Kaliumpermanganat (KMnO4) Struktur, Egenskaper

den kaliumpermanganat (KMnO₄₎ är en oorganisk förening bildad av mangan-övergångsmetallgrupp 7 (VIIB), syre och kalium. Det är ett mörkt lila glasögonat fastämne. Deras vattenhaltiga lösningar är också mörka lila; Dessa lösningar blir mindre violetta eftersom de späds ut i större mängder vatten.

KMnO₄ börjar sedan genomgå reduktioner (få elektroner) i en följd av färger i följande ordning: lila> blå> grön> gul> färglös (med brun nederbörd av MnO₂). Denna reaktion visar en viktig egenskap hos kaliumpermanganat: det är ett mycket starkt oxidationsmedel.

index

• 1 formel
• 2 Kemisk struktur
• 3 användningsområden
  • 3.1 Medicin och veterinär
  • 3.2 Vattenbehandling
  • 3.3 Bevarande av frukt
  • 3.4 Åtgärder vid brand
  • 3,5 Redox Titrant
  • 3.6 Reagens i organisk syntes
  • 3.7 Historiska användningsområden
• 4 Hur är det gjort??
• 5 egenskaper
  • 5.1 Nedbrytning
  • 5.2 Oxiderande kraft
• 6 referenser 

formeln

Dess kemiska formel är KMnO₄; det vill säga för varje K katjon⁺ det finns en MnO-anjon₄^- interagerar med detta

Kemisk struktur

Kristallstrukturen för KMnO representeras i den övre bilden₄, vilken är ortofonisk typ. De lila sfärerna motsvarar K-katjonerna⁺, medan tetrahedronen som bildas av de fyra röda kulorna och den blåa sfären motsvarar anjonen MnO₄^-.

Varför har anjonen en tetrahedral geometri? Din Lewis-struktur svarar på denna fråga. De prickade linjerna betyder att de dubbla bindningarna resonerar mellan Mn och O. För att kunna anta denna struktur måste metallcentret ha en hybridisering sp³.

Eftersom mangan saknar elektronpar utan att delas, trycks inte Mn-O-bindningarna till samma plan. På samma sätt fördelas den negativa laddningen mellan de fyra syreatomerna, som är ansvarig för orienteringen av K-katjonerna⁺ inom kristallarrangemanget.

tillämpningar

Medicin och veterinär

På grund av dess bakteriedödande verkan används den i många sjukdomar och tillstånd som orsakar hudskador, såsom: infektioner i fötterna med svampar, impetigo, ytliga sår, dermatit och tropiska sår.

På grund av dess skadliga verkan bör kaliumpermanganat användas i låga koncentrationer (1: 10000), vilket begränsar effektiviteten av dess åtgärd.

Det används också vid behandling av parasitiska sjukdomar hos fisk i akvarier som orsakar infektioner i gallen och hudsår..

Vattenbehandling

Det är en kemisk regenerator som används för att avlägsna järn, magnesium och vätesulfid (från en obehaglig lukt) från vatten och kan användas för att rena avloppsvatten..

Järn- och magnesiumfällning i form av olösliga oxider i vatten. Dessutom bidrar det till att ta bort rosten som finns i rören.

Bevarande av frukt

Kaliumpermanganat avlägsnas genom oxidation av eten som genereras i banan under lagring, vilket gör att den kan förbli i mer än 4 veckor utan att mogna, även vid rumstemperatur.

I Afrika använder de den för att suga grönsaker, för att neutralisera och eliminera eventuella närvarande bakterier.

Åtgärder vid brand

Kaliumpermanganat används för att begränsa spridningen av bränder. Baserat på permanganats förmåga att starta elden, är det vanligt att skapa brandbrott i skogsbränder.

Redox titulant

I analytisk kemi används deras standardiserade vattenhaltiga lösningar som en oxidanttitrant i redoxbestämmelser.

Reagens i organisk syntes

Det tjänar till att omvandla alkener till dioler; det vill säga två OH-grupper läggs till dubbelbindningen C = C. Följande kemiska ekvation:

Också i lösning av svavelsyra med kromsyra (H₂CrO₄) används för oxidation av primära alkoholer (R-OH) till karboxylsyror (R-COOH eller RCO)₂H).

Dess oxiderande kraft är tillräckligt stark för att oxidera de primära eller sekundära alkylgrupperna av de aromatiska föreningarna "karboxylerande" dem; det vill säga genom att transformera sidokedjan R (till exempel en CH₃) i en COOH-grupp.

Historiska användningsområden

Det var en del av det pulver som användes som en blixt i fotografering eller för att initiera termitreaktionen.

Det användes under andra världskriget för att kamouflera vita hästar under dagen. Därför använde de mangandioxid (MnO₂), som är brun; På så sätt gick de obemärkt.

Hur är det gjort??

Mineralpirolusiten innehåller mangandioxid (MnO₂) och kaliumkarbonat (CaCO)₃).

År 1659 smälte kemisten Johann R. Glauber mineralet och löst det i vatten och observerade utseendet på en grön färgning i lösningen som senare ändras till violett och till slut till röd. Denna sista färg motsvarade genereringen av kaliumpermanganat.

I mitten av artonhundratalet letade Henry Condy efter en antiseptisk produkt och behandlade initialt pyrolusiten med NaOH och sedan med KOH, vilket producerade de så kallade Condy-kristallerna. det vill säga kaliumpermanganat.

Kaliumpermanganat produceras industriellt från mangandioxid närvarande i mineralpirolusiten. MnO₂  närvarande i mineralet reagerar med kaliumhydroxid och upphettas därefter i närvaro av syre.

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

Kaliummanganat (K₂MnO₄) omvandlas till kaliumpermanganat genom elektrolytisk oxidation i en alkalisk medium.

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

I en annan reaktion för att producera kaliumpermanganat omsattes kaliummanganat med CO₂,  påskynda processen med disproportion:

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

På grund av genereringen av MnO₂ (mangandioxid) processen är ogynnsam, KOH måste genereras från K₂CO₃.

egenskaper

Det är ett lila kristallint fastämne som smälter vid 240 ° C, vilket har en densitet av 2,7 g / ml och en molekylvikt av 158 g / mol ungefär.

Det är dåligt lösligt i vatten (6,4 g / 100 ml vid 20 ° C), vilket indikerar att vattenmolekyler inte solvatiserar MnO joner₄^-, eftersom deras tetrahedrala geometrier kanske kräver mycket vatten för deras upplösning. På samma sätt kan den också lösas upp i metylalkohol, aceton, ättiksyra och pyridin.

sönderdelning

Den sönderdelas vid 240 ° C och frigör syre:

2KMnO₄ => K₂MnO₄ + MnO₂ + O₂

Kan uppleva sönderdelning genom alkohol och andra organiska lösningsmedel, liksom genom verkan av starka syror och reduktionsmedel.

Oxiderande kraft

I detta salt uppvisar mangan sitt högsta oxidationstillstånd (+7), eller detsamma, till den maximala mängd elektroner som kan förloras på jonisk sätt. I sin tur är den elektroniska konfigurationen av mangan 3d⁵4s²; i kaliumpermanganatet är hela valensskalet av manganatomen "tomt".

Så manganatomen har en naturlig tendens att få elektroner; det vill säga att reduceras till andra oxidationstillstånd i alkaliska eller sura medier. Detta är förklaringen till varför KMnO₄ Det är ett kraftfullt oxidationsmedel.

referenser

1. Wikipedia. (2018). Kaliumpermanganat. Hämtad den 13 april 2018, från: en.wikipedia.org
2. F. Albert Cotton och Geoffrey Wilkinson, FRS. (1980). Avancerad oorganisk kemi. Editorial Limusa, Mexiko, 2: a upplagan, sidorna 437-452.
3. Robin Wasserman. (14 augusti 2017). Medicinska användningsområden för kaliumpermanganat. Hämtad den 13 april 2018, från: livestrong.com
4. Clark D. (30 september 2014). De 3 ultimata användningarna av kaliumpermanganat. Hämtad den 13 april 2018, från: technology.org
5. James H. Pohl, Ali Ansary, Irey R. K. (1988). Modulär termodynamik, vol. 5, Utvärdering av förändringar i egenskaper. Ediciones Ciencia y Tecnica, S.A. Mexiko, Editorial Limusa, s. 273-280.
6. J.M. Medialdea, C. Arnáiz och E. Díaz. Kaliumpermanganat: En kraftfull och mångsidig oxidant. Institutionen för kemi- och miljöteknik. University School of Seville.
7. Hasan Zulic. (27 oktober 2009). Biologisk avloppsrening. [Bild]. Hämtad den 13 april 2018, från: en.wikipedia.org
8. Adam Rędzikowski. (12 mars 2015). Kaliumpermanganat enkelt. [Bild]. Hämtad den 13 april 2018, från: commons.wikimedia.org