permanganat de potasiu (KMnO4) este un compus anorganic format din mangan - metal de tranziție grupa 7 (VIIB) -, oxigen și potasiu. Este un solid vitros purpuriu profund. Soluțiile sale apoase sunt, de asemenea, violet închis; aceste soluții devin mai puțin violete, deoarece sunt diluate în cantități mai mari de apă.

permanganat

KMnO4 începe apoi să sufere reduceri (câștig de electroni) într-o succesiune de culori în următoarea ordine: violet> albastru> verde> galben> incolor (cu precipitat maro de MnO2). Această reacție demonstrează o proprietate importantă a permanganatului de potasiu: este un agent oxidant foarte puternic.

Formulă

Formula sa chimică este KMnO4; adică pentru fiecare cation K + există un anion MnO4 - care interacționează cu acesta

Structura chimică

Imaginea superioară reprezintă structura cristalină a KMnO4, care este de tip ortorombic. Sferele violete corespund cationilor K +, în timp ce tetraedrul format din cele patru sfere roșii și sfera albăstruie corespunde anionului MnO4. .

De ce are anionul o geometrie tetraedrică? Structura dvs. Lewis răspunde la această întrebare. Liniile punctate înseamnă că legăturile duble rezonează între Mn și O. Pentru a adopta această structură, centrul metalic trebuie să aibă o hibridizare sp 3 .

Deoarece manganului îi lipsesc perechi de electroni nepartajate, legăturile Mn-O nu sunt împinse în același plan. În mod similar, sarcina negativă este distribuită între cei patru atomi de oxigen, fiind responsabilă de orientarea cationilor K + în cadrul aranjamentelor cristaline.

Aplicații

Medicină și veterinar

Datorită acțiunii sale bactericide, este utilizat în numeroase boli și afecțiuni care provoacă leziuni ale pielii, cum ar fi: infecții fungice ale piciorului, impetigo, răni superficiale, dermatită și ulcere tropicale.

Datorită acțiunii sale dăunătoare, permanganatul de potasiu trebuie utilizat la concentrații scăzute (1: 10.000), ceea ce limitează eficacitatea acțiunii sale.

Este, de asemenea, utilizat în tratamentul paraziților peștilor din acvarii care provoacă infecții branhiale și ulcere ale pielii.

Tratamentul apei

Este un regenerant chimic utilizat pentru a elimina fierul, magneziul și hidrogenul sulfurat (cu miros neplăcut) din apă și poate fi utilizat pentru purificarea apelor uzate.

Fierul și magneziul precipită ca oxizi insolubili în apă. În plus, ajută la îndepărtarea ruginii prezente în țevi.

Conservarea fructelor

Permanganatul de potasiu îndepărtează etilena generată în banane în timpul depozitării prin oxidare, permițându-i să rămână necoapte mai mult de 4 săptămâni, chiar și la temperatura camerei.

În Africa îl folosesc pentru a înmuia legumele, pentru a neutraliza și elimina orice agent bacterian prezent.

Acțiune pe foc

Permanganatul de potasiu este utilizat pentru a limita răspândirea incendiilor. Pe baza capacității permanganatului de a declanșa focul, este folosit pentru a crea stingerea incendiilor în incendiile forestiere.

Titrant redox

În chimia analitică, soluțiile sale apoase standardizate sunt utilizate ca titrant oxidant în determinările redox.

Reactiv în sinteza organică

Servește pentru a transforma alchenele în dioli; adică se adaugă două grupuri OH la dubla legătură C = C. Următoarea ecuație chimică:

De asemenea, în soluție de acid sulfuric cu acid cromic (H2CrO4) este utilizat pentru oxidarea alcoolilor primari (R-OH) în acizi carboxilici (R-COOH sau RCO2H).

Puterea sa de oxidare este suficient de puternică pentru a oxida grupările alchil primare sau secundare ale compușilor aromatici prin „carboxilarea” acestora; adică transformarea lanțului lateral R (de exemplu, un CH3) într-un grup COOH.

Utilizări istorice

A făcut parte din pulberile folosite ca bliț în fotografie sau pentru a începe reacția termită.

A fost folosit în al doilea război mondial pentru camuflaj pentru caii albi în timpul zilei. Pentru aceasta au folosit dioxid de mangan (MnO2), care este de culoare maro; în felul acesta au trecut neobservate.

Cum se face?

Piroluzitul mineral conține dioxid de mangan (MnO2) și carbonat de potasiu (CaCO3).

În 1659 chimistul Johann R. Glauber a topit mineralul și l-a dizolvat în apă, observând apariția unei colorații verzi în soluție, care ulterior s-a schimbat în violet și în cele din urmă în roșu. Această ultimă culoare a corespuns generației de permanganat de potasiu.

La mijlocul secolului al XIX-lea Henry Condy căuta un produs antiseptic și a tratat inițial piroluzitul cu NaOH și mai târziu cu KOH, producând așa-numitele cristale Condy; adică permanganat de potasiu.

Permanganatul de potasiu este produs industrial din dioxid de mangan prezent în piroluzitul mineral. MnO2 prezent în mineral reacționează cu hidroxid de potasiu și este încălzit ulterior în prezența oxigenului.

Manganatul de potasiu (K2MnO4) este transformat în permanganat de potasiu prin oxidare electrolitică într-un mediu alcalin.

Într-o altă reacție pentru a produce permanganat de potasiu, manganatul de potasiu reacționează cu CO2, accelerând procesul de disproporționare:

Datorită generării de MnO2 (dioxid de mangan) procesul este nefavorabil, trebuind să genereze KOH din K2CO3.

Proprietăți

Este un solid cristalin purpuriu care se topește la 240 ° C, care are o densitate de 2,7 g/ml și o greutate moleculară de aproximativ 158 g/mol.

Este slab solubil în apă (6,4 g/100 ml la 20 ° C), ceea ce indică faptul că moleculele de apă nu solvatează în mare măsură ionii MnO4, deoarece probabil geometriile lor tetraedrice necesită multă apă pentru dizolvare. În mod similar, poate fi dizolvat și în alcool metilic, acetonă, acid acetic și piridină.

Descompunere

Se descompune la 240 ° C, eliberând oxigen:

Poate suferi descompunere prin acțiunea alcoolului și a altor solvenți organici, precum și prin acțiunea acizilor puternici și a agenților reducători.

Puterea oxidantă

În această sare, manganul prezintă cea mai mare stare de oxidare (+7), sau ceea ce este egal, cu numărul maxim de electroni pe care îl poate pierde ionic. La rândul său, configurația electronică a manganului este 3d 5 4s 2; prin urmare, în permanganatul de potasiu întreaga coajă de valență a atomului de mangan este „goală”.

Deci atomul de mangan are tendința naturală de a câștiga electroni; adică să fie redus la alte stări de oxidare în medii alcaline sau acide. Aceasta este explicația pentru care KMnO4 este un agent oxidant puternic.