2011-2017 © МБУЗ ГКП № 7, г.Челябинск.
Перманганат калия — марганцовокислого калия, калиевая соль марганцевой кислоты. Формула: KMnO 4. Прекурсор (IV список прекурсоров ПККН).
Распространенное название в быту — «марганцовка». Его продажа запрещена в украинских аптеках.
Внешний вид: темно фиолетовые кристаллы с металлическим блеском. Показатель преломления σ 1,59 (20 ° C). Растворяется в воде, жидком аммиаке, ацетоне (2: 100), метаноле, пиридине.
Температура, ° C | 10 | 20 | 25 | 30 | 40 | 50 | 65 |
Растворимость, г / 100 г воды | 4,22 | 6,36 | 7,63 | 9 | 12,5 | 16,8 | 25 |
Стандартная энтальпия образования ΔH | -813,4 КДж / моль (т) (при 298 К) |
Стандартная энергия Гиббса образования G | -713,8 КДж / моль (т) (при 298 К) |
Стандартная энтропия S | 171,71 Дж / моль · K (т) (при 298 К) |
Стандартная мольная теплоемкость C p | 119,2 Дж / моль · K (т) (при 298 К) |
Окисленная форма | Восстановленная форма | Среда | E 0, В |
---|---|---|---|
MnO-4 | MnO2-4 | OH — | 0,56 |
MnO-4 | H 2 MnO 4 | H + | 1,22 |
MnO-4 | MnO 2 | H + | 1,69 |
MnO-4 | MnO 2 | OH — | 0,60 |
MnO-4 | Mn 2+ | H + | 1,51 |
Является сильным окислителем. В зависимости от pH раствора окисляет различные вещества, восстанавливаясь до соединений марганца разной степени окисления. В кислой среде — до соединений марганца (II), в нейтральной — до соединений марганца (IV), в сильно щелочной — до соединений марганца (VI). Примеры реакций приведены ниже (на примере взаимодействия с сульфитом калия:
Однако надо отметить, что последняя реакция (в щелочной среде) протекает по указанной схеме только при недостатке восстановления и высокой концентрации щелочи, который обеспечивает замедление гидролиза манганата калия.
При столкновении с концентрированной серной кислотой перманганат калия взрывается, однако при аккуратном соединении с холодной кислотой реагирует с образованием неустойчивого оксида марганца (VII):
При нагревании разлагается с выделением кислорода (этим способом пользуются в лаборатории для получения чистого кислорода). Схему реакции упрощенно можно представить уравнением:
На самом деле реакция протекает гораздо сложнее, например, при не очень сильном нагревании ее можно примерно описать уравнением:
Реагирует с солями двухвалентного марганца, например:
Эта реакция в принципе обратная дисмутации K 2 MnO 4 на MnO 2 и KMnO 4.
Применение этой соли чаще всего основано на высокой окислительной способности перманганат-иона, что обеспечивает антисептическое действие.
Разбавленные растворы (около 0,1%) перманганата калия нашли широкое применение в медицине как антисептическое средство, для полоскания горла, промывания ран, обработки ожогов. Как рвотное средство для приема внутрь при некоторых отравлениях используют разбавленный раствор.
Антисептическое средство. При столкновении с органическими веществами выделяет атомарный кислород. Образующийся при восстановлении препарата оксид образует с белками комплексные соединения — альбуминаты (за счет этого калия перманганат в малых концентрациях оказывает вяжущее, а в концентрированных растворах — раздражающую, прижигающее и дубильное действие). Дезодорирующим эффектом. Эффективен при лечении ожогов и язв. Способность калия перманганата обезвреживать некоторые яды лежит в основе использования его растворов для промывания желудка при отравлениях неизвестным ядом и пищевых токсикоинфекциях. При попадании внутрь всасывается, действуя (приводит к развитию метгемоглобинемии). Используется также в гомеопатии.
Смазывания язвенных и ожоговых поверхностей — инфицированные раны, язвы и ожоги кожи. Полоскание полости рта и ротоглотки — при инфекционно-воспалительных заболеваниях слизистой оболочки полости рта и ротоглотки (в том числе при ангинах). Для промывки и спринцевания при гинекологических и урологических заболеваниях — кольпиты и уретриты. Для промываний — желудка при отравлениях, вызванных приемом внутрь алкалоидов (морфин, аконитин, никотин), синильной кислотой, фосфором, хинином; кожи — при попадании на нее анилина; глаз — при поражении их ядовитыми насекомыми.
Гиперчувствительность.
Аллергические реакции, при использовании концентрированных растворов — ожоги и раздражение. Передозировки. Симптомы: резкая боль в полости рта, по ходу пищевода, в животе, рвота, диарея слизистая оболочка полости рта и глотки — отечная, темно-коричневого, фиолетового цвета, возможен отек гортани, развитие механической асфиксии, ожогового шока, двигательного возбуждения, судорог, явлений паркинсонизма, геморрагического колита, нефропатии, гепатопатии. При пониженной кислотности желудочного сока возможно развитие метгемоглобинемии с выраженным цианозом и одышкой. Смертельная доза для детей — около 3 г, для взрослых — 0.3-0.5 г / кг.
Лечение: метиленовый синий (50 мл 1% раствора), аскорбиновая кислота (в / в — 30 мл 5% раствора), цианокобаламин — до 1 мг, пиридоксин (в / м — 3 мл 5% раствора).
Внешне, в водных растворах для промывания ран (0.1-0.5%), для полоскания рта и горла (0.01-0.1%), для смазывания язвенных и ожоговых поверхностей (2-5%), для спринцевания (0.02-0.1%) в гинекологической и урологической практике, а также промывание желудка при отравлениях.
Химически несовместим с некоторыми органическими веществами (уголь, сахар, танин) и с веществами которые легко окисляются — может произойти взрыв.
Химическая или электрохимическое окисление соединений марганца, диспропорционирования манганата калия. К примеру:
2MnO 2 + 3Cl 2 + 8KOH → 2KMnO 4 + 6KCl + 4H 2 O 2K 2 MnO 4 + Cl 2 → 2KMnO 4 + 2KCl 3K 2 MnO 4 + 2H 2 O → 2KMnO 4 + MnO 2 + 4KOH 2K 2 MnO 4 + 2H 2 O → 2KMnO 4 + H 2 + 2KOH
Последняя реакция происходит при электролизе концентрированного раствора манганата калия и является эндотермическим. Она является основным промышленным способом получения перманганата калия.
Формула и структура: Химическая формула перманганата калия - KMnO 4 , а его молярная масса - 158,034 г / моль. Это ионное соединение, состоящее из катиона калия (K + ) и перманганатного аниона (MnO 4 - ), в котором атом марганца присоединен к четырем атомам кислорода посредством трех двойных связей и одной одинарной связи. Марганец в этой соли находится в степени окисления +7.Твердое вещество KMnO 4 имеет ромбическую кристаллическую структуру.
Приготовление: Перманганат калия готовят промышленным способом в два этапа путем взаимодействия диоксида марганца (MnO 2 ) с гидроксидом калия на воздухе при высоких температурах с получением манганата калия (K 2 MnO 4 ), который затем подвергнут электролитическому окислению с получением продукта перманганата калия:
2 MnO 2 + 4 KOH + O 2 → 2 K 2 MnO 4 + 2 H 2 O
2 K 2 MnO 4 + H 2 O → 2 KMnO 4 + 2 KOH + H 2
Физические свойства: KMnO 4 обнаружен в виде ярко-фиолетового кристаллического твердого вещества.Он не имеет запаха, имеет плотность 2,70 г / мл и температуру плавления 240 ° C. Он доступен в продаже в виде порошка, кристаллов или таблеток.
Химические свойства: Перманганат калия легко растворяется в воде, давая характерный ярко-фиолетовый, темно-розовый или пурпурный цвет раствора. Это сильный окислитель, который окрашивает большинство органических материалов (включая кожу и одежду), которые соприкасаются с ним из-за образования темно-коричневого восстановленного продукта, MnO 2 .Он стабилен в нормальных условиях, но разлагается при нагревании с образованием MnO 2 . Твердое вещество KMnO 4 бурно реагирует с концентрированной серной кислотой, глицерином и некоторыми простыми спиртами.
Применение: KMnO 4 - сильный окислитель, обладающий мощными антисептическими свойствами и не токсичный в разбавленных концентрациях. Таким образом, он используется для лечения язв, язв, экземы, дерматита, грибковых инфекций и других кожных заболеваний. Он также широко используется в водоподготовке, сохранении фруктов, органическом синтезе, фотографии, ракетных топливах и в аналитической химии в качестве важного титранта.
Воздействие на здоровье / угрозы безопасности: для антисептического и медицинского применения его следует использовать только в очень разбавленных растворах. Перманганат калия вызывает коррозию при высоких концентрациях, а контакт с кожей может вызвать раздражение, покраснение и даже ожоги. Глотание высоких концентраций перманганата калия может быть очень опасным и может вызвать боль в животе, жжение в горле, сердечно-сосудистый коллапс, повреждение почек и даже смерть.
Перманганат калияПерманганат калия является неорганическим химическим соединением. Его химическая формула KMnO 4 . Содержит ионы калия и перманганата. Марганец находится в степени окисления +7. Он также известен как перманганат калия и кристаллы Конди . Перманганат калия является сильным окислителем, что означает, что он имеет тенденцию поглощать электроны из других химических веществ.Растворяется в воде, давая пурпурные растворы. Если он испаряется, он делает фиолетово-черные блестящие кристаллы. [2] Имеет сладкий вкус и без запаха. [1]
В 1659 году немецкий химик Иоганн Рудольф Глаубер расплавил смесь минерального пиролузита и карбоната калия, чтобы получить материал, который превращался в зеленый раствор (марганат калия) при растворении в воде. Он медленно изменял цвет на фиолетовый ( перманганат калия ) и затем, наконец, красный.Этот отчет является первым описанием производства перманганата калия.
Чуть менее 200 лет спустя лондонец по имени Генри Боллманн Конди был химиком. Он интересовался дезинфицирующими средствами и делал такие вещи, как озонированная вода . Он обнаружил, что когда он плавил пиролузит с помощью гидроксида натрия и растворял его в воде, он получал раствор с хорошими дезинфицирующими свойствами. Он запатентовал это решение и продал его как Condy's Fluid . Проблема заключалась в том, что решение было не очень стабильным.Это было исправлено с помощью гидроксида калия, а не гидроксида натрия. Это дало более стабильный материал. Его также можно было высушить до такого же хорошего порошка перманганата калия. Этот порошок назывался кристаллами Конди или порошком Конди . Производить перманганат калия было легко, поэтому Конди пытался помешать другим людям делать это и продавать его самостоятельно.
Ранние фотографы использовали его во флэш-порошке.
Перманганат калия используется в качестве окислителя. [3] Он также используется в дезинфицирующих средствах и в дезодораторах. Он может быть использован для изготовления различных химикатов. При очистке сточных вод он используется для избавления от сероводорода, вонючего токсичного газа. В аналитической химии точная концентрация KMnO 4 иногда используется для определения количества определенного восстановителя в титровании. Аналогичным образом он используется в качестве реагента для древесной массы. Смешивание перманганата калия и формальдегида дает мягкий слезоточивый газ.
Разбавленные растворы KMnO 4 превращают алкены в диолы (гликоли). Это поведение также используется в качестве качественного теста на наличие двойных или тройных связей в молекуле, поскольку реакция делает раствор перманганата бесцветным. Иногда его называют реагентом Байера.
Концентрированные растворы окисляют метильную группу в ароматическом кольце, например, от толуола до бензойной кислоты.
KMnO 4 окисляет гидрохлорид псевдоэфедрина с образованием меткатинона, препарата Списка I в Соединенных Штатах.Следовательно, DEA ограничило его использование и продажу, классифицируя его как прекурсор, контролируемый Списком I. Перманганат калия включен в Таблицу I в качестве прекурсора в соответствии с Конвенцией Организации Объединенных Наций о борьбе против незаконного оборота наркотических средств и психотропных веществ. [2]
Концентрированная серная кислота реагирует с перманганатом калия с образованием оксида марганца (VII), который может быть взрывоопасным. [4] [5] [6] .Эта реакция также вызывает озон. Озон может воспламенить бумагу, пропитанную спиртом. Эта реакция очень опасна.
Сконцентрировано HCl производит хлор.
Mn-содержащие продукты окислительно-восстановительных реакций зависят от pH.Кислые растворы перманганата восстанавливаются до слабо розового иона Mn 2+ , как в хлориде марганца (II). В нейтральном растворе перманганат восстанавливается до коричневого оксида марганца (IV), где Mn находится в степени окисления +4. Оксид марганца (IV) - это вещество, которое окрашивает кожу при нанесении на нее перманганата калия. Перманганат калия самопроизвольно восстанавливается в основном растворе до зеленого марганата калия, где марганец находится в степени окисления +6.
Твердый перманганат калия является сильным окислителем, и в целом его следует хранить отдельно от восстановителей. Для некоторых реакций нужно немного воды. Например, порошкообразный перманганат калия и сахарная пудра будут воспламеняться (но не взрываться) через несколько секунд после добавления капли воды. Wright JR, Calkins E, Humphrey RL. Лабораторное исследование . 1977 март; 36 (3): 274-81. PMID 839739 ,
Формула и структура: химическая формула перманганата калия KMnO 4 и его молярная масса составляет 158,034 г моль -1 . Молекула образована катионом калия K + и перманганатным анионом MnO 4 - . Структура решетки перманганата калия является ромбической. Его химическая структура может быть записана, как показано ниже, в общих представлениях, используемых для органических молекул.
Возникновение: Перманганат калия не встречается в природе как свободное химическое соединение.Это подготовлено из других полезных ископаемых, которые содержат марганец такой оксид марганца (IV).
Подготовка: Перманганат калия может быть получен из минерального пиролузита, который содержит диоксид марганца (MnO 2 ). Этот диоксид окисляется хлоратом калия или гидроксидом калия. Эта реакция завершается с помощью хлора, воздуха или углекислого газа и обычно нагревается до 200-350 ºC:
2 MnO 2 + 4 KOH + O 2 → 2 K 2 MnO 4 + 2 H 2 O
Окисление MnO 2 также можно получить через щелочной электролизер:
2 K 2 MnO 4 + 2 H 2 O → 2 KMnO 4 + 2 KOH + H 2
Физические свойства: Перманганат калия представляет собой кристаллическое твердое вещество или иголки без запаха, от пурпурного до пурпурного.Его плотность составляет 2,703 г мл -1 . Температура плавления составляет 240 ºC, и он разлагается при температуре выше 250 ºC. Он мало растворим в воде и растворим в ацетоне, уксусной кислоте, пиридине и метаноле. Разлагается в этаноле и органических растворителях.
Химические свойства: Перманганат калия является очень сильным окислителем, поэтому он используется во многих химических реакциях для получения неорганических или органических химических веществ. Причина в том, что перманганатный анион образуется марганцем в степени окисления +7, это наиболее окисленное состояние (или более высокий положительный заряд) для атома марганца.Таким образом, он может легко реагировать до тех пор, пока другое меньшее окисленное число в реакции, известной как Redox (восстановление - окисление), где химические ионы теряют электроны, а другие приобретают их. Очень известной окислительно-восстановительной является реакция перманганата калия на диоксид марганца:
KMnO 4 + вещество, которое окисляется → MnO 2 + вещество, окисленное
Эту реакцию легко наблюдать, потому что темно-пурпурный раствор перманганата превращается в бесцветный или коричневый раствор с осадком брови диоксида марганца.Реакция может быть приготовлена в кислоте или основании.Использование: Перманганат калия широко используется в химической промышленности, лабораториях и других отраслях промышленности в качестве окислителя. Используется в медицине в качестве антибактериального дезодоранта и анризептика; раствор 0,1% может убить большинство бактерий. Перманганат калия широко используется в качестве бактерицидного средства при лечении диареи крупного рогатого скота и овец. Кроме того, перманганат калия используется в водоочистной промышленности.
Воздействие на здоровье / опасности для здоровья: Перманганат калия раздражает глаза и кожу, когда концентрируется.Он не воспламеняется, однако является сильным окислителем, который может вступать в реакцию со многими восстановителями или органическими материалами.