Перманганат калия

Перманганат калия
Перманганат калия

Перманганат калия - марганцовокислый калий, калиевая соль марганцевой кислоты. Формула: K Mn O 4. Прекурсор (IV список прекурсоров ПККН).

Распространена название в быту - "марганцовка". Его продажа запрещена в украинских аптеках.


1. Физические свойства

Внешний вид: темно- фиолетовые кристаллы с металлическим блеском. Показатель преломления σ 1,59 (20 ? C). Растворяется в воде (см. таблицу), жидком аммиака, ацетоне (2:100), метаноле, пиридине.

Растворимость перманганата калия в воде
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

1.1. Термодинамические свойства

Термодинамические свойства перманганата калия
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)

2. Химические свойства

Стандартные окислительно-восстановительные потенциалы по отношению к водородному электроду
Окисленных форма Восстановленная форма Среда E 0, В
MnO - 4 MnO 2 - 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:

  • В кислой среде: 2KMnO 4 + 5K 2 SO 3 + 3H 2 SO 4 → 6K 2 SO 4 + 2MnSO 4 + 3H 2 O;
  • в нейтральной среде: 2KMnO 4 + 3K 2 SO 3 + H 2 O → 3K 2 SO 4 + 2MnO 2 + 2KOH;
  • в щелочной среде: 2KMnO 4 + K 2 SO 3 + 2KOH → K 2 SO 4 + 2K 2 MnO 4 + H 2 O;
    • в щелочной среде: на холоде: KMnO 4 + K 2 SO 3 + KOH → K 2 SO 4 + K 3 MnO 4 + H 2 O.

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.

Слева направо (водные растворы): Co (NO 3) 2 (красный) K 2 Cr 2 O 7 (оранжевый) K 2 CrO 4 (желтый) NiCl 2 (бирюзовый) CuSO 4 (голубой) KMnO 4 ( фиолетовый).

При соприкосновении с концентрированной серной кислотой перманганат калия взрывается, однако при аккуратном соединении с холодной кислотой реагирует с образованием неустойчивого оксида марганца (VII):

2KMnO 4 + 2H 2 SO 4 → 2KHSO 4 + Mn 2 O 7 + H 2 O,

при этом в качестве промежуточного продукта может образовываться интересное сочетание - оксосульфат марганца MnO 3 HSO 4. По реакции с фторидом йода (V) можно получить аналогичный оксофторид:

KMnO 4 + IF 5KF + IOF 3 + MnO 3 F

При нагревании разлагается с выделением Кислород (этим способом пользуются в лаборатории для получения чистого кислорода). Схему реакции упрощенно можно представить уравнением:

2KMnO 4 → (t) K 2 MnO 4 + MnO 2 + O 2

На самом деле реакция протекает сложнее, например, при не очень сильном нагревании ее можно приблизительно описать уравнением:

5KMnO 4 → (t) K 2 MnO 4 + K 3 MnO 4 + 3MnO 2 + 3O 2

Реагирует с солями двухвалентного марганца, например:

2KMnO 4 + 3MnSO 4 + 2H 2 O → 5MnO 2 + K 2 SO 4 + 2H 2 SO 4

Эта реакция в принципе обратная дисмутации K 2 MnO 4 на MnO 2 и KMnO 4.

  • Водные растворы перманганата калия термодинамически нестабильны, но кинетически довольно устойчивы. Их сохранность резко повышается при хранении в темноте.

3. Применение

Применение этой соли часто основано на высокой окислительной способности перманганат-иона, что обеспечивает антисептическое действие.

3.1. Медицинское применение

Разбавленные растворы (около 0,1%) перманганата калия нашли широчайшее 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.

3.1.1. Фармакологическое действие

Антисептическое средство. При соприкосновении 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). Дезодорирует. 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.


3.1.2. Показания

Смазывание 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 промывания 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.


3.1.3. Противопоказания

Гиперчувствительность.

3.1.4. Побочные действия

Аллергические реакции, при использовании концентрированных растворов - ожоги и раздражение. Передозировка. 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).


3.1.5. Способ применения и дозы

Наружно, 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 промывания желудка при отравлениях.

3.1.6. Взаимодействие

Химически несовместим с некоторыми органическими веществами (уголь, сахар, танин) и с веществами которые легко окисляются - может произойти взрыв.

3.2. Другие сферы применения

  • Применяется для определения перманганатная окисляемости при оценке качества воды по ГОСТ 2761-84 по методу гнезд [1].
  • Щелочной раствор перманганата калия хорошо отмывает лабораторную посуду от жиров и других органических веществ.
  • Растворы (концентрации примерно 3 г / л) широко применяются для тонирования фотографий.
  • В пиротехнике применяют как сильный окислитель.
  • Применяют как катализатор разложения перекиси водорода в космических жидкостно-ракетных двигателях.
  • Водный раствор пермаганата калия используется для травления дерева, как морилки.
  • Водный раствор применяется также для выведения татуировок. Результат достигается с помощью химического ожога, при котором отмирают ткани, в которых содержится краситель. Этот метод мало чем отличается от простого срезания кожи, обычно он менее эффективен и неприятный, поскольку ожоги заживают гораздо дольше. Татуировки не удаляются полностью, на его месте остаются шрамы.
  • Перманганат калия или бихромат натрия используются в качестве окислителя при получении метана, и парафталевих кислот из мета-и параксилол соответственно. (См. терефталевая кислота)

4. Получение

Химическая или электрохимическое окисление соединений марганца, диспропорционирования манганата калия. Например:

2MnO 2 +3 Cl 2 + 8KOH → 2KMnO 4 + 6KCl + 4H 2 O
2K 2 MnO 4 + Cl 2 → 2KMnO 4 + 2KCl
3K 2 MnO 4 +2 H 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.


См.. также

  • Марганец
  • Марганцевых кислота
  • Перманганата

Примечания

  1. [1]

Литература

  • Вульфсон Н. С. - Препаративная органическая химия с.656, 657. (Рус.)
  • Казанский Б.А. (ред.) - Синтезы органических препаратов (Сборник 3) с.145. (Рус.)
  • Реми Г. - Курс неорганической химии (Том 1) с.817. (Рус.)

Источники