KALIO PERMANGANATAS (KMNO4): STRUKTŪRA, SAVYBĖS - CHEMIJA - 2024

Kalio permanganatas (KMnO ₄₎ yra neorganinis junginys, sudarytas iš mangano - metalo pereinamojo grupės 7 (VIIB) -, deguonies ir kalio. Tai yra giliai purpurinė stiklakūnio kieta medžiaga. Vandeniniai tirpalai taip pat yra tamsiai violetinės spalvos; šie tirpalai tampa mažiau violetiniai, nes skiedžiami didesniu kiekiu vandens.

Tada KMnO ₄ pradeda redukuoti (įgyti elektronus) paeiliui spalvų tokia tvarka: violetinė> mėlyna> žalia> geltona> bespalvė (su rudomis MnO ₂ nuosėdomis ). Ši reakcija parodo svarbią kalio permanganato savybę: jis yra labai stiprus oksidatorius.

Formulė

Jo cheminė formulė yra KMnO ₄ ; tai yra, kiekvienam K ⁺ katijonui yra MnO ₄ anijonas ^- sąveikaujantis su tuo

Cheminė struktūra

Viršutinis paveikslėlis parodo ortorombinio tipo KMnO ₄ kristalinę struktūrą . Purpurinės sferos atitinka K ⁺ katijonus , o tetraedras, kurį sudaro keturios raudonos sferos ir melsva sfera, atitinka MnO ₄ ^- anijoną .

Kodėl anijonas turi tetraedrinę geometriją? Jūsų Lewiso struktūra atsako į šį klausimą. Punktyrinės linijos reiškia, kad dvigubi ryšiai rezonuoja tarp Mn ir O. Norint priimti šią struktūrą, metalo centre turi būti sp ³ hibridizacija .

Kadangi manganui trūksta neskaidytų elektronų porų, Mn-O jungtys nėra stumiamos į tą pačią plokštumą. Taip pat neigiamas krūvis pasiskirsto tarp keturių deguonies atomų, atsakingų už K ⁺ katijonų orientaciją kristalinėje struktūroje.

Programos

Medicina ir veterinarija

Dėl savo baktericidinio poveikio jis naudojamas esant daugeliui ligų ir būklių, sukeliančių odos pažeidimus, tokioms kaip: grybelinės pėdų infekcijos, impetiga, paviršinės žaizdos, dermatitas ir tropinės opos.

Dėl žalingo kalio permanganato koncentracijos jį reikia vartoti maža (1: 10 000) koncentracija, o tai riboja jo veiksmingumą.

Jis taip pat naudojamas žuvų parazitams gydyti akvariumuose, kurie sukelia žiaunų infekcijas ir odos opas.

Vandens valymas

Tai cheminis regenerantas, naudojamas geležiui, magniui ir vandenilio sulfidui (turinčiam nemalonų kvapą) pašalinti iš vandens, gali būti naudojamas nuotekoms išvalyti.

Geležis ir magnis nusėda kaip vandenyje netirpūs oksidai. Be to, tai padeda pašalinti vamzdžiuose esančias rūdis.

Vaisių konservavimas

Kalio permanganatas oksidacijos būdu pašalina etileną, susidariusį banane jo laikymo metu, leidžiant išlikti neprinokusiam ilgiau nei 4 savaites, net kambario temperatūroje.

Afrikoje jie jį naudoja daržovėms mirkyti, norėdami neutralizuoti ir pašalinti bet kokius bakterinius veiksnius.

Veiksmas ant ugnies

Kalio permanganatas yra naudojamas siekiant apriboti gaisrų plitimą. Remiantis permanganato gebėjimu pradėti gaisrą, jis naudojamas gaisrų gesinimui miško gaisruose.

Redokso titrantas

Analizinėje chemijoje standartizuoti vandeniniai tirpalai naudojami kaip oksiduojantis titrantas redoksų nustatymui.

Reagentas organinėje sintezėje

Jis tarnauja alkenams paversti dioliais; tai yra, dvi OH grupės yra pridėtos prie C = C dvigubos jungties. Ši cheminė lygtis:

Taip pat sieros rūgšties tirpale su chromo rūgštimi (H ₂ CrO ₄ ) jis naudojamas pirminių alkoholių (R-OH) oksidacijai į karboksirūgštis (R-COOH arba RCO ₂ H).

Jo oksiduojanti galia yra pakankamai stipri, kad oksiduotųsi aromatinių junginių pirminės arba antrinės alkilo grupės, „karboksilindamos“ jas; tai yra, transformuojasi R šoninę grandinę (pvz, CH ₃ ) į COOH.

Istorinis panaudojimas

Tai buvo miltelių, naudojamų fotografijoje kaip blykstė, arba termito reakcijai inicijuoti, dalis.

Jis buvo naudojamas Antrajame pasauliniame kare baltų žirgų maskavimui dienos metu. Tam jie panaudojo mangano dioksidą (MnO ₂ ), kuris yra rudos spalvos; tokiu būdu jie liko nepastebėti.

Kaip tai daroma?

Mineraliniame pirolite yra mangano dioksido (MnO ₂ ) ir kalio karbonato (CaCO ₃ ).

1659 m. Chemikas Johanas R. Glauberis išlydė mineralą ir ištirpino jį vandenyje, stebėdamas, ar tirpale atsirado žalia spalva, kuri vėliau pasikeitė į violetinę ir galiausiai į raudoną. Ši paskutinė spalva atitiko kalio permanganato generaciją.

Devyniolikto amžiaus viduryje Henry Condy ieškojo antiseptinio produkto ir iš pradžių pirolitą apdorojo NaOH, o vėliau KOH, gamindamas vadinamuosius Condy kristalus; tai yra kalio permanganatas.

Kalio permanganatas gaminamas pramoniniu būdu iš mangano dioksido, esančio mineraliniame pirolite. MnO ₂ esančių mineralinių reaguoja su kalio hidroksidu ir vėliau kaitinamas dalyvaujant deguoniui.

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

Kalio manganatas (K ₂ MnO ₄ ) virsta kalio permanganatu elektrolitinio oksidavimo būdu šarminėje terpėje.

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

Kitoje kalio permanganato gavimo reakcijoje kalio manganatas reaguoja su CO ₂ , pagreitindamas disproporcijos procesą:

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

Dėl MnO ₂ (mangano dioksido) susidarymo procesas yra nepalankus, todėl iš K ₂ CO ₃ reikia generuoti KOH .

Savybės

Tai purpurinė kristalinė kieta medžiaga, lydoma esant 240 ºC, kurios tankis yra 2,7 g / ml, o molekulinė masė yra maždaug 158 g / mol.

Jis blogai tirpsta vandenyje (6,4 g / 100 ml 20 ° C temperatūroje), o tai rodo, kad vandens molekulės ne solvatuoja MnO ₄ ^- jonus , nes galbūt jų tetraedrinėms geometrijoms reikia daug vandens jo ištirpimas. Panašiai jis taip pat gali būti ištirpinamas metilo alkoholyje, acetone, acto rūgštyje ir piridine.

Skilimas

Jis suyra esant 240 ºC, išskirdamas deguonį:

2KMnO ₄ => K ₂ MnO ₄ + MnO ₂ + O ₂

Jis gali suskaidyti veikdamas alkoholį ir kitus organinius tirpiklius, taip pat veikdamas stipriąsias rūgštis ir reduktorius.

Oksiduojanti galia

Šioje druskoje mangano oksidacijos būsena yra didžiausia (+7) arba lygi didžiausiam elektronų skaičiui, kurį jis gali prarasti joniškai. Savo ruožtu mangano elektronų konfigūracija yra 3 d ⁵ 4 s ² ; todėl visas kalio permanganato mangano atomo valentinis apvalkalas yra „tuščias“.

Taigi mangano atomas turi natūralų polinkį įgyti elektronus; tai yra, redukuoti į kitas oksidacijos būsenas šarminėje arba rūgščioje terpėje. Tai paaiškinimas, kodėl KMnO ₄ yra galingas oksidatorius.

Nuorodos

1. Vikipedija. (2018 m.). Kalio permanganatas. Gauta 2018 m. Balandžio 13 d. Iš: en.wikipedia.org
2. F. Albert Cotton ir Geoffrey Wilkinson, FRS. (1980). Pažangi neorganinė chemija. Redakcija „Limusa“, „Mexico“, 2-asis leidimas, 437–452 puslapiai.
3. Robinas Wassermanas. (2017 m. Rugpjūčio 14 d.). Kalio permanganato medicininės paskirties priemonės. Gauta 2018 m. Balandžio 13 d. Iš: livestrong.com
4. Clarkas D. (2014 m. Rugsėjo 30 d.). 3 galutiniai kalio permanganato naudojimo būdai. Gauta 2018 m. Balandžio 13 d. Iš: technology.org
5. Jamesas H. Pohlas, Ali Ansary, Irey RK (1988). Modulinė termodinamika, t. 5, savybių pokyčių įvertinimas. „Ediciones Ciencia y Técnica“, SA México, „Limusa“ redakcija, 273–280 puslapiai.
6. JM Medialdea, C. Arnáiz ir E. Díaz. Kalio permanganatas: galingas ir universalus oksidantas. Chemijos ir aplinkos inžinerijos katedra. Sevilijos universiteto mokykla.
7. Hasanas Zulicas. (2009 m. Spalio 27 d.). Biologinis nuotekų valymas. . Gauta 2018 m. Balandžio 13 d. Iš: es.wikipedia.org
8. Adomas Rędzikowskis. (2015 m. Kovo 12 d.). Paprastas kalio permanganatas. . Gauta 2018 m. Balandžio 13 d. Iš: commons.wikimedia.org