Лучшие вопросы
Таймлайн
Чат
Перспективы
Перманганат калия
калиевая соль марганцовой кислоты Из Википедии, свободной энциклопедии
Remove ads
Пермангана́т ка́лия (лат. Kalii permanganas, распространённое название в быту — марганцо́вка) — марганцовокислый калий, калиевая соль марганцовой кислоты. Химическая формула — KMnO4. Представляет собой тёмно-фиолетовые, почти чёрные кристаллы, при растворении в воде образующие ярко окрашенный раствор цвета фуксии.
Remove ads
Физические свойства
Внешний вид: тёмно-фиолетовые кристаллы с металлическим блеском. Показатель преломления составляет 1,59 (при 20 °C).
Растворяется в воде (см. таблицу), жидком аммиаке, ацетоне (2:100), метаноле, пиридине.
Термодинамические свойства
Remove ads
Химические свойства
Суммиров вкратце
Перспектива
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:
- ;
![{\displaystyle {2\,\mathrm {KMnO} {\vphantom {A}}_{\smash[{t}]{4}}{}+{}5\,\mathrm {K} {\vphantom {A}}_{\smash[{t}]{2}}\mathrm {SO} {\vphantom {A}}_{\smash[{t}]{3}}{}+{}3\,\mathrm {H} {\vphantom {A}}_{\smash[{t}]{2}}\mathrm {SO} {\vphantom {A}}_{\smash[{t}]{4}}{}\mathrel {\longrightarrow } {}6\,\mathrm {K} {\vphantom {A}}_{\smash[{t}]{2}}\mathrm {SO} {\vphantom {A}}_{\smash[{t}]{4}}{}+{}2\,\mathrm {MnSO} {\vphantom {A}}_{\smash[{t}]{4}}{}+{}3\,\mathrm {H} {\vphantom {A}}_{\smash[{t}]{2}}\mathrm {O} }}](http://wikimedia.org/api/rest_v1/media/math/render/svg/bc27c241daa03c78beb6c94cc28687e833bdd813)
- в нейтральной среде:
- ;
![{\displaystyle {2\,\mathrm {KMnO} {\vphantom {A}}_{\smash[{t}]{4}}{}+{}3\,\mathrm {K} {\vphantom {A}}_{\smash[{t}]{2}}\mathrm {SO} {\vphantom {A}}_{\smash[{t}]{3}}{}+{}\mathrm {H} {\vphantom {A}}_{\smash[{t}]{2}}\mathrm {O} {}\mathrel {\longrightarrow } {}3\,\mathrm {K} {\vphantom {A}}_{\smash[{t}]{2}}\mathrm {SO} {\vphantom {A}}_{\smash[{t}]{4}}{}+{}2\,\mathrm {MnO} {\vphantom {A}}_{\smash[{t}]{2}}{}+{}2\,\mathrm {KOH} }}](http://wikimedia.org/api/rest_v1/media/math/render/svg/ca0fc9e033c57242a4e5df1482d0437c53eb0627)
- в щелочной среде:
- .
![{\displaystyle {2\,\mathrm {KMnO} {\vphantom {A}}_{\smash[{t}]{4}}{}+{}\mathrm {K} {\vphantom {A}}_{\smash[{t}]{2}}\mathrm {SO} {\vphantom {A}}_{\smash[{t}]{3}}{}+{}2\,\mathrm {KOH} {}\mathrel {\longrightarrow } {}\mathrm {K} {\vphantom {A}}_{\smash[{t}]{2}}\mathrm {SO} {\vphantom {A}}_{\smash[{t}]{4}}{}+{}2\,\mathrm {K} {\vphantom {A}}_{\smash[{t}]{2}}\mathrm {MnO} {\vphantom {A}}_{\smash[{t}]{4}}{}+{}\mathrm {H} {\vphantom {A}}_{\smash[{t}]{2}}\mathrm {O} }}](http://wikimedia.org/api/rest_v1/media/math/render/svg/0e42aa0e23077f77c499458d60eff22f5a998bf6)
Однако последняя реакция (в щелочной среде) идёт по указанной схеме только при недостатке восстановителя и высокой концентрации щёлочи, которая обеспечивает замедление гидролиза манганата калия.
При соприкосновении с концентрированной серной кислотой перманганат калия взрывается, однако при аккуратном соединении с холодной кислотой реагирует с образованием неустойчивого оксида марганца(VII):
- .
![{\displaystyle {2\,\mathrm {KMnO} {\vphantom {A}}_{\smash[{t}]{4}}{}+{}\mathrm {H} {\vphantom {A}}_{\smash[{t}]{2}}\mathrm {SO} {\vphantom {A}}_{\smash[{t}]{4}}{}\mathrel {\longrightarrow } {}\mathrm {K} {\vphantom {A}}_{\smash[{t}]{2}}\mathrm {SO} {\vphantom {A}}_{\smash[{t}]{4}}{}+{}\mathrm {Mn} {\vphantom {A}}_{\smash[{t}]{2}}\mathrm {O} {\vphantom {A}}_{\smash[{t}]{7}}{}+{}\mathrm {H} {\vphantom {A}}_{\smash[{t}]{2}}\mathrm {O} }}](http://wikimedia.org/api/rest_v1/media/math/render/svg/bcdec9f6fe94254f71aa4acf00791cfdb6a8bbcb)
При этом в качестве промежуточного продукта может образовываться интересное соединение — оксосульфат марганца . По реакции с фторидом иода(V) можно получить аналогичный оксофторид:
![{\displaystyle {\mathrm {MnO} {\vphantom {A}}_{\smash[{t}]{3}}\mathrm {HSO} {\vphantom {A}}_{\smash[{t}]{4}}}}](http://wikimedia.org/api/rest_v1/media/math/render/svg/f49fe8da54b31f81253e173d7ec2a83c8311fe19)
- .
![{\displaystyle {\mathrm {KMnO} {\vphantom {A}}_{\smash[{t}]{4}}{}+{}\mathrm {IF} {\vphantom {A}}_{\smash[{t}]{5}}{}\mathrel {\longrightarrow } {}\mathrm {KF} {}+{}\mathrm {IOF} {\vphantom {A}}_{\smash[{t}]{3}}{}+{}\mathrm {MnO} {\vphantom {A}}_{\smash[{t}]{3}}\mathrm {F} }}](http://wikimedia.org/api/rest_v1/media/math/render/svg/9016c6cc53c61b85da68a1bf96496e5e70131c68)
При нагревании разлагается с выделением кислорода (этим способом пользуются в лаборатории для получения чистого кислорода). Схему реакции упрощённо можно представить уравнением:
- .
![{\displaystyle {2\,\mathrm {KMnO} {\vphantom {A}}_{\smash[{t}]{4}}{}\mathrel {\xrightarrow {{\vphantom {A}}_{\hphantom {}}^{\hphantom {\circ }}{\mkern {-1.5mu}}{\vphantom {A}}_{{\vphantom {2}}{\llap {\smash[{t}]{}}}}^{{\smash[{t}]{\vphantom {2}}}{\llap {\circ }}}\mathrm {t} } } {}\mathrm {K} {\vphantom {A}}_{\smash[{t}]{2}}\mathrm {MnO} {\vphantom {A}}_{\smash[{t}]{4}}\ {}+{}\mathrm {MnO} {\vphantom {A}}_{\smash[{t}]{2}}\ {}+{}\mathrm {O} {\vphantom {A}}_{\smash[{t}]{2}}}}](http://wikimedia.org/api/rest_v1/media/math/render/svg/9118731b5eb0575cae1da3c467a2d760f85453a5)
На самом деле реакция идёт намного сложнее, например, при не очень сильном нагревании её можно примерно описать уравнением:
- .
![{\displaystyle {5\,\mathrm {KMnO} {\vphantom {A}}_{\smash[{t}]{4}}{}\mathrel {\xrightarrow {{\vphantom {A}}_{\hphantom {}}^{\hphantom {\circ }}{\mkern {-1.5mu}}{\vphantom {A}}_{{\vphantom {2}}{\llap {\smash[{t}]{}}}}^{{\smash[{t}]{\vphantom {2}}}{\llap {\circ }}}\mathrm {t} } } {}\mathrm {K} {\vphantom {A}}_{\smash[{t}]{2}}\mathrm {MnO} {\vphantom {A}}_{\smash[{t}]{4}}\ {}+{}\mathrm {K} {\vphantom {A}}_{\smash[{t}]{3}}\mathrm {MnO} {\vphantom {A}}_{\smash[{t}]{4}}\ {}+{}3\,\mathrm {MnO} {\vphantom {A}}_{\smash[{t}]{2}}\ {}+{}3\,\mathrm {O} {\vphantom {A}}_{\smash[{t}]{2}}}}](http://wikimedia.org/api/rest_v1/media/math/render/svg/9f9d3b8a183d05ee5073650c26e6bf2bc8ed4e66)
Реагирует с солями двухвалентного марганца, например:
- .
![{\displaystyle {2\,\mathrm {KMnO} {\vphantom {A}}_{\smash[{t}]{4}}{}+{}3\,\mathrm {MnSO} {\vphantom {A}}_{\smash[{t}]{4}}{}+{}2\,\mathrm {H} {\vphantom {A}}_{\smash[{t}]{2}}\mathrm {O} {}\mathrel {\longrightarrow } {}5\,\mathrm {MnO} {\vphantom {A}}_{\smash[{t}]{2}}{}+{}\mathrm {K} {\vphantom {A}}_{\smash[{t}]{2}}\mathrm {SO} {\vphantom {A}}_{\smash[{t}]{4}}{}+{}2\,\mathrm {H} {\vphantom {A}}_{\smash[{t}]{2}}\mathrm {SO} {\vphantom {A}}_{\smash[{t}]{4}}}}](http://wikimedia.org/api/rest_v1/media/math/render/svg/ff4086d747497d649b8674510fecf08fd4e3988c)
Эта реакция в принципе обратна дисмутации (диспропорционирование) : : на и .
![{\displaystyle {\mathrm {K} {\vphantom {A}}_{\smash[{t}]{2}}\mathrm {MnO} {\vphantom {A}}_{\smash[{t}]{4}}}}](http://wikimedia.org/api/rest_v1/media/math/render/svg/3c2ddb385177b09318123427082c93d931d2a7fb)
![{\displaystyle {\mathrm {MnO} {\vphantom {A}}_{\smash[{t}]{2}}}}](http://wikimedia.org/api/rest_v1/media/math/render/svg/510fe5b43c5be2e56c017f0541972a83116dcf27)
![{\displaystyle {\mathrm {KMnO} {\vphantom {A}}_{\smash[{t}]{4}}}}](http://wikimedia.org/api/rest_v1/media/math/render/svg/758b4ef2dc8b061cd8980cbc2f83eb66430f5078)
Окисляет органические вещества. В частности, разбавленные растворы перманганата калия в щелочной и нейтральной среде окисляют алкены до диолов (реакция Вагнера):
Водные растворы перманганата калия термодинамически нестабильны, но кинетически довольно устойчивы. Их сохранность резко повышается при хранении в темноте.
При смеси с пероксидом водорода протекает следующая реакция:
- .
![{\displaystyle {2\,\mathrm {KMnO} {\vphantom {A}}_{\smash[{t}]{4}}{}+{}3\,\mathrm {H} {\vphantom {A}}_{\smash[{t}]{2}}\mathrm {O} {\vphantom {A}}_{\smash[{t}]{2}}{}\mathrel {\longrightarrow } {}2\,\mathrm {MnO} {\vphantom {A}}_{\smash[{t}]{2}}{}+{}3\,\mathrm {O} {\vphantom {A}}_{\smash[{t}]{2}}\uparrow {}{}+{}2\,\mathrm {H} {\vphantom {A}}_{\smash[{t}]{2}}\mathrm {O} {}+{}2\,\mathrm {KOH} }}](http://wikimedia.org/api/rest_v1/media/math/render/svg/e26255ed4668129b5e9fdea71ef195fba16ec2a2)
Перманганат калия реагирует с концентрированной соляной, бромоводородной или иодоводородной кислотой. В результате выделяются свободные галогены:
![{\displaystyle {2\,\mathrm {KMnO} {\vphantom {A}}_{\smash[{t}]{4}}{}+{}16\,\mathrm {HCl} {}\mathrel {\longrightarrow } {}2\,\mathrm {KCl} {}+{}2\,\mathrm {MnCl} {\vphantom {A}}_{\smash[{t}]{2}}{}+{}5\,\mathrm {Cl} {\vphantom {A}}_{\smash[{t}]{2}}\uparrow {}{}+{}8\,\mathrm {H} {\vphantom {A}}_{\smash[{t}]{2}}\mathrm {O} }}](http://wikimedia.org/api/rest_v1/media/math/render/svg/ba3fda0c5570a0fcd55e47b6840a4f0ada119c5e)
Во время химической реакции хлорид-анион окисляется до элементарного хлора, а ион в перманганат-анионе восстанавливается до катиона :
![{\displaystyle {2\,\mathrm {Cl} {\vphantom {A}}^{-}{}\mathrel {\longrightarrow } {}\mathrm {Cl} {\vphantom {A}}_{\smash[{t}]{2}}\uparrow {}}}](http://wikimedia.org/api/rest_v1/media/math/render/svg/969c8172a84b76eda00b0e8e97f16403ce8abcdb)
Remove ads
Применение
Суммиров вкратце
Перспектива
Применение этой соли чаще всего основано на высокой окисляющей способности перманганат-иона, обеспечивающей антисептическое действие.
Медицинское применение
Разбавленные растворы (около 0,1 %) перманганата калия нашли широчайшее применение в медицине как антисептическое средство, для полоскания горла, промывания ран, обработки ожогов. В качестве рвотного средства для приёма внутрь при отравлениях морфином, аконитином и некоторыми другими алкалоидами используют разбавленный (0,02—0,1 %) раствор перманганата калия[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 счёт этого калия перманганат в малых концентрациях оказывает вяжущее, а в концентрированных растворах — раздражающее, прижигающее и дубящее действие). Обладает также 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, оказывая действие (приводит к развитию метгемоглобинемии).
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 спринцеваний при гинекологических и урологических заболеваниях — кольпиты и уретриты. Для промываний — желудка при отравлениях, вызванных приёмом внутрь алкалоидов (морфин, аконитин, никотин), синильной кислотой, фосфором, хинином; кожи — при попадании на неё анилина; глаз — при поражении их ядовитыми насекомыми.
Противопоказания
Гиперчувствительность.
При передозировке: резкая боль в полости рта, по ходу пищевода, в животе, рвота, диарея; слизистая оболочка полости рта и глотки — отёчная, тёмно-коричневого, фиолетового цвета, возможен отёк 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 (внутривенно — 30 мл 5 % раствора), цианокобаламин — до 1 мг, пиридоксин (внутримышечно — 3 мл 5 % раствора).
Способ применения и дозы
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.
Предосторожности
Активно взаимодействует при нагреве и даже при комнатной температуре с большинством восстановителей, например, органическими веществами (сахарозой, танинами, глицерином и многими другими), легкоокисляющимися веществами, поэтому при смешивании происходит саморазогревание, что иногда вызывает самовоспламенение смеси (с концентрированным раствором глицерина, или безводным — всегда) и может привести к взрыву.
Очень опасно растирание сухого перманганата калия с органическими веществами и порошками активных металлов и неметаллов (кальцием, алюминием, магнием, фосфором, серой и др.) — весьма вероятен взрыв.
Применение в аналитической химии
Благодаря сильным окислительным способностям перманганат-иона в кислое среде и его крайне яркой окраске, он часто используется в качестве титранта, которому не требуется индикатор (конец титрования определяется по неисчезающей розоватой окраске). Для стандартизации раствора, в качестве первичного стандарта используется оксалат натрия. Стандартизация производится при нагревании.
Другие сферы применения
- 1—2%-й раствор используется садоводами для протравливания семян перед посадкой[2]
- Применяется для определения перманганатной окисляемости при оценке качества воды согласно ГОСТ 2761-84 по методу Кубеля[3].
- Щелочной раствор перманганата калия хорошо отмывает лабораторную посуду от жиров и других органических веществ.
- Растворы (концентрации примерно 3 г/л) широко применяются при тонировании фотографий.
- В пиротехнике применяют в качестве сильного окислителя.
- Применяют в качестве катализатора разложения перекиси водорода в жидкостных ракетных двигателях.
- Водный раствор перманганата калия используется для травления дерева, в качестве морилки.
- Водный раствор применяется также для выведения татуировок. Результат достигается посредством химического ожога, при котором отмирают ткани, в которых содержится красящее вещество. Данный метод немногим отличается от простого срезания кожи, обычно он менее эффективен и более неприятен, так как ожоги заживают намного дольше. Татуировка не удаляется полностью, на её месте остаются шрамы.
- Перманганат калия или бихромат натрия используются в качестве окислителя при получении мета- и парафталевых кислот из мета- и параксилолов, соответственно (см. Терефталевая кислота).
- Перманганат калия является прекурсором в синтезе мефедрона и меткатинона (эфедрона).
Remove ads
Получение
Суммиров вкратце
Перспектива
Часто для получения небольших количеств, сплавляют диоксид марганца с нитратом или хлоратом калия и гидроксидом калия. Получающийся манганат(VI) калия далее либо окисляют хлором или электролизом, либо пропускают углекислый газ, создающий кисловатую (или примерно нейтральную) среду, в которой K2MnO4 дисмутирует, что, однако, уменьшает выход ввиду удаления марганца как MnO2.
![{\displaystyle {3\,\mathrm {MnO} {\vphantom {A}}_{\smash[{t}]{2}}{}+{}\mathrm {KClO} {\vphantom {A}}_{\smash[{t}]{3}}{}+{}6\,\mathrm {KOH} {}\mathrel {\xrightarrow {\mathrm {t} } } {}3\,\mathrm {K} {\vphantom {A}}_{\smash[{t}]{2}}\mathrm {MnO} {\vphantom {A}}_{\smash[{t}]{4}}{}+{}\mathrm {KCl} {}+{}3\,\mathrm {H} {\vphantom {A}}_{\smash[{t}]{2}}\mathrm {O} }}](http://wikimedia.org/api/rest_v1/media/math/render/svg/0df3170881ad196634407135db0ca290a5afd717)
![{\displaystyle {3\,\mathrm {K} {\vphantom {A}}_{\smash[{t}]{2}}\mathrm {MnO} {\vphantom {A}}_{\smash[{t}]{4}}{}+{}2\,\mathrm {H} {\vphantom {A}}_{\smash[{t}]{2}}\mathrm {O} {}\mathrel {\xrightarrow {\mathrm {H} {\vphantom {A}}^{+}} } {}2\,\mathrm {KMnO} {\vphantom {A}}_{\smash[{t}]{4}}{}+{}\mathrm {MnO} {\vphantom {A}}_{\smash[{t}]{2}}\downarrow {}{}+{}4\,\mathrm {KOH} }}](http://wikimedia.org/api/rest_v1/media/math/render/svg/c7b7d16e5f7c2d20314c94c542f27d877bffc42c)
![{\displaystyle {2\,\mathrm {K} {\vphantom {A}}_{\smash[{t}]{2}}\mathrm {MnO} {\vphantom {A}}_{\smash[{t}]{4}}{}+{}\mathrm {Cl} {\vphantom {A}}_{\smash[{t}]{2}}{}\mathrel {\longrightarrow } {}2\,\mathrm {KMnO} {\vphantom {A}}_{\smash[{t}]{4}}{}+{}2\,\mathrm {KCl} }}](http://wikimedia.org/api/rest_v1/media/math/render/svg/51db2c67a8a2f0d11e1e9ba69461baf1f7f038b1)
![{\displaystyle {2\,\mathrm {K} {\vphantom {A}}_{\smash[{t}]{2}}\mathrm {MnO} {\vphantom {A}}_{\smash[{t}]{4}}{}+{}2\,\mathrm {H} {\vphantom {A}}_{\smash[{t}]{2}}\mathrm {O} {}\mathrel {\longrightarrow } {}2\,\mathrm {KMnO} {\vphantom {A}}_{\smash[{t}]{4}}{}+{}\mathrm {H} {\vphantom {A}}_{\smash[{t}]{2}}\uparrow {}{}+{}2\,\mathrm {KOH} }}](http://wikimedia.org/api/rest_v1/media/math/render/svg/2f078518eb77e60d5df3f733a8aa9fbc7aec67e5)
Последняя реакция происходит при электролизе концентрированного раствора манганата калия и эндотермична, она является основным промышленным способом получения перманганата калия.
Remove ads
Ограничение на покупку
Входит в IV список прекурсоров ПККН в России[4] (допускается исключение некоторых мер контроля).
14 июня 2013 года на Украине был признан прекурсором и внесён в список наркотических веществ[5].
По этой причине продающаяся в розничной сети "марганцовка" содержит лишь 44,5% перманганата калия, а остальное - инертный наполнитель (обычно сульфат калия или феррат натрия).
Примечания
Литература
Ссылки
Wikiwand - on
Seamless Wikipedia browsing. On steroids.
Remove ads