsmiddel.

index

  • 1 formel
  • 2 Kjemisk struktur
  • 3 bruksområder
    • 3.1 Medisin og veterinær
    • 3.2 Vannbehandling
    • 3.3 Bevaring av frukt
    • 3.4 Tiltak i brann
    • 3,5 Redox Titrant
    • 3.6 Reagens i organisk syntese
    • 3.7 Historiske bruksområder
  • 4 Hvordan er det gjort??
  • 5 Egenskaper
    • 5.1 Nedbrytning
    • 5.2 Oksiderende kraft
  • 6 Referanser 

formel

Kjemisk formel er KMnO4; det er det for hver K katjon+ Det er en MnO anion4- samhandler med dette

Kjemisk struktur

Krystallstrukturen til KMnO er representert i det øvre bildet4, som er orthorhombic type. De lilla kulene samsvarer med K kasjonene+, mens tetrahedronen dannet av de fire røde kulene og den blåaktige sfæren tilsvarer anionen MnO4-.

Hvorfor har anionen en tetrahedral geometri? Din Lewis-struktur svarer på dette spørsmålet. De stiplede linjene betyr at de doble bindingene er resonans mellom Mn og O. For å kunne vedta denne strukturen må det metalliske senteret ha en hybridisering sp3.

Siden mangan mangler par elektroner uten å dele, blir Mn-O-bindingene ikke presset til samme plan. På samme måte fordeles den negative ladningen blant de fire oksygenatomer, som er ansvarlig for orienteringen av K kasjonene+ innenfor krystallarrangementet.

søknader

Medisin og veterinær

På grunn av sin bakteriedrepende virkning, brukes den i mange sykdommer og tilstander som frembringer hudlidelser, som: infeksjoner av føttene med sopp, impetigo, overfladiske sår, dermatitt og tropiske sår.

På grunn av sin skadelige virkning, bør kaliumpermanganat brukes i lave konsentrasjoner (1: 10000), noe som begrenser effektiviteten av sin virkning.

Det brukes også til behandling av parasittiske sykdommer i fisk i akvarier som forårsaker infeksjoner av gjær og hudsår..

Vannbehandling

Det er en kjemisk regenerator som brukes til å fjerne jern, magnesium og hydrogensulfid (fra en ubehagelig lukt) fra vann, og kan brukes til å rense avløpsvann..

Jern og magnesium utfelling i form av deres uoppløselige oksyder i vann. I tillegg hjelper det å fjerne rusten som finnes i rørene.

Bevaring av frukt

Kaliumpermanganat fjerner ved oksidasjon etylen som genereres i banan under lagring, slik at den kan forbli i mer enn 4 uker uten modning, selv ved romtemperatur.

I Afrika bruker de den til å suge grønnsaker, for å nøytralisere og eliminere eventuelle tilstøtende bakterier.

Handling i brann

Kaliumpermanganat brukes til å begrense spredningen av branner. Basert på permanganatets evne til å starte brannen, brukes det til å skape brannbrudd i skogbranner.

Redox titulant

I analytisk kjemi brukes deres standardiserte vandige løsninger som en oksidanttitrant i redoksbestemmelser.

Reagens i organisk syntese

Den tjener til å omdanne alkener til dioler; det vil si to OH-grupper blir tilsatt til dobbeltbindingen C = C. Følgende kjemiske ligning:

Også i oppløsning av svovelsyre med kromsyre (H2CrO4) brukes til oksydasjon av primære alkoholer (R-OH) til karboksylsyrer (R-COOH eller RCO)2H).

Dens oksidasjonskraft er sterk nok til å oksidere de primære eller sekundære alkylgruppene av de aromatiske forbindelser "karboksylering" dem; det vil si ved å transformere sidekjeden R (for eksempel en CH3) i en COOH-gruppe.

Historiske bruksområder

Det var en del av pulveret som ble brukt som et blits i fotografering eller for å starte termitreaksjonen.

Det ble brukt i andre verdenskrig til å camouflere hvite hester om dagen. For dette brukte de mangandioxid (MnO2), som er brun; På denne måten gikk de ubemerket.

Hvordan er det gjort??

Mineralpirolusitt inneholder mangandioxid (MnO2) og kaliumkarbonat (CaCO)3).

I 1659 smelte kjemikeren Johann R. Glauber mineralet og løst det i vann og observerte utseendet av en grønn fargelegging i løsningen, som senere endret til fiolett og til slutt til rødt. Denne siste farge korresponderte med genereringen av kaliumpermanganat.

I midten av 1800-tallet så Henry Condy etter et antiseptisk produkt og behandlet først pyrolusittet med NaOH og deretter med KOH, som produserte de såkalte Condy-krystallene. det vil si kaliumpermanganat.

Kaliumpermanganat produseres industrielt fra mangandioxid som er tilstede i mineralpirolusitt. MnO2  til stede i mineralreaktoren med kaliumhydroksyd og oppvarmes deretter i nærvær av oksygen.

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

Kalium manganat (K2MnO4) omdannes til kaliumpermanganat ved elektrolytisk oksidasjon i et alkalisk medium.

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

I en annen reaksjon for å produsere kaliumpermanganat, blir kaliummanganat omsatt med CO2,  akselerere prosessen med disproportion:

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

På grunn av genereringen av MnO2 (mangandioxid) prosessen er ugunstig, må KOH genereres fra K2CO3.

egenskaper

Det er et lilla krystallinsk fast stoff som smelter ved 240 ° C, som har en tetthet på 2,7 g / ml og en molekylvekt på 158 g / mol ca..

Det er dårlig oppløselig i vann (6,4 g / 100 ml ved 20 ° C), noe som indikerer at vannmolekyler ikke sterkt solvatiserer MnO-ioner4-, fordi kanskje deres tetraedrale geometrier krever mye vann for deres oppløsning. På samme måte kan den også oppløses i metylalkohol, aceton, eddiksyre og pyridin.

nedbrytning

Den dekomponerer ved 240 ° C, frigjør oksygen:

2KMnO4 => K2MnO4 + MnO2 + O2

Kan oppleve nedbrytning ved virkningen av alkohol og andre organiske løsningsmidler, samt ved påvirkning av sterke syrer og reduksjonsmidler.

Oksiderende kraft

I dette saltet viser mangan sin høyeste oksidasjonstilstand (+7), eller hva som er den samme, til den maksimale mengden elektroner som kan gå tapt på ionisk måte. I sin tur er den elektroniske konfigurasjonen av mangan 3d54s2; derfor, i kaliumpermanganatet er hele valensskallet av manganatomet "tomt".

Så manganatomet har en naturlig tendens til å få elektroner; det vil si å bli redusert til andre oksidasjonstilstander i alkaliske eller sure medier. Dette er forklaringen på hvorfor KMnO4 Det er et kraftig oksidasjonsmiddel.

referanser

  1. Wikipedia. (2018). Kaliumpermanganat. Hentet 13. april 2018, fra: en.wikipedia.org
  2. F. Albert Cotton og Geoffrey Wilkinson, FRS. (1980). Avansert uorganisk kjemi. Editorial Limusa, Mexico, 2. utgave, s. 437-452.
  3. Robin Wasserman. (14. august 2017). Medisinsk bruk for kaliumpermanganat. Hentet 13. april 2018, fra: livestrong.com
  4. Clark D. (30. september 2014). De 3 Ultimate Brukene av Kalium Permanganate. Hentet 13. april 2018, fra: technology.org
  5. James H. Pohl, Ali Ansary, Irey R. K. (1988). Modulær termodynamikk, vol. 5, Evaluering av endringer i egenskaper. Ediciones Ciencia y Tecnica, S.A. Mexico, Editorial Limusa, side 273-280.
  6. J.M. Medialdea, C. Arnáiz og E. Díaz. Kaliumpermanganat: En kraftig og allsidig oksidant. Avdeling for Kjemisk og Miljøteknikk. University School of Seville.
  7. Hasan Zulic. (27. oktober 2009). Biologisk avløpsvannbehandling. [Figur]. Hentet 13. april 2018, fra: en.wikipedia.org
  8. Adam Rędzikowski. (12. mars 2015). Kaliumpermanganat enkelt. [Figur]. Hentet 13. april 2018, fra: commons.wikimedia.org