的高锰酸钾(高锰酸钾4) 是由锰的无机化合物 - 金属过渡组7(VIIB) - ,氧和氢。它是深紫色的玻璃状固体。它的水溶液也是深紫色。这些溶液在大量水中稀释后,紫罗兰色变少。
然后,KMnO 4开始按以下顺序以一系列颜色进行还原(获取电子):紫色>蓝色>绿色>黄色>无色(带有棕色MnO 2沉淀)。该反应证明了高锰酸钾的重要特性:它是一种非常强的氧化剂。
式
化学式为KMnO 4; 也就是说,对于每个K +阳离子,都有一个MnO 4阴离子-与此相互作用
化学结构
上方的图像表示正交晶型的KMnO 4的晶体结构。紫球对应于K +的阳离子,而四面体由四个红球和带蓝色球体对应于形成的MnO 4 -的阴离子。
阴离子为什么具有四面体几何形状?您的Lewis结构回答了这个问题。虚线表示双键在Mn和O之间共振。为了采用这种结构,金属中心必须具有sp 3杂化。
由于锰缺乏未共享的电子对,因此Mn-O键不会推入同一平面。同样,负电荷分布在四个氧原子之间,这是导致K +阳离子在晶体排列内取向的原因。
应用领域
医药和兽医
由于其杀菌作用,它可用于多种引起皮肤损伤的疾病和状况,例如:真菌性足部感染,脓疱疮,浅表伤口,皮炎和热带溃疡。
由于其有害作用,应以低浓度(1:10,000)使用高锰酸钾,这限制了其作用的有效性。
它也用于治疗水族馆中引起fish感染和皮肤溃疡的鱼类寄生虫。
水处理
它是一种化学再生剂,用于从水中去除铁,镁和硫化氢(具有难闻的气味),可用于净化废水。
铁和镁沉淀为水不溶性氧化物。此外,它有助于清除管道中的铁锈。
水果保鲜
高锰酸钾通过氧化除去香蕉储存过程中产生的乙烯,即使在室温下也可以保持4周以上的未成熟状态。
在非洲,他们使用它浸泡蔬菜,以中和并消除存在的任何细菌。
采取行动
高锰酸钾用于限制火势蔓延。基于高锰酸盐起火的能力,可用于在森林大火中进行灭火。
氧化还原滴定剂
在分析化学中,其标准水溶液用作氧化还原测定中的氧化滴定剂。
有机合成试剂
它可以将烯烃转化为二醇。即,两个OH基团被加到C = C双键上。以下化学方程式:
同样,在含铬酸(H 2 CrO 4)的硫酸溶液中,也可用于将伯醇(R-OH)氧化为羧酸(R-COOH或RCO 2 H)。
它的氧化能力足以将芳族化合物的伯烷基或仲烷基氧化,使它们“羧基化”。即,将R侧链(例如,CH 3)转化为COOH基团。
历史用途
它是粉末的一部分,用作照相中的闪光或引发铝热剂反应。
在第二次世界大战中,白天用于伪装白马。为此,他们使用了棕色的二氧化锰(MnO 2)。这样他们就不被注意了。
怎么做?
矿物软锰矿包含二氧化锰(MnO 2)和碳酸钾(CaCO 3)。
1659年,化学家约翰·格劳伯(Johann R. Glauber)熔化了矿物并将其溶解在水中,观察到溶液中出现了绿色,后来变成了紫色,最后变成了红色。最后一种颜色对应于高锰酸钾的产生。
在19世纪中叶,亨利·康迪(Henry Condy)正在寻找一种防腐剂产品,最初用NaOH处理软锰矿,然后用KOH处理,产生了所谓的康迪晶体。即高锰酸钾。
高锰酸钾是由矿物软锰矿中存在的二氧化锰工业生产的。矿物中存在的MnO 2与氢氧化钾反应,随后在氧气存在下加热。
2 MnO 2 + 4 KOH + O 2 => 2 K 2 MnO 4 + 2 H 2 O
在碱性介质中通过电解氧化将锰酸钾(K 2 MnO 4)转化为高锰酸钾。
2 K 2 MnO 4 + 2 H 2 O => 2 KMnO 4 + 2 KOH + H 2
在另一种生产高锰酸钾的反应中,锰酸钾与CO 2反应,加速歧化过程:
3 K 2 MnO 4 + 2 CO 2 => 2 KMnO 4 + MnO 2 + K 2 CO 3
由于产生了MnO 2(二氧化锰),因此该方法是不利的,必须从K 2 CO 3中产生KOH 。
物产
它是一种紫色结晶固体,在240℃熔化,密度为2.7 g / mL,分子量约为158 g / mol。
它是难溶于水(6.4克/ 100毫升在20℃),这表明水分子不溶剂化物的MnO 4 -的离子在很大程度上,由于或许他们的四面体几何结构需要大量的水,以其解散。同样,它也可以溶于甲醇,丙酮,乙酸和吡啶。
分解
它在240ºC时分解,释放出氧气:
2KMnO 4 => K 2 MnO 4 + MnO 2 + O 2
它可以在酒精和其他有机溶剂的作用下以及强酸和还原剂的作用下发生分解。
氧化能力
在这种盐中,锰表现出最高的氧化态(+7)或等于其离子损失的最大电子数。反过来,锰的电子构型为3 d 5 4 s 2。因此,在高锰酸钾中,锰原子的整个价壳是“空的”。
因此锰原子具有获得电子的自然趋势。即在碱性或酸性介质中还原成其他氧化态。这就是为什么KMnO 4是强氧化剂的解释。
参考文献
- 维基百科。(2018)。高锰酸钾。检索于2018年4月13日,来自:en.wikipedia.org
- FRS的Albert Albert Cotton和Geoffrey Wilkinson。(1980)。先进的无机化学。社论Limusa,墨西哥,第2版,第437-452页。
- 罗宾·瓦瑟曼。(2017年8月14日)。高锰酸钾的医疗用途。取自2018年4月13日,来自:livestrong.com
- Clark D.(2014年9月30日)。高锰酸钾的3种最终用途。检索于2018年4月13日,来自:technology.org
- 詹姆斯·波尔(James H. Pohl),阿里·安纳里(Ali Ansary),艾里·RK(Irey RK)(1988)。模块化热力学,卷。5,评价性能变化。Ediciones Ciencia yTécnica,墨西哥SA,社论Limusa,第273-280页。
- JM Medialdea,C。Arnáiz和E.Díaz。高锰酸钾:一种强大而多功能的氧化剂。化学与环境工程系。塞维利亚大学学院。
- 哈桑·祖里奇(Hasan Zulic)。(2009年10月27日)。生物废水处理。。于2018年4月13日从es.wikipedia.org检索
- 亚当·伦兹科夫斯基(AdamRędzikowski)。(2015年3月12日)。简单的高锰酸钾。。取自2018年4月13日,来自:commons.wikimedia.org