Калиев перманганат - Биология
умерено във вода (64 g · l -1 при 20 ° C) [1]
Калиев перманганат (KMnO4) е калиевата сол на пермангановата киселина, HMnO4, която е неизвестна в свободно състояние. Това е наситено червено-лилаво, метално, лъскаво, кристално твърдо вещество и силно окислително средство. Перманганатният анион е единствено отговорен за интензивния цвят на солта. Цветът се дължи на преходи за пренос на заряд. В перманганатите манганът е в най-високо ниво на окисление + VII.
характеристики
Калиев перманганат образува тъмни, червено-виолетови, блестящи кристали, които са умерено разтворими във вода и произвеждат интензивно виолетов разтвор дори в ниски концентрации. При нагряване кристалите не се топят, а по-скоро се разпадат от около 240 ° C с ясен пращене, освобождавайки кислород. Кристалният калиев перманганат е стабилен при стайна температура, но водните му разтвори се разлагат с течение на времето до манганов (IV) оксид и кислород
Тъй като манганът е в най-високото си ниво на окисление в перманганатния анион, той се появява като много силно окислително средство при окислително-възстановителните реакции. По този начин, калиев перманганат окислява z. Б. Солна киселина до хлорен газ (лабораторен метод за получаване на хлор):
Също така окислява, например, сулфити до сулфати, Fe (II) до Fe (III) йони и алкохоли до карбоксилни киселини. Също така може да предизвика разлагане на органични вещества. Калиев перманганат се окислява.
Калиев перманганат се разлага от 240 ° C до калиев манганат (калиев манганат (VI), K2MnO4), манганов диоксид (MnO2), калиев оксид (K2O) и кислород (O2): [3]
При още по-високи температури калиевият манганат също се разпада:
Схема на окислително-редукционната реакция на сулфит с перманганат:
| $ \ mathrm \> $ | $ \ mathrm <>>> O_3 ^ + 3 \ H_2O> $ | $ \ mathrm $ | $ \ mathrm <>>> O_4 ^ + 2 \ e ^ - + 2 \ H_3O ^ +> $ | $ \ mathrm $ |
| $ \ mathrm \> $ | $ \ mathrm <>>> O_4 ^ - + 5 \ e ^ - + 8 \ H_3O ^ +> $ | $ \ mathrm $ | $ \ mathrm <>>> <> ^ + 12 \ H_2O> $ | $ \ mathrm $ |
| $ \ mathrm \> $ | $ \ mathrm + 2 \ MnO_4 ^ - + 6 \ H_3O ^ +> $ | $ \ mathrm $ | $ \ mathrm + 2 \ Mn ^ + 9 \ H_2O> $ |
Като комплекс с коронни етери, калиев перманганат може също да се разтвори в неполярни органични разтворители като бензен или толуен, който се използва в синтетичната органична химия.
производство
Техническото производство се основава на манганов диоксид MnO2, който реагира с калиев хидроксид и атмосферен кислород, образувайки зелено оцветен калиев манганат (VI) K2MnO4. Това се обработва електрохимично, за да се получи калиев перманганат (анодно окисление) и се предлага на пазара в кристална форма.
Възможен е целенасочен двустепенен синтез в лабораторията, при който MnO2 първо се окислява до K2MnO4 в силно базична среда (например чрез KClO3) и след това след равновесие на диспропорциониране се превръща в KMnO4 и MnO4 4−, които се разлагат в MnO2 и OH - чрез последваща хидролиза и неутрализиран чрез въвеждане на CO2 или добавяне на разредена сярна киселина.
$ \ mathrm \ rightleftharpoons \ 2 \ MnO_4 <^->+ MnO_4 ^ (+ 2 \ H_2O \ longrightarrow \ 2 \ MnO_4 <^->+ MnO_2 + 4 \ OH<^->)> $ В резултат на неутрализацията равновесието се измества надясно, тъй като мангановият (IV) оксид, който се утаява, вече не може да се разтвори в основната среда, което увеличава добива на калиев перманганат. $ \ mathrm $ Вместо въглеродната киселина, получена от въвеждането на CO2, може да се използва и еквивалентното количество разредена сярна киселина.
използване
Поради силния си оксидиращ ефект, калиев перманганат, наред с други неща, се използва като дезинфектант, дезодорант и алгицид. При количествения химичен анализ (оксидиметрия, манганометрия, редокс титруване) той се използва за определяне на голям брой вещества (например желязо, нитрит, оксалат, редуциращи захари и, косвено, калций); крайната точка на определянето е обозначена с постоянен виолетов цвят. В лабораторията алкален разтвор на калиев перманганат се използва и за почистване на стъклени уреди. Във фотографията се използва за откриване на фиксираща сол (натриев тиосулфат) и като редуктор на преекспонираните изображения; при това среброто се окислява. Използва се и за избелване на естествени гъби, за да се получи типичният им бяло-жълт цвят. Като фунгицид и бактерицид, калиев перманганат за третиране на овощни дървета, маслинови дървета и лозя също е одобрен за биологично земеделие съгласно регламента на ЕИО. [4]
Когато глицеринът се капе върху излишък от сол, сместа се запалва след няколко секунди до минути [5] и изгаря с характерен виолетов пламък. Тази забавена реакция се използва за започване на термитни реакции поради силната топлина. Смеси с магнезий или алуминий на прах реагират експлозивно под ярка светлинна светкавица. С глицерин, етилен гликол, манитол, ацеталдехид и много други вещества се получава самозапалване. По отношение на количеството калиев перманганат се използва при производството на захарин.
лекарство
В медицината разтворът на калиев перманганат се използва като стягащо и дезинфектиращо средство за външно третиране на кожата, u. а. за обрив на крака или пелена на атлет, използван (ATC код D08AX06). При спешна токсикология ще го направи бордо Разтвор на калиев перманганат (приблизително 0,1%), използван за стомашна промивка в случай на отравяне след перорално поглъщане на окисляеми отрови. [6] Използва се и в терапията на паразитни болести по рибите. Калиев перманганат унищожава миризливите вещества и има бактерициден ефект.
Исторически
Предишни фотографи са използвали калиев перманганат като съставка във флаш прах. Калиев перманганат се използва за гаргара при болки в гърлото и в месарския занаят, за да премахне миризмата на гнило месо и да го направи отново вкусно. Освен това кожата става кафява след контакт с разтвор на калиев перманганат; следователно такива разтвори се използват и специално като дъбилни агенти.
инструкции за безопасност
Калиев перманганат има клас на опасност за водата 3 (силно опасен за водата), който в допълнение към окислителния си ефект трябва да се вземе предвид при изхвърляне на остатъците от перманганат. Калиев перманганат има само ниска остра токсичност (LD50 (плъх, орално) = 750 mg/kg), но има подчертан дразнещ ефект върху живата тъкан поради силния си окислителен ефект, така че химическите изгаряния могат лесно да възникнат. Следователно трябва да се предотврати всеки контакт извън медицинско приложение или дори прием през устата. Прахът от перманганат причинява замъгляване на роговицата.
Обезцветяването на самата кожа, което възниква при контакт, от друга страна е безвредно и се причинява от мангановия диоксид, образуван при намаляване на перманганата. По-големите обезцветени области могат да бъдат обезцветени отново с разтвори на сулфити.
В резултат на силния си окислителен ефект, калиевият перманганат понякога реагира много бурно с много редуциращи или горими вещества; може да възникне самозапалване. Смеси с вещества, които не водят до спонтанни реакции, са изключително запалими и след това могат да реагират експлозивно.