Permanganat de potasiu
| Permanganat de potasiu | |
|---|---|
 | |
 | |
| Numele IUPAC | |
| tetraoxomanganat de potasiu (VII) | |
| Caracteristici generale | |
| Formula moleculară sau brută | KMnO 4 |
| Greutatea formulei ( u ) | 158.04 |
| Aspect | solid cristalin violet |
| numar CAS | |
| Numărul EINECS | 231-760-3 |
| PubChem | 516875 |
| DrugBank | DB13831 |
| ZÂMBETE | [O-][Mn](=O)(=O)=O.[K+] |
| Proprietăți fizico-chimice | |
| Densitate (g / cm 3 , în cs ) | 2,70 [1] |
| Indicele de refracție | 1,59 [2] |
| Solubilitate în apă | 64 g / l până la 293 K [1] |
| Temperatură de topire | > 240 ° C (> 510 K) cu descompunere [1] |
| Proprietăți termochimice | |
| Δ f H 0 (kJ mol −1 ) | −837,2 [3] |
| Δ f G 0 (kJ mol −1 ) | −737,6 [3] |
| S 0 m (J K −1 mol −1 ) | 171,7 [3] |
| C 0 p, m (J K −1 mol −1 ) | 117,6 [3] |
| Proprietăți toxicologice | |
| LD 50 (mg / kg) | 1090 șobolan oral [1] |
| Informații de siguranță | |
| Simboluri de pericol chimic | |
    | |
| Pericol | |
| Fraze H | 272 - 302 - 314 - 361d - 373 - 410 [1] |
| Sfaturi P | 210 - 220 - 280 - 301 + 330 + 331 - 303 + 361 + 353 - 305 + 351 + 338 - 310 [1] |
Permanganatul de potasiu sau permanganatul de potasiu este compusul anorganic cu formula KMnO4 . În condiții normale, este un solid cristalin cu o culoare tipic violet închis. În acest compus, manganul se află în starea de oxidare +7. Este un oxidant foarte puternic, un produs industrial important. În 2008, au fost produse în jur de 50.000 de tone. [4]
fundal
Permanganatul de potasiu a fost obținut pentru prima dată în 1659 de Johann Rudolph Glauber . El a descris în tratatul său Dess Teutschlands Wohlfahrt fuziunea unui amestec de piroluzit ( minereu de dioxid de mangan , MnO 2 ) și carbonat de potasiu ; materialul violet obținut, odată dizolvat în apă, a dat o soluție care a schimbat culoarea în timp de la albastru la roșu la verde. [5] Alți oameni de știință au observat variații similare de culoare, iar compusul a fost numit cameleon mineral , fără a putea clarifica motivul acestui comportament. Abia în 1830-1832 Eilhard Mitscherlich a determinat formulele de manganat și permanganat de potasiu. [6] În anii 1850, chimistul londonez Henry Bollmann Condy a vândut soluții de permanganat pentru uz dezinfectant, brevetându-le sub denumirea de fluid Condy . [7] Din 1862, permanganatul de potasiu a fost comercializat pe scară largă, devenind rapid un important produs industrial. [8]
Sinteză
Majoritatea permanganatului de potasiu este produs industrial din minerale care conțin dioxid de mangan (în principal piroluzit ). Minereul zdrobit este mai întâi topit într-un amestec cu hidroxid de potasiu și aer sau oxigen. În aceste condiții puternic alcaline, manganul se oxidează din Mn IV O 2 în manganat de potasiu K 2 Mn VI O 4 :
Ulterior, oxidarea de la manganat (VI) la permanganat (VII) se efectuează printr-un proces de oxidare electrolitică într-un mediu alcalin: [8]
Pe o scară de laborator, MnO 2 poate fi fuzionat cu KOH și un oxidant , cum ar fi KNO 3 . Se produce astfel ionul verde manganat (VI), ceea ce dă disproporție în soluție neutră sau acidă: [9]
În soluție apoasă de săruri de Mn (II) poate fi oxidat direct la permanganat cu oxidanți foarte puternici , cum ar fi PbO 2 , Na 2 S 2 O 8 sau NaBiO 3 . [9]
Structura
Permanganatul de potasiu formează cristale ortorombice , grup spațial Pnma, cu constante de rețea a = 910.5 pm , b = 572.0 pm și c = 742,5 pm , cu patru unități de formulă pe unitate de celulă . Fiecare atom de mangan este înconjurat de patru atomi de oxigen cu geometrie tetraedrică. Distanța medie Mn - O este 162.9 pm . [10] KMnO 4 este izostructurali cu KClO 4. [4]
Proprietăți și reactivitate
Permanganatul de potasiu solid este stabil, dar trebuie depozitat într-un mediu lipsit de umiditate și protejat de lumină, pentru care se folosesc de obicei sticle de chihlimbar. Culoarea violet foarte intensă se datorează benzilor de transfer de încărcare O → Mn. [4] KMnO 4 se descompune la încălzirea peste 200 ° C eliberând oxigen. În soluție apoasă se descompune încet lăsând un depozit de MnO 2. Chiar și în solvenții organici stabilitatea este limitată, deoarece permanganatul ajunge să oxideze solventul. [4] [8]
Ionul permanganat este un oxidant puternic atât în soluție acidă, cât și în soluție bazică, după cum se demonstrează prin reacțiile pe jumătate: [9]
- MnO 4 - + 8 H + + 5 e - ⇄ Mn 2+ + 4 H 2 O E ° = +1,51 V
- MnO 4 - + 2 H 2 O + 3 e - ⇄ MnO 2 + 4 OH - E ° = +1,23 V
Utilizări
Utilizările permanganatului de potasiu sunt legate de proprietățile sale oxidante, profitând de faptul că, după utilizare, permanganatul nu lasă reziduuri toxice.
Aplicații de mediu
Principala utilizare a permanganatului de potasiu este în tratamentul apei. În apa potabilă se folosește pentru îndepărtarea fierului, manganului și a compușilor organici halogenați. În apele reziduale elimină hidrogenul sulfurat și alți compuși organici toxici și poluanți. [8]
Sinteza organică
Permanganatul de potasiu este utilizat industrial pentru sinteza sau purificarea diferiților compuși organici, inclusiv acid L-ascorbic , cloramfenicol , acid pirazinoic și zaharină , metanol , acid acetic , caprolactam și adiponitril . [8] [11]
Medicament
Permanganatul de potasiu este unul dintre medicamentele considerate esențiale de Organizația Mondială a Sănătății . Este utilizat pentru tratarea diferitelor leziuni de bază ale pielii, cum ar fi pecingine , impetigo , pemfigus , răni superficiale, dermatită și ulcere tropicale. [12] Este, de asemenea, utilizat pentru combaterea paraziților peștilor. [8]
Chimie analitică
Fiind un oxidant puternic, KMnO 4 este utilizat pe scară largă în chimia analitică în titrările reducerii oxidării ( permanganometrie ). Culoarea mov a ionului MnO 4 - dispare când se atinge schimbarea culorii, făcând inutilă utilizarea unui indicator . Un exemplu deosebit de cunoscut este determinarea oxidării Kubel a unei probe de apă.
Permanganatul este, de asemenea, adesea utilizat pentru demonstrații cu spectrofotometrie UV-VIS, are absorbanța sa maximă în jurul valorii de 527-529nm.
Alte utilizări
Permanganatul de potasiu are diverse alte utilizări, inclusiv tratarea suprafeței oțelurilor, gravarea cauciucului și a materialelor plastice și albirea textilelor. [8]
Informații privind toxicitatea / siguranța
Compusul are o toxicitate acută relativ scăzută, dar datorită proprietăților sale oxidante este iritant puternic pentru ochi, căile respiratorii, piele și prin ingestie. Nu există date care să indice proprietăți cancerigene. Este foarte toxic pentru apă cu efecte de lungă durată. Datorită proprietăților sale oxidante, poate reacționa, de asemenea, exploziv cu substanțe organice în general și compuși anorganici ușor oxidabili. [1]
Notă
- ^ a b c d e f g GESTIS 2018
- ^ Washburn 1926
- ^ a b c d Lide 2005
- ^ a b c d Housecroft și Sharpe 2008
- ^ Săptămâni 1956 , pp. 172–173 .
- ^ Mitscherlich 1832
- ^ Hugo 1991
- ^ a b c d e f g Reidies 2002
- ^ a b c Greenwood și Earnshaw 1997
- ^ Palenik 1967
- ^ Fatia din 1987
- ^ Stuart și colab. 2009
Bibliografie
- ( EN ) AJ Fatiadi, The Classical Permanganate Ion: Still a Novel Oxidant in Organic Chemistry , in Synthesis , vol. 1987, nr. 2, 1987, pp. 85-127, DOI : 10.1055 / s-1987-27859 .
- GESTIS, Permanganat de potasiu , pe gestis-en.itrust.de , 2018. Adus pe 20 septembrie 2018 . Pagina permanganat de potasiu din baza de date GESTIS.
- ( EN ) NN Greenwood și A. Earnshaw, Chimia elementelor , ediția a II-a, Oxford, Butterworth-Heinemann, 1997, ISBN 0-7506-3365-4 .
- ( EN ) CE Housecroft și AG Sharpe, Chimie anorganică , ediția a III-a, Harlow (Anglia), Pearson Education Limited, 2008, ISBN 978-0-13-175553-6 .
- ( EN ) WB Hugo,O scurtă istorie a conservării și dezinfectării căldurii și a substanțelor chimice , în Journal of Applied Microbiology , vol. 71, nr. 1, 1991, pp. 9-18, DOI : 10.1111 / j.1365-2672.1991.tb04657.x .
- DR Lide (Editor), CRC Handbook of Chemistry and Physics, Internet Version 2005 , at hbcponline.com , CRC Press, Boca Raton, 2005. Accesat la 9 decembrie 2017 .
- ( DE ) E. Mitscherlich, Ueber die Mangansäure, Uebermangansäure, Ueberchlorsäure und die Salze dieser Säuren , în Annalen der Pharmacie , vol. 2, nr. 1, 1832, pp. 5-11, DOI : 10.1002 / jlac.18320020103 .
- ( EN ) GJ Palenik, Structura cristalină a permanganatului de potasiu , în Inorg. Chem. , vol. 6, nr. 3, 1967, pp. 503-507, DOI : 10.1021 / ic50049a015 .
- ( EN ) AH Reidies, Manganese Compounds , în Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry , Wiley-VCH, 2002, DOI : 10.1002 / 14356007.a16_123 .
- ( EN ) MC Stuart, M. Kouimtzi și SR Hill (eds), WHO Model Formulary 2008 ( PDF ), Organizația Mondială a Sănătății, 2009, ISBN 978-92-4-154765-9 .
- ( EN ) EW Washburn (ed.), International Critical Tables of Numerical Data, Physics, Chemistry and Technology , vol. 1, New York, McGraw-Hill, 1926.
- (EN) ME Weeks, Discovery of Elements , ediția a 6-a, Easton, Journal of Chemical Education, 1956.
Elemente conexe
Alte proiecte
-
Wikimedia Commons conține imagini sau alte fișiere pe permanganat de potasiu
