Перманганата калия свойства


Перманганат калия: основные химические свойства и реакции

31 июля 2014

Автор КакПросто!

Марганец – твердый серый металл. В соединениях он может проявлять степени окисления +2, +4, +6 и +7. В перманганате калия KMnO4 он находится в максимальной степени окисления +7. Другие названия этого вещества – калиевая соль марганцовой кислоты, марганцовокислый калий, на латыни – kalii permanganas.

Содержание статьи

Перманганат калия представляет собой темно-фиолетовые, почти черные кристаллы. При растворении в воде, в зависимости от концентрации, он дает раствор от бледно-розового до насыщенного фиолетового оттенка. В горячей воде KMnO4 растворяется лучше. Кристаллы вещества или сильно концентрированный раствор при попадании на кожу или слизистые могут вызвать ожоги.

Перманганат калия – кислородсодержащая калиевая соль. Поскольку катиону K(+) соответствует сильное основание KOH, а аниону MnO4(-) – сильная марганцовая кислота HMnO4, соль KMnO4 не гидролизуется.

KMnO4 – сильнейший окислитель. Он легко окисляет многие неорганические и органические вещества. Продукты восстановления перманганата калия зависят от условий, в которых протекает реакция. Так, в кислой среде он восстанавливается до Mn(2+), в нейтральной – до MnO2, в щелочной – до MnO4(2-).

Например, если добавить сульфит калия K2SO3 к подкисленному фиолетовому раствору перманганата калия, он обесцветится, поскольку образуется соль Mn(II):

2KMnO4+5K2SO3+3h3SO4=2MnSO4+6K2SO4+3h3O.Это качественная реакция на ион MnO4(-). Оксид марганца(IV) MnO2 – одно из наиболее важных соединений этого металла. Это коричнево-черный оксид, нерастворимый в воде, главный компонент пиролюзита. Так же, как и KMnO4, MnO2 является сильным окислителем, что используется, к примеру, при получении хлора:MnO2+4HCl=MnCl2+Cl2↑+2h3O.Бурый осадок MnO2 выпадает при действии сульфита калия K2SO3 на нейтральный раствор перманганата. Степень окисления марганца при этом изменяется от +7 до +4:2KMnO4+3K2SO3+h3O=2MnO2↓+3K2SO4+2KOH.В сильно щелочной среде, при большой концентрации щелочи, перманганат калия восстанавливается сульфитом калия до манганата K2MnO4:2KMnO4+K2SO3+2KOH=2K2MnO4+K2SO4+h3O.Фиолетовая окраска раствора при этом меняется на зеленую. Манганат калия – соединение марганца, устойчивое в щелочной среде.

Перманганат калия находит широкое применение как окислитель в химических лабораториях и промышленности. 0,1% раствор используется в медицине и в быту для дезинфекции, полосканий, лечения ожогов, выведения токсинов.

www.kakprosto.ru

Калия перманганат

Калия перманганат

ФС 42-3007-93

KMnO4

Перманганат калия (распространённое название в быту — марганцовка) — 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.

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.

Растворимость перманганата калия в воде Температура, °C Растворимость, г/100 г воды
10 20 25 30 40 50 65
4,22 6,36 7,63 9 12,5 16,8 25

Термодинамические свойства

Термодинамические свойства перманганата калия Стандартная энтальпия образования ΔH Стандартная энергия Гиббса образования G Стандартная энтропия S Стандартная мольная теплоёмкость Cp
−813,4 кДж/моль (т) (при 298 К)
−713,8 кДж/моль (т) (при 298 К)
171,71 Дж/(моль·K) (т) (при 298 К)
119,2 Дж/(моль·K) (т) (при 298 К)

Химические свойства

Стандартные окислительно-восстановительные потенциалы по отношению к водородному электроду Окисленная форма Восстановленная форма Среда E0, В
MnO4− MnO42− OH− +0,56
MnO4− h3MnO4 H+ +1,22
MnO4− MnO2 H+ +1,69
MnO4− MnO2 OH− +0,60
MnO4− Mn2+ H+ +1,51
Слева направо (водные растворы): Co(NO3)2 (красный); K2Cr2O7 (оранжевый); K2CrO4 (жёлтый); NiCl2 (бирюзовый); CuSO4 (голубой); KMnO4 (фиолетовый)

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) 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):

при этом в качестве промежуточного продукта может образовываться интересное соединение — оксосульфат марганца MnO3HSO4. По реакции с фторидом иода(V) можно получить аналогичный оксофторид:

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

На самом деле реакция идёт намного сложнее, например, при не очень сильном нагревании её можно примерно описать уравнением:

Реагирует с солями двухвалентного марганца, например:

Эта реакция в принципе обратна дисмутации (диспропорционирование) K2MnO4 на MnO2 и KMnO4.

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:

Применение

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.

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

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.

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.

Другие сферы применения

  • Применяется для определения перманганатной окисляемости при оценке качества воды согласно ГОСТ 2761-84 по методу Кубеля .
  • 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 космических жидкостно-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).

Получение

Химическое или электрохимическое окисление соединений марганца, диспропорционирование манганата калия. Например:

Последняя реакция происходит при электролизе концентрированного раствора манганата калия и эндотермична, она является основным промышленным способом получения перманганата калия.

himmax.ru

Перманганат калия: основные химические свойства и реакции

Образование 31 марта 2013

Перманганат калия в латыни имеет название Kalii permanganas. В миру это просто марганцовка — калиевая соль в реакции марганцевой кислоты. Буквенное обозначение KMnO.

Соприкасаясь с органикой, образует белок – альбуминат, в ощущениях тела эта реакция передается чувством жжения, вязания, локального раздражения, при этом обладая заживляющим эффектом и свойством дезодоранта и противоядия.

Получают перманганат калия путем электрохимического окисления марганцевых соединений либо изменением их пропорций. Вот некоторые на перманганат калия реакции, широко используемые в промышленности и фармакологии:

2MnO2 +3 Cl2 + 8KOH → 2KMnO4 + 6KCl + 4h3O

2K2MnO4 + 2h3O → 2KMnO4 +h3↑ + 2KOH.

Здесь, как мы видим, марганец, окисляясь, взаимодействует с солями хлора и молекулами калия. Вторая по счету реакция широко используется в промышленности, так как при ней перманганат калия вырабатывается эндотермическим путем при электролизе концентрата.

Физические свойства перманганата калия

В науке это соединение иначе называют марганцевокислым калием, который представляет собой зернистые кристаллы ромбической формы и темно-лилового цвета. В виде кристаллов перманганат калия распадается при температуре нагрева 240°С и выше, образуя выделение кислорода. Это демонстрирует следующая реакция:

2KMnO4=K2MnO4+MnO2+O2.

Плотность вещества 2,703 г/см. куб, молярная масса перманганата калия – 158,03 г/моль. Растворимость соединения в воде зависит от степени концентрации, а также от температуры воды (данные представлены в таблице 1).

Таблица 1. Растворимость перманганата калия при различных температурах

t реакции 10 20 30 40 50
грамм кристалов/100 гр воды 2,8 4,1 6,4 8,3 11,2 14,4

В зависимости от количества кристаллов, добавленных в воду разной температуры, каждый раствор будет иметь свой оттенок – от слабого, нежно-малинового при малой концентрации до пурпурно-фиолетового – при большой. Другими растворителями кристаллов перманганата калия выступают ацетон, аммиак и метиловый спирт.

Химические свойства перманганата калия

Вещество «перманганат калия» является довольно сильным окислителем. В зависимости от рН-среды он воздействует на разные типы веществ, восстанавливаясь в уравнении до марганцевых соединений различных степеней окисления. Например, в кислой среде – II, в щелочной – до VI, в нейтральной среде, соответственно, – до IV.

Соприкасаясь с концентратом серной кислоты, перманганат калия, химические свойства которого указывают на окисление, становится причиной взрывной реакции, а при нагревании выделяет кислород – этот метод добычи О2 повсеместно используют в промышленности.

Применение перманганата калия

В современном лабораторном производстве  перманганат калия распространен в органическом синтезе в виде окислителя. В щелочном растворе является действенным моющим и обезжиривающим препаратом.

Популярно и универсально применение 0,1% раствора в медицине при лечении ожогов, полосканиях, обеззараживании, выводе токсинов. Некоторые аптеки не отпускают это вещество, так как приказом Министерства оно причислено к взрывоопасным.

Зато можно достать перманганат калия в садово-огородных магазинах, где его продают в виде удобрения.

Источник: fb.ruИдёт загрузка…

ЗдоровьеБихромат калия — физико-химические свойства и область применения

Бихромат калия представляет собой неслеживающиеся кристаллы преимущественно оранжевого цвета (иногда красноватые), которые хорошо растворяются в водной среде и по форме напоминают тончайшие иголочки либо пластинки. При взаимодействии с веществом водный раствор приобретает кислую реакцию.

ОбразованиеОсновные химические свойства углекислого газа

Прежде чем рассматривать химические свойства углекислого газа, выясним некоторые характеристики данного соединения.

Общие сведенияУглекислый газ является важнейшим компонентом газированной воды. Именно он придает напиткам свежесть, игристость. Данное соединение является кислотным, солеобразующим оксидом.

Относительная молекулярная масса угл…

ОбразованиеХимические свойства альдегидов: реакция серебряного зеркала

Альдегиды являются функциональными производными углеводородов, в структуре которых имеется группа СО (карбонильная группа).

Для простых альдегидов традиционно сохраняются тривиальные (исторические) названия, производимые от названия карбоновых кислот, в которые превращаются альдегиды при окислении.

Если говорить о номенклатуре ИЮПАК, то за основу принимаю…

ОбразованиеКачественные реакции на алкены.

Химические свойства и строение алкенов

Что представляют собой качественные реакции на алкены? Для того чтобы ответить на этот вопрос, необходимо сначала понять, в чем особенность представителей данного класса.

Характеристика классаДля начала проанализируем строение алкенов. Непредельными углеводородами называют соединения, имеющие общую формулу Cnh3n. Строение алкенов линейное, …

ОбразованиеХромат калия. Получение, химические и физические свойства.

Применение

Хромат калия или хромоволокнистый калий (международные названия: Kalium chromicum, Kaliumchromat, Potassium chromate) — это неорганическое соединение, кристаллы желтого цвета ромбической системы, растворимые в воде. Относится к солям хромовой кислоты h3CrO4, которая в свободном состоянии не существует. У вещества хромат калия формула следующая: CrK2O4…

ОбразованиеОсновные гидроксиды и их химические свойства

К основным классам неорганических веществ, кроме оксидов, кислот и солей, относится группа соединений, называемых основаниями или гидроксидами.

Все они имеют единый план строения молекулы: обязательно содержат в ее составе одну или несколько гидроксильных групп, соединенных с ионом металла. Основные гидроксиды генетически связаны с оксидами металлов и сол.

..

ОбразованиеХимические свойства брома, уравнения реакций

Бром – это химически активный неметалл, относящийся к группе галогенов, которые являются энергичными окислителями. Он активно применяется в различных сферах, включая медицину, промышленность, производство оружия. Химические свойства брома многочисленны, и сейчас о них стоит вкратце рассказать.

БизнесПропиленгликоль — что это такое? Химические свойства, применение

Одним из самых распространенных в косметической, парфюмерной, пищевой промышленности, а также технической сфере является органическое вещество, относящее к спиртам. Его название — пропиленгликоль. Что это такое? Рассмотрим свойства, строение молекулы и области использования данного соединения в ходе статьи.

БизнесСульфат железа: физико-химические свойства, получение, применение

Сульфат железа – химическое соединение, чрезвычайно распространенное в природе и широко используемое в различных сферах хозяйственной деятельности. Существуют двух- и трехвалентная модификации этого вещества. Первая разновидность, также называемая железным купоросом, является неорганическим бинарным нелетучим соединением, имеющим формулу FeSO4

БизнесТерефталевая кислота: химические свойства, получение и области применения

Важными представителями многоосновных карбоновых соединений ароматического ряда являются фталевые кислоты, представленные некоторыми изомерами – орто-изомером (непосредственно, фталевой кислотой), мета-изомером (изофталевой) и пара-изомером (терефталевой). Все вещества данной группы чрезвычайно широко используется в различных промышленных отраслях.

Источник:

Перманганат калия

Калия перманганат (распространённое название в быту — марганцовка) — калиевая соль марганцевой кислоты (KMnO4).

Получение

Химическое или электрохимическое окисление соединений марганца, диспропорционирование манганата калия. Например:

2MnO2 +3 Cl2 + 8KOH → 2KMnO4 + 6KCl + 4h3O

2K2MnO4 + Cl2 → 2KMnO4 + 2KCl

3K2MnO4+2h3O → 2KMnO4+ MnO2 + 4KOH

2K2MnO4 + 2h3O → 2KMnO4 +h3↑ + 2KOH

Последняя реакция происходит при электролизе концентрированного раствора манганата калия и эндотермична, она является основным промышленным способом получения перманганата калия.

Физические свойства

Внешний вид: тёмно-фиолетовые кристаллы с металлическим блеском.

Физические свойства перманганата калия
Молекулярная масса 158,03 а.е.м.
Температура разложения 240 °C
Плотность ρ 2,7 г/см3 (при 20°C)
Показатель преломления σ 1,59 (при 20°C)

Растворяется в воде (см. таблицу), жидком аммиаке, ацетоне (2:100), метаноле, пиридине.

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 образования S 171,71 Дж/моль·K (т) (при 298 К)
Стандартная мольная теплоёмкость Cp 119,2 Дж/моль·K (т) (при 298 К)

Химические свойства

Сильный окислитель. Стандартные окислительно-восстановительные потенциалы приведены в таблице.

Стандартные окислительно-восстановительные потенциалы по отношению к водородному электроду Окисленная формаВосстановленная формаСредаE0, В
MnO4- MnO42- OH- +0,56
MnO4- h3MnO4 H+ +1,22
MnO4- MnO2 H+ +1,69
MnO4- MnO2 OH- +0,60
MnO4- Mn2+ H+ +1,51

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:

Читайте также:  Как по ip вычислить человека

в кислой среде: 2KMnO4 + 5K2SO3 + 3h3SO4 → 6K2SO4 + 2MnSO4 + 3h3O

в нейтральной среде: 2KMnO4 + 3K2SO3 + h3O → 3K2SO4 + 2MnO2 + 2KOH

в щелочной среде: 2KMnO4 + K2SO3 + 2KOH → K2SO4 + 2K2MnO4 + h3O

Однако надо отметить, что в последняя реакция (в щелочной среде) идёт по указаной 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):

2KMnO4 + 2h3SO4 → 2KHSO4 + Mn2O7 + h3O,

при этом в качестве промежуточного продукта может образовываться интересное соединение — оксосульфат марганца MnO3HSO4. По реакции с фторидом йода(V) можно получить аналогичный оксофторид:

KMnO4 + IF5 → KF + IOF3 + MnO3F

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

2KMnO4 →(t) K2MnO4 + MnO2+ O2↑

На самом деле реакция идёт намного сложнее, например, при не очень сильном нагревании её можно примерно описать уравнением:

5KMnO4 →(t) K2MnO4 +K3MnO4 + 3MnO2+ 3O2↑

Реагирует с солями двухвалентного марганца, например:

2KMnO4 + 3Mn→SO4 + 2h3O → 5MnO2 + K2SO4 + 2h3SO4

Эта реакция коммутации в принципе обратна дисмутации (диспропорционирование) K2MnO4 на MnO2 и KMnO4.

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

Применение

Применение этой соли основано на высокой окисляющей способности перманганат-иона.

  • Щелочной раствор перманганата калия хорошо отмывает лабораторную посуду от жиров и других органических веществ.
  • Разбавленные растворы (около 0,1%) перманганата калия нашли широчайшее применение в медицине как антиспетическое средство, для полоскания горла, промывания ран, обработки ожогов, приёма внутрь при некоторых отравлениях (обладает рвотным действием).

См. также

  • Марганец;
  • Марганцовая кислота;
  • Перманганаты.

Категории:

  • Соединения калия
  • Перманганаты

Источник:

Перманганат калия

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.

Физические свойства

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.

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

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)

Химические свойства

Стандартные окислительно-восстановительные потенциалы по отношению к водородному электроду Окисленная формаВосстановленная формаСредаE 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:

  • 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.

При столкновении 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 5 → KF + IOF 3 + MnO 3 F

При нагревании разлагается с выделением кислорода (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 гораздо сложнее, например, при не очень сильном нагревании ее можно примерно 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 достаточно устойчивы. Их сохранение резко повышается при хранении в темноте.

Применение

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

Медицинское применение

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.

Фармакологическое действие

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.

Показания

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.

Противопоказания

Гиперчувствительность.

Побочные действия

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).

Способ применения и дозы

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.

Читайте также:  Кто открыл антарктиду

Взаимодействие

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

Другие области применения

  • Применяется для определения перманганатной окисляемости при оценке качества воды по ГОСТ 2761-84 по методу гнезд.
  • 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 в качестве катализатора разложения перекиси водорода в космических жидкостно-ракетных двигателях.
  • Водный раствор пермаганата калия используется для пищеварения дерева, как морилки.
  • Водный раствор применяется также для вывода 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 удаляется полностью, на его месте остаются шрамы.
  • Перманганат калия или бихромат натрия используются в качестве окислителя при получении метана, и парафталевих кислот с целью и параксилола соответственно.

Получение

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

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 + 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.

Источник:

Перманганат калия | энциклопедия кругосвет

Также по теме

  • ХИМИЯ
  • ШЕЕЛЕ, КАРЛ ВИЛЬГЕЛЬМ

ПЕРМАНГАНАТ КАЛИЯ. KMnO4 – перманганат калия, кристаллогидратов не образует. Темно-фиолетовые кристаллы, плотность 2,703 г/см3. Растворимость в воде – умеренная (6,36 г/100 г воды при 20 С, 12,5 г/100 г воды при 40 С, 25 г/100 г воды при 65 С), не гидролизуется, медленно разлагается в растворе.

Сильный окислитель в растворе и при спекании. Реагирует с типичными восстановителями (этанолом, водородом и др.). Концентрированные растворы перманганата калия окрашены в интенсивно-фиолетовый цвет, а разбавленные – в розовый.

Перманганаты – соли не выделенной в свободном состоянии марганцовой кислоты HMnO4, существующей только в водных растворах. Перманганаты известны для щелочных и щелочноземельных металлов, аммония, серебра и алюминия. Все они образуют фиолетово-черные кристаллы, растворимые в воде. Наиболее растворим среди них перманганат бария Ba(MnO4)2, а наименее растворим перманганат цезия CsMnO4.

При нагревании все перманганаты разлагаются, выделяя кислород и превращаясь в манганаты и диоксид марганца, например:

2KMnO4 = K2MnO4 + MnO2 + O2

Перманганат-ион – сильный окислитель, но его окислительная способность ослабевает с уменьшением кислотности раствора. Под действием восстановителей в щелочной среде MnO4 восстанавливается до манганат-иона MnO42:

MnO4 + e = MnO42,

В нейтральной, слабокислой и слабощелочной среде MnO4 переходит в диоксид марганца MnO2:

MnO4 + 2h3O + 3e = MnO2 + 4OH

В кислотной среде перманганат-ион превращается в аквакатион [Mn(h3O)6]2+:

MnO4 + 8h4O+ + 5e = [Mn(h3O)6]2+ + 4h3O

Разбавленные водные растворы перманганата калия неустойчивы, они разлагаются (особенно быстро под действием солнечных лучей) с образованием бурого осадка диоксида марганца и выделением кислорода:

4KMnO4 + 2h3O = 4KOH + 4MnO2 + 3O2

Особенно быстро раствор KMnO4 портится в присутствии восстановителей, органических веществ, которые всегда есть в воздухе. Этиловый спирт C2H5OH: так реагирует с пермантганатом калия

2KMnO4 + 3C2H5OH = 2KOH + 2MnO2 + 3Ch4CHO + 2h3O

В подкисленном растворе вместо MnO2 образуются бесцветные катионы Mn2. Например, в присутствии серной кислоты взаимодействие перманганата калия с таким общепризнанным восстановителем, как сульфит натрия, дает сульфат марганца и сульфат натрия, а также сульфат калия и воду:

2KMnO4 + 5Na2SO3 + 3h3SO4 = 2MnSO4 + 5Na2SO4 + K2SO4 + 3h3O

Точно такая же реакция, но проведенная в сильнощелочной среде, дает манганатные анионы MnO42 зеленого цвета:

2KMnO4 + Na2SO3 + 2KOH = 2K2MnO4 + Na2SO4 + h3O

Химики прошлого прозвали перманганат калия «хамелеоном». Его способность полностью реагировать с многими восстановителями находит применение в широко распространенном методе объемного химического анализа – перманганатометрии.

Этим методом можно напрямую определить содержание железа(II), сурьмы(III), марганца(II), ванадия(IV), вольфрама(V), урана(IV), таллия(I), хрома(III), пероксида водорода, щавелевой кислоты и ее солей, арсенитов, гидразина и ряда органических веществ.

Обратным перманганатометрическим титрованием определяют восстановители, реагирующие с KMnO4 медленно – иодиды, цианиды, фосфиты и др. Первооткрывателем этого удивительного вещества был шведский химик и аптекарь Карл-Вильгельм Шееле.

Шееле сплавлял «черную магнезию» – минерал пиролюзит (природный диоксид марганца), с поташом – карбонатом калия и селитрой – нитратом калия. При этом получались перманганат калия, нитрит калия и диоксид углерода:

2MnO2 + 3KNO3 + K2CO3 = 2KMnO4 + 3KNO2 + CO2

Окислительные свойства перманганата калия, которые связаны с высокой степенью окисления марганца в этом соединении (+VII), дают возможность использовать его в лечебных целях – для уничтожения всякой инфекции, для «прижигания» и «подсушивания» кожи и слизистых оболочек.

В медицине применяют водные растворы перманганата калия различной концентрации. Для полосканий и промывания желудка при отравлениях берут 0,1%-ные растворы (бледно-розового цвета), для промывания ран 0,5%-ные (розовые), а для обработки язв и ожогов 5%-ные (фиолетовые).

Перманганат калия, попадая на кожу, разлагается с выделением бурого осадка диоксида марганца MnO2. В зависимости от концентрации раствора, а значит, – от количества осадка, диоксид марганца оказывает вяжущее либо прижигающее действие.

https://www.youtube.com/watch?v=Oj5mWjg6bPY

Перманганат калия, разлагаясь, выделяет активный кислород, а это ярый враг микробов и неприятных запахов. Зачастую кислород выделяется (и мгновенно расходуется в реакциях окисления), не успевая образовывать газовые пузырьки. Это позволяет врачам вводить растворы KMnO4 в глубокие раны при очень опасной анаэробной (возникающей без доступа воздуха) инфекции.

Полоскания розовым раствором марганцовки рекомендуются при ангинах и стоматитах – воспалении миндалин, слизистой оболочки рта и десен. Таким же раствором промывают глаза при конъюнктивитах. Перманганат калия помогает при пищевых отравлениях: его бледно-розовым раствором промывают желудок или просто выпивают стакан такого раствора натощак.

Растворами перманганата калия обрабатывают ожоги. Помогает марганцовка и при змеином укусе. Если нет специальной сыворотки, точно по месту укуса врачи шприцем вводят раствор KMnO4.

Все мамы и бабушки знают, что ванна с бледно-розовым раствором марганцовки поможет подсушить нежную кожу грудного младенца. Надо только помнить о мерах предосторожности, а они просты: в приготовленную для купания воду надо вносить обязательно раствор KMnO4, но ни в коем случае не кристаллы марганцовки – иначе возможен химический ожог.

Твердый перманганат калия и его крепкие растворы могут быть опасны, поэтому хранить его следует в местах, недоступных малышам, а обращаться с осторожностью.

При отравлении концентрированным раствором этого вещества возникает ожог рта, пищевода и желудка. Врачи-травматологи рассказывают, что такие отравления нет-нет, да и случаются – когда рассеянный человек принимает раствор марганцовки за крепко заваренный чай.

В этом случае надо немедленно промыть желудок теплой водой с добавлением активированного угля. Можно использовать и раствор, содержащий в двух литрах воды полстакана слабого раствора перекиси водорода и один стакан столового уксуса.

В этом случае перманганат-ионы переходят в менее опасные катионы марганца(II):

2KMnO4 + 5h3O2 + 6Ch4COOH = 2Mn(Ch4COO)2 + 5O2 + 2Ch4COOK + 8h3O

Перманганат калия, служит для отбеливания тканей (при низких концентрациях он не теряет окислительных свойств!), его добавляют в растворы для жидкостной газоочистки от таких опасных примесей как сероводород или фосфин.

Химикам хорошо известен метод химического анализа – перманганатометрия (главное действующее лицо здесь тот же перманганат калия), а те, кто углубленно занимается фотографией, знакомы с применением перманганата калия как компонент ослабляющих (снижающих плотность фотоизображения на пленке) растворов.

Кроме того, это хороший окислитель органических веществ (с помощью KMnO4 получают из парафинов карбоновые кислоты.

Читайте также:  Как заваривать ромашку ребенку

Источник:

Марганец -общая характеристика элемента, химические свойства хрома и его соединений

Марганец — элемент 4-го периода и VII B-группы Периодической системы, порядковый номер 25. Электронная формула атома [18Аr]Зd54s2 ; характерные степени окисления + VII,+ VI, +IV, +III, +II и 0.

Шкала степеней окисления марганца:

+7 — Mn2O7 , MnO4— ,HMnO4 ,KMnO4

+ 6 — MnO42- , K2MnO4

+4 — MnO2 , Mn(SO4)2 ,MnF4 ,K3[MnF6]

+3 — Mn2O3, MnO(OH),Mn2(SO4)3 ,MnF , K3[MnF6]

+ 2 — Mn2+ , MnO, Mn(OH)2 , MnSO4 ,MnCl2

0 — Mn

По электроотрицательности (1,60) марганец занимает промежуточное положение между типичными металлами (Na, К, Са, Мg) и неметаллами (F, O,N, Cl).

 Соединения Мn‖‖ — оксид и гидроксид — проявляют основные свойства, соединения Мn‖‖‖ и Мn IV — амфотерные свойства, для соединений МnVI и МnVII  характерно почти полное преобладание кислотных свойств.

Марганец образует многочисленные соли и бинарные соединения.

В природе — четырнадцатый по химической распространенности элемент (восьмой среди металлов; второй, после железа, тяжелый металл).

     Марганец Мn. Серебристо-белый (с серым оттенком) металл, более твердый и хрупкий по сравнению с железом. В виде мелкого порошка пирофорен. На воздухе покрывается оксидной пленкой. Пассивируется в воде, поглощает водород, но не реагирует с ним.

При нагревании сгорает в кислороде воздуха, реагирует с хлором и серой:

Mn→(O2, до450oC) MnO2 →( O2, до 800oC) Mn2O3

                 Mn→MnO+( MnIIMn2 II)O4 “окалина “ ( O2, выше 800oC)

                Mn+Cl2→MnCl2 ,      (200oC)              Mn+S→ MnS  (до1580oC)

В ряду напряжений марганец стоит левее водорода, из разбавленных кислот НCl и Н2SO4 вытесняет водород:

Мn (порошок) + 2Н+ = Мn2+ + Н2↑

Взаимодействует с кислотами-окислителями при нагревании, также образуя соли марганца (II):

Мn + 2Н2SO4 (конц.) = МnSO4 + SO2↑+ 2Н2O

3Мn + 8HNO3 (разб.) = 3Мn(NO3)2 + 2NO↑ + 4Н2O

      Получение марганца в промышленности — восстановление пиролюзита МnO2  или гаусманита (МnIIMnIII)O4 коксом или алюминием:

МnO2 + С (кокс) = Мn + СO2 (600 °С)

3(МnII MnIII)O4 + 8Аl = 9Мn + 4А12O3(700-900 °С)

Наиболее чистый марганец выделяют электролизом раствора из солей марганца (П), например:

2MnSO4+2h3O→2Mn↓+O2↑+2h3SO4  (40oC, эликтролиз)

Промышленно важен сплав с железом — ферромарганец (> 70 % Мn), его получают восстановлением оксидных руд марганца и железа.

Применяется марганец для изготовления специальных и тугоплавких сплавов, зеркального чугуна и марганцевых твердых сталей, в качестве катализатора в органическом синтезе.

     Оксид марганца (IV) МnO2. Черный, с коричневым оттенком, при нагревании разлагается. Из раствора осаждается в виде черного гидрата МnO2 nН2O.

Не проявляет амфотерных свойств в силу малой реакционной способности по отношению к воде, разбавленным кислотам НCl и Н2SO4, азотной кислоте и щелочам в растворе.

Типичный окислитель в растворе и расплаве, менее характерны свойства восстановителя.

Применяется для промышленного производства марганца, как деполяризатор в «батарейках» (сухих гальванических элементах), компонент минеральных пигментов, осветлитель стекла.

Уравнения важнейших реакций:

4МnO2 = 2Мn2O3 + O2 (530-585 °С)

2МnO2 + 2Н2SO4(конц.) = МnSO4 + O2↑ + 2Н2O (кипячение)

МnO2 + 4НС1(конц.) = МnС12 + С12↑ + 2Н2O

МnO2 + Н2SO4 (гор.) + КNO2 = МnSO4 + КNO3 + Н2O

МnO2 + 2Н2SO4 + 2FeSO4 = МnSO4 + Fе2(SO4)3 + 2Н2O

МnO2 + 2КОН + КNO3 = К2MnO4 + KNO2 + Н2O (350-450 °С)

ЗМnO2 + ЗК2CO3 + КС1O3 = ЗК2MnO4+ КС1 + ЗCO2 (400 °С)

В природе самое распространенное соединение марганца — минерал пиролюзит

Манганат калия К2MnO4. Оксосоль. Темно-зеленый, плавится под избыточным давлением О2. В растворе устойчив только в сильнощелочной среде. Зеленая окраска раствора отвечает иону МnO42-. Медленно разлагается при разбавлении раствора водой, быстро — при подкислении. Проявляет окислительно-восстановительные свойства.

Качественная реакция — появление фиолетовой окраски при подкислении раствора. Промежуточный продукт при синтезе КMnO4.

Уравнения важнейших реакций:

3K2MnO4(конц) +2h3O→(t) 2KMnO4+MnO2↓+4KOH

3K2MnO4(разб)+4HCl=2KMnO4+MnO2↓+2h3O+4KCl

K2 MnO4 +8HCl(конц)=MnCl2+2Cl2↑+4h3O+2KCl

3K2MnO4+2h3O+4CO2(г)=2KMnO4+MnO2↓+4KHCO3

2K2 MnO4+Cl2(насыщ)=2KMnO4+2KCl

2K2MnO4+2h3O→ h3↑+2KMnO4+KOH (эликтролиз)

Получение: сплавление МnO2 с сильными окислителями (KNO3, КClO3).

    Перманганат калия КМnO4. Оксосоль. Красно-фиолетовый (почти черный). При нагревании разлагается без плавления.

Умеренно растворим в воде (интенсивно-фиолетовая окраска раствора отвечает иону МnO4), гидролиза нет. Медленно разлагается в воде, серной кислоте, щелочах.

Сильный окислитель в растворе и при сплавлении; в сильнокислотной среде восстанавливается до МnII , в нейтральной среде – до Mn IV в сильнощелочной среде — до МnVI

  Качественная реакция на ион МnO4 — исчезновение фиолетовой окраски раствора при восстановлении в кислотной среде.

Применяется как окислитель углеводородов до карбоновых кислот, реактив в фотографии, антисептик в медицине, средство для очистки газов и отбеливания тканей, твердый источник кислорода. Распространенный окислитель в лабораторной практике.    Уравнения важнейших реакций:

2КMnO4= К2MnO4 + МnO2 + O2     (200—240°С)

4КМnO4 + 2Н2O→МnO2↓+ 3O2↑ + 4КОН   (t)

2КМnO4(т) + 16НСl(конц.) = 2МnС12 + 5С12↑ + 8Н2O + 2КС1        (80°С)

2КМnO4(т) + 2Н2SO4 (96%) = 2КНSO4 + Мn2O7 + Н2O        (на холоду)

4КМnO4 (насыщ.) + 4КОН (15%) = 4К2МnO4+ O2↑ + 2Н2O    (100 °С)

2КМnO4 + 2(NН3• Н2O)= 2МnO2↓ + N2↑ + 4Н2O+ 2КОН   (50 °С)

2МnO4—  + 16Н+  +10I— = 5I2+2Мn2+  + 8Н2O

2МnO4—  + 6Н+ + 5Н2O2 (разб.) = 2Мn2+  + 5O2↑+ 8Н2O

2МnO4—  + 6Н+ + 5SO32- =2Мn2+  + 5SO42- + ЗН2O

МnO4—  + 8Н+ + 5Fе2+ = Мn2+ + 5Fе3+ + 4Н2O

2МnO4—  + 6Н+ + 5NO2—  = 2Мn2+ + 5NО3—  + 3Н2O

2МnO4— + 3Н2S (насыщ.) = 2МnO2↓ + 3S↓ + 2Н2O + 2OН—

2МnO4— + Н2O + 3SO32- = 2МnO2↓ + 3SO42-+ 2OH—

2МnO4— + 2Н2O + ЗМn2+ = 5МnO2↓ + 4Н+  (50-80 °С)

2МnO4— + 2OH— (конц.) + SO32-  = 2МnO42-+ SO42- + Н2O

Получение — электролиз раствора К2MnO4

Источник:

Перманганат калия представляет собой темно-фиолетовые, почти черные кристаллы. При растворении в воде, в зависимости от концентрации, он дает раствор от бледно-розового до насыщенного фиолетового оттенка. В горячей воде KMnO4 растворяется лучше. Кристаллы вещества или сильно концентрированный раствор при попадании на кожу или слизистые могут вызвать ожоги.

Химические свойства перманганата калия

Перманганат калия – кислородсодержащая калиевая соль. Поскольку катиону K(+) соответствует сильное основание KOH, а аниону MnO4(-) – сильная марганцовая кислота HMnO4, соль KMnO4 не гидролизуется.

KMnO4 – сильнейший окислитель. Он легко окисляет многие неорганические и органические вещества. Продукты восстановления перманганата калия зависят от условий, в которых протекает реакция. Так, в кислой среде он восстанавливается до Mn(2+), в нейтральной – до MnO2, в щелочной – до MnO4(2-).

Например, если добавить сульфит калия K2SO3 к подкисленному фиолетовому раствору перманганата калия, он обесцветится, поскольку образуется соль Mn(II):

2KMnO4+5K2SO3+3h3SO4=2MnSO4+6K2SO4+3h3O.

Это качественная реакция на ион MnO4(-).

Видео: опыты с перманганатом калия (химия)

Как распознать оксид марганца(IV) MnO2

Оксид марганца(IV) MnO2 – одно из наиболее важных соединений этого металла. Это коричнево-черный оксид, нерастворимый в воде, главный компонент пиролюзита. Так же, как и KMnO4, MnO2 является сильным окислителем, что используется, к примеру, при получении хлора:

MnO2+4HCl=MnCl2+Cl2?+2h3O.

Бурый осадок MnO2 выпадает при действии сульфита калия K2SO3 на нейтральный раствор перманганата. Степень окисления марганца при этом изменяется от +7 до +4:

2KMnO4+3K2SO3+h3O=2MnO2?+3K2SO4+2KOH.

Восстановление перманганата до манганата в щелочной среде

В сильно щелочной среде, при большой концентрации щелочи, перманганат калия восстанавливается сульфитом калия до манганата K2MnO4:

Видео: Прикольные цветные химические реакции с марганцовкой, перманганатом калия KMnO4 с сульфитом натрия

2KMnO4+K2SO3+2KOH=2K2MnO4+K2SO4+h3O.

Фиолетовая окраска раствора при этом меняется на зеленую. Манганат калия – соединение марганца, устойчивое в щелочной среде.

Видео: Реакция взаимодействия перманганата калия с сульфитом натрия и NaOH с образованием манганат калия

Применение перманганата калия

Перманганат калия находит широкое применение как окислитель в химических лабораториях и промышленности. 0,1% раствор используется в медицине и в быту для дезинфекции, полосканий, лечения ожогов, выведения токсинов.

Источник:

soveti-masterov.com

ПЕРМАНГАНАТ КАЛИЯ

ПЕРМАНГАНАТ КАЛИЯ. KMnO4 – перманганат калия, кристаллогидратов не образует. Темно-фиолетовые кристаллы, плотность 2,703 г/см3. Растворимость в воде – умеренная (6,36 г/100 г воды при 20° С, 12,5 г/100 г воды при 40° С, 25 г/100 г воды при 65° С), не гидролизуется, медленно разлагается в растворе.

Сильный окислитель в растворе и при спекании. Реагирует с типичными восстановителями (этанолом, водородом и др.). Концентрированные растворы перманганата калия окрашены в интенсивно-фиолетовый цвет, а разбавленные – в розовый.

Перманганаты – соли не выделенной в свободном состоянии марганцовой кислоты HMnO4, существующей только в водных растворах. Перманганаты известны для щелочных и щелочноземельных металлов, аммония, серебра и алюминия. Все они образуют фиолетово-черные кристаллы, растворимые в воде. Наиболее растворим среди них перманганат бария Ba(MnO4)2, а наименее растворим перманганат цезия CsMnO4.

При нагревании все перманганаты разлагаются, выделяя кислород и превращаясь в манганаты и диоксид марганца, например:

2KMnO4 = K2MnO4 + MnO2 + O2­

Перманганат-ион – сильный окислитель, но его окислительная способность ослабевает с уменьшением кислотности раствора. Под действием восстановителей в щелочной среде MnO4- восстанавливается до манганат-иона MnO42-:

MnO4- + e- = MnO42-,

В нейтральной, слабокислой и слабощелочной среде MnO4- переходит в диоксид марганца MnO2:

MnO4- + 2h3O + 3e- = MnO2 + 4OH-

В кислотной среде перманганат-ион превращается в аквакатион [Mn(h3O)6]2+:

MnO4- + 8h4O+ + 5e- = [Mn(h3O)6]2+ + 4h3O

Разбавленные водные растворы перманганата калия неустойчивы, они разлагаются (особенно быстро под действием солнечных лучей) с образованием бурого осадка диоксида марганца и выделением кислорода:

4KMnO4 + 2h3O = 4KOH + 4MnO2Ї + 3O2­

Особенно быстро раствор KMnO4 портится в присутствии восстановителей, органических веществ, которые всегда есть в воздухе. Этиловый спирт C2H5OH: так реагирует с пермантганатом калия

2KMnO4 + 3C2H5OH = 2KOH + 2MnO2Ї + 3Ch4CHO + 2h3O

В подкисленном растворе вместо MnO2 образуются бесцветные катионы Mn2+. Например, в присутствии серной кислоты взаимодействие перманганата калия с таким общепризнанным восстановителем, как сульфит натрия, дает сульфат марганца и сульфат натрия, а также сульфат калия и воду:

2KMnO4 + 5Na2SO3 + 3h3SO4 = 2MnSO4 + 5Na2SO4 + K2SO4 + 3h3O

Точно такая же реакция, но проведенная в сильнощелочной среде, дает манганатные анионы MnO42- зеленого цвета:

2KMnO4 + Na2SO3 + 2KOH = 2K2MnO4 + Na2SO4 + h3O

Химики прошлого прозвали перманганат калия «хамелеоном». Его способность полностью реагировать с многими восстановителями находит применение в широко распространенном методе объемного химического анализа – перманганатометрии. Этим методом можно напрямую определить содержание железа(II), сурьмы(III), марганца(II), ванадия(IV), вольфрама(V), урана(IV), таллия(I), хрома(III), пероксида водорода, щавелевой кислоты и ее солей, арсенитов, гидразина и ряда органических веществ. Обратным перманганатометрическим титрованием определяют восстановители, реагирующие с KMnO4 медленно – иодиды, цианиды, фосфиты и др. Первооткрывателем этого удивительного вещества был шведский химик и аптекарь Карл-Вильгельм Шееле. Шееле сплавлял «черную магнезию» – минерал пиролюзит (природный диоксид марганца), с поташом – карбонатом калия и селитрой – нитратом калия. При этом получались перманганат калия, нитрит калия и диоксид углерода:

2MnO2 + 3KNO3 + K2CO3 = 2KMnO4 + 3KNO2 + CO2­

Окислительные свойства перманганата калия, которые связаны с высокой степенью окисления марганца в этом соединении (+VII), дают возможность использовать его в лечебных целях – для уничтожения всякой инфекции, для «прижигания» и «подсушивания» кожи и слизистых оболочек.

В медицине применяют водные растворы перманганата калия различной концентрации. Для полосканий и промывания желудка при отравлениях берут 0,1%-ные растворы (бледно-розового цвета), для промывания ран - 0,5%-ные (розовые), а для обработки язв и ожогов - 5%-ные (фиолетовые).

Перманганат калия, попадая на кожу, разлагается с выделением бурого осадка диоксида марганца MnO2. В зависимости от концентрации раствора, а значит, – от количества осадка, диоксид марганца оказывает вяжущее либо прижигающее действие.

Перманганат калия, разлагаясь, выделяет активный кислород, а это ярый враг микробов и неприятных запахов. Зачастую кислород выделяется (и мгновенно расходуется в реакциях окисления), не успевая образовывать газовые пузырьки. Это позволяет врачам вводить растворы KMnO4 в глубокие раны при очень опасной анаэробной (возникающей без доступа воздуха) инфекции.

Полоскания розовым раствором марганцовки рекомендуются при ангинах и стоматитах – воспалении миндалин, слизистой оболочки рта и десен. Таким же раствором промывают глаза при конъюнктивитах. Перманганат калия помогает при пищевых отравлениях: его бледно-розовым раствором промывают желудок или просто выпивают стакан такого раствора натощак.

Растворами перманганата калия обрабатывают ожоги. Помогает марганцовка и при змеином укусе. Если нет специальной сыворотки, точно по месту укуса врачи шприцем вводят раствор KMnO4.

Все мамы и бабушки знают, что ванна с бледно-розовым раствором марганцовки поможет подсушить нежную кожу грудного младенца. Надо только помнить о мерах предосторожности, а они просты: в приготовленную для купания воду надо вносить обязательно раствор KMnO4, но ни в коем случае не кристаллы марганцовки – иначе возможен химический ожог.

Твердый перманганат калия и его крепкие растворы могут быть опасны, поэтому хранить его следует в местах, недоступных малышам, а обращаться с осторожностью.

При отравлении концентрированным раствором этого вещества возникает ожог рта, пищевода и желудка. Врачи-травматологи рассказывают, что такие отравления нет-нет, да и случаются – когда рассеянный человек принимает раствор марганцовки за крепко заваренный чай. В этом случае надо немедленно промыть желудок теплой водой с добавлением активированного угля. Можно использовать и раствор, содержащий в двух литрах воды полстакана слабого раствора перекиси водорода и один стакан столового уксуса. В этом случае перманганат-ионы переходят в менее опасные катионы марганца(II):

2KMnO4 + 5h3O2 + 6Ch4COOH = 2Mn(Ch4COO)2 + 5O2 + 2Ch4COOK + 8h3O

Перманганат калия, служит для отбеливания тканей (при низких концентрациях он не теряет окислительных свойств!), его добавляют в растворы для жидкостной газоочистки от таких опасных примесей как сероводород или фосфин. Химикам хорошо известен метод химического анализа – перманганатометрия (главное действующее лицо здесь тот же перманганат калия), а те, кто углубленно занимается фотографией, знакомы с применением перманганата калия как компонент ослабляющих (снижающих плотность фотоизображения на пленке) растворов. Кроме того, это хороший окислитель органических веществ (с помощью KMnO4 получают из парафинов карбоновые кислоты.

Людмила Аликберова

www.krugosvet.ru

Перманганат калия

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.

Физические свойства

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.

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

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)

Химические свойства

Стандартные окислительно-восстановительные потенциалы по отношению к водородному электроду 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:

  • 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.

При столкновении 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 5 → KF + IOF 3 + MnO 3 F

При нагревании разлагается с выделением кислорода (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 гораздо сложнее, например, при не очень сильном нагревании ее можно примерно 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 достаточно устойчивы. Их сохранение резко повышается при хранении в темноте.

Применение

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

Медицинское применение

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.

Фармакологическое действие

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.

Показания

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.

Противопоказания

Гиперчувствительность.

Побочные действия

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).

Способ применения и дозы

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.

Взаимодействие

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

Другие области применения

  • Применяется для определения перманганатной окисляемости при оценке качества воды по ГОСТ 2761-84 по методу гнезд.
  • 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 в качестве катализатора разложения перекиси водорода в космических жидкостно-ракетных двигателях.
  • Водный раствор пермаганата калия используется для пищеварения дерева, как морилки.
  • Водный раствор применяется также для вывода 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 удаляется полностью, на его месте остаются шрамы.
  • Перманганат калия или бихромат натрия используются в качестве окислителя при получении метана, и парафталевих кислот с целью и параксилола соответственно.

Получение

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

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 + 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.

info-farm.ru

Перманганат калия - это... Что такое Перманганат калия?

Слева направо (водные растворы): 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 щелочной среде на холоде:

Однако надо отметить, что 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):

при этом в качестве промежуточного продукта может образовываться интересное соединение — оксосульфат марганца MnO3HSO4. По реакции с фторидом йода(V) можно получить аналогичный оксофторид:

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

На самом деле реакция идёт намного сложнее, например, при не очень сильном нагревании её можно примерно описать уравнением:

Реагирует с солями двухвалентного марганца, например:

Эта реакция в принципе обратна дисмутации (диспропорционирование) K2MnO4 на MnO2 и KMnO4.

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

Применение

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 некоторых отравлениях используют разбавленный раствор.

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 — 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 приемом внутрь алкалоидов (морфин, аконитин, никотин), синильной кислотой, фосфором, хинином; кожи — при попадании на нее анилина; глаз — при поражении их ядовитыми насекомыми.

Противопоказания

Гиперчувствительность.

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).

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.

Взаимодействие

Химически несовместим с некоторыми органическими веществами (уголь, сахар, танин) и легкоокисляющимися веществами — может произойти взрыв.

Другие сферы применения

  • Применяется для определения перманганатной окисляемости при оценке качества воды согласно ГОСТ 2761-84 по методу Кубеля [1].
  • 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 космических жидкостно-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 ее месте остаются шрамы.
  • Перманганат калия или бихромат натрия используются в качестве окислителя при получении мета- и парафталевые кислот из мета- и параксилолов соответственно. (См. Терефталевая кислота)

Получение

Химическое или электрохимическое окисление соединений марганца, диспропорционирование манганата калия. Например:

Последняя реакция происходит при электролизе концентрированного раствора манганата калия и эндотермична, она является основным промышленным способом получения перманганата калия.

Галерея

  • М. Пресняков, Кристаллы марганцовокислого калия.

    2010.

  • Порошок перманганата калия (под микроскопом)

Примечания

Литература

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

См. также

  • Марганец
  • Марганцевая кислота
  • Перманганаты

Ссылки

  • International Chemical Safety Card 0672

dic.academic.ru


Смотрите также