Struktur Permulaan, Potassium Permanganate (KMnO4), Properties



The kalium permanganat (KMnO4) adalah sebatian organik yang dibentuk oleh mangan - kumpulan logam peralihan 7 (VIIB) -, oksigen dan kalium. Ia adalah pepejal vitreous ungu. Penyelesaian berair mereka juga ungu gelap; penyelesaian ini menjadi kurang ungu kerana ia dicairkan dalam jumlah besar air.

KMnO4 maka mula menjalani pengurangan (mendapatkan elektron) dengan berturut-turut warna dalam susunan berikut: ungu> biru> hijau> kuning> tidak berwarna (dengan endapan coklat MnO2). Reaksi ini menunjukkan sifat penting kalium permanganat: ia adalah agen pengoksida yang sangat kuat.

Indeks

  • 1 Formula
  • 2 Struktur kimia
  • 3 Kegunaan
    • 3.1 Perubatan dan veterinar
    • 3.2 Rawatan air
    • 3.3 Pemeliharaan buah-buahan
    • 3.4 Tindakan terbakar
    • 3.5 Redox Titrant
    • 3.6 Reagen dalam sintesis organik
    • 3.7 Penggunaan sejarah
  • 4 Bagaimana ia dilakukan??
  • 5 Hartanah
    • 5.1 Penguraian
    • 5.2 Kuasa pengoksidaan
  • 6 Rujukan 

Formula

Rumus kimianya adalah KMnO4; iaitu, untuk setiap kation+ terdapat anion MnO4- berinteraksi dengan ini

Struktur kimia

Struktur kristal KMnO diwakili dalam imej atas4, yang merupakan jenis ortorombik. Lingkaran ungu sesuai dengan kation K+, manakala tetrahedron dibentuk oleh empat sfera merah dan sfera kebiru-biruan sepadan dengan anion MnO4-.

Mengapa anion mempunyai geometri tetrahedral? Struktur Lewis anda menjawab soalan ini. Garis putus-putus bermakna bahawa ikatan berganda bergema antara Mn dan O. Untuk dapat mengadopsi struktur ini, pusat logam mesti mempunyai hibridisasi sp3.

Oleh kerana mangan tidak mempunyai pasangan elektron tanpa perkongsian, bon Mn-O tidak ditolak ke satah yang sama. Begitu juga, caj negatif diedarkan di antara empat atom oksigen, yang bertanggungjawab untuk orientasi k kation+ dalam pengaturan kristal.

Kegunaan

Perubatan dan veterinar

Oleh kerana tindakan bakteria, ia digunakan dalam pelbagai penyakit dan keadaan yang menghasilkan lesi kulit, seperti: jangkitan kaki dengan kulat, impetigo, luka dangkal, dermatitis dan ulser tropika.

Oleh kerana tindakan berbahaya, potassium permanganate harus digunakan pada konsentrasi rendah (1: 10000), yang membatasi keberkesanan tindakannya.

Ia juga digunakan dalam rawatan penyakit parasit ikan di akuarium yang menyebabkan jangkitan daripada insang dan ulser kulit..

Rawatan air

Ia adalah regenerator kimia yang digunakan untuk menghilangkan besi, magnesium dan hidrogen sulfida (dari bau yang tidak menyenangkan) dari air, dan boleh digunakan untuk membersihkan air kumbahan..

Besi dan magnesium mendakan dalam bentuk oksida tidak larut dalam air. Di samping itu, ia membantu menghilangkan karat yang ada di dalam paip.

Pemeliharaan buah-buahan

Potassium permanganate membuang oleh pengoksidaan etilena yang dihasilkan dalam pisang semasa penyimpanan, yang membolehkan ia kekal selama lebih dari 4 minggu tanpa matang, walaupun pada suhu bilik.

Di Afrika mereka menggunakannya untuk merendam sayur-sayuran, untuk meneutralkan dan menghilangkan sebarang agen bakteria yang ada.

Tindakan terbakar

Kalium permanganat digunakan untuk menghadkan kebakaran. Berdasarkan keupayaan permanganat untuk memulakan kebakaran, ia digunakan untuk mewujudkan kebakaran di kebakaran hutan.

Redox titulant

Dalam kimia analitik penyelesaian berair piawai mereka digunakan sebagai titran oksidan dalam penentuan redoks.

Reagen dalam sintesis organik

Ia berfungsi untuk menukar alkenes menjadi diol; iaitu, dua kumpulan OH ditambah kepada ikatan berganda C = C. Persamaan kimia berikut:

Juga, dalam larutan asid sulfurik dengan asid kromik (H2CrO4) digunakan untuk pengoksidaan alkohol utama (R-OH) kepada asid karboksilat (R-COOH atau RCO)2H).

Kuasa pengoksidaannya cukup kuat untuk mengoksidakan kumpulan alkil primer atau sekunder dari sebatian aromatik "karboksilat" mereka; iaitu, dengan mengubah rantai sampingan R (contohnya, CH3) dalam kumpulan COOH.

Kegunaan sejarah

Ia adalah sebahagian daripada serbuk yang digunakan sebagai kilat dalam fotografi atau untuk memulakan reaksi thermite.

Ia digunakan dalam Perang Dunia II untuk menyamarkan kuda putih pada siang hari. Untuk ini mereka menggunakan mangan dioksida (MnO2), yang berwarna coklat; dengan cara ini mereka tidak disedari.

Bagaimana ia dilakukan??

Pirolusit mineral mengandungi mangan dioksida (MnO2) dan kalium karbonat (CaCO)3).

Pada 1659 ahli kimia Johann R. Glauber mencairkan mineral dan membubarkannya di dalam air, memerhatikan penampilan warna hijau dalam larutan, yang kemudian berubah menjadi ungu dan akhirnya menjadi merah. Warna terakhir ini sepadan dengan penjanaan kalium permanganat.

Pada abad pertengahan kesembilan belas Henry Condy sedang mencari produk antiseptik dan pada awalnya merawat pyrolusite dengan NaOH dan kemudian dengan KOH, menghasilkan kristal Condy yang dipanggil; iaitu, kalium permanganat.

Kalium permanganat dihasilkan secara industri dari mangan dioksida yang terdapat dalam pirolusit mineral. The MnO2  hadir dalam mineral yang bertindak balas dengan kalium hidroksida dan seterusnya dipanaskan dengan kehadiran oksigen.

2 MnO2     +     4 KOH + O2  => 2 K2MnO4     +       2 H2O

Kalium manganate (K2MnO4) ditukar kepada kalium permanganat dengan pengoksidaan elektrolitik dalam medium alkali.

2 K2MnO4      +      2 H2O => 2 KMnO4      +       2 KOH + H2

Dalam tindak balas yang lain untuk menghasilkan permanganat kalium, kalium manganate direaksikan dengan CO2,  mempercepat proses ketidaksepakatan:

3 K2MnO4     +      2 CO2  => 2 KMnO4      +       MnO2      +       K2CO3

Disebabkan generasi MnO2 (mangan dioksida) prosesnya tidak menguntungkan, KOH mesti dihasilkan dari K2CO3.

Hartanah

Ia adalah pepejal kristal ungu yang mencairkan pada 240 ° C, yang mempunyai kepadatan 2.7 g / mL, dan berat molekul 158 g / mol kira-kira.

Ia tidak boleh larut dalam air (6.4 g / 100 ml pada suhu 20 ° C), yang menunjukkan bahawa molekul air tidak banyak melarutkan ion MnO4-, kerana mungkin geometri tetrahede mereka memerlukan banyak air untuk pembubaran mereka. Dengan cara yang sama, ia juga boleh dibubarkan dalam metil alkohol, aseton, asid asetik dan piridin.

Penguraian

Ia terurai pada suhu 240 ° C, melepaskan oksigen:

2KMnO4 => K2MnO4 + MnO2 + O2

Boleh mengalami penguraian dengan tindakan alkohol dan pelarut organik lain, serta oleh tindakan asid kuat dan agen pengurangan.

Kuasa pengoksidaan

Dalam mangan garam ini menunjukkan keadaan pengoksidaan tertinggi (+7), atau apa yang sama, dengan jumlah elektron maksimum yang boleh hilang dalam cara ionik. Sebaliknya, konfigurasi elektronik mangan adalah 3d54s2; Oleh itu, dalam permanganat kalium, keseluruhan cangkang valensi atom mangan adalah "kosong".

Jadi, atom mangan mempunyai kecenderungan semula jadi untuk mendapatkan elektron; iaitu, dikurangkan kepada keadaan pengoksidaan lain dalam media alkali atau berasid. Inilah penjelasan mengapa KMnO4 Ia adalah agen pengoksidaan yang kuat.

Rujukan

  1. Wikipedia. (2018). Permanganat kalium. Diperoleh pada 13 April 2018, dari: en.wikipedia.org
  2. F. Albert Cotton dan Geoffrey Wilkinson, FRS. (1980). Chemistry Inorganic Advanced. Editorial Limusa, Mexico, edisi ke-2, halaman 437-452.
  3. Robin Wasserman. (14 Ogos 2017). Kegunaan Perubatan untuk Potassium Permanganate. Diperoleh pada 13 April 2018, dari: livestrong.com
  4. Clark D. (30 September 2014). 3 Kegunaan Ultimate Potassium Permanganate. Diperoleh pada 13 April 2018, dari: technology.org
  5. James H. Pohl, Ali Ansary, Irey R. K. (1988). Termodinamik modular, vol. 5, Penilaian perubahan dalam hartanah. Ediciones Ciencia y Técnica, S.A. Mexico, Editorial Limusa, halaman 273-280.
  6. J.M. Medialdea, C. Arnáiz dan E. Díaz. Kalium permanganat: oksida kuat dan serba boleh. Jabatan Kejuruteraan Kimia dan Alam Sekitar. Universiti Sekolah Seville.
  7. Hasan Zulic. (27 Oktober 2009). Rawatan Air Sisa Biologi. [Rajah] Diperoleh pada 13 April 2018, dari: en.wikipedia.org
  8. Adam Rędzikowski. (12 Mac 2015). Potassium permanganate mudah. [Rajah] Diperoleh pada 13 April 2018, dari: commons.wikimedia.org