Манганат и перманганат калия. Калия перманганат - официальная* инструкция по применению Калий марганцовокислый

💖 Нравится? Поделись с друзьями ссылкой

Из соединений марганца (VI) наиболее характерны марганцоватая кислота Н 2 MnO 4 и ее соли манганаты. И кислота, и ее соли

малоустойчивы. Например, зеленый раствор манганата калия по-

степенно становится фиолетовым вследствие превращения его в перманганат; одновременно выпадает гидрат двуокиси марганца:

Вследствие перемены окраски раствора манганат калия в XVIII веке назвали минеральным хамелеоном (анион MnO 2- 4 при­дает раствору темно-зеленую окраску).

Манганат калия может проявлять свойства как окислите­лей, что более характерно (реакция 1), так и восстановителей (реакция 2):

Из соединений семивалентного марганца первым рассматри­вают оксид марганца (VII) Mn 2 O 7 , известный под названием мар­ганцевого ангидрида. Это зеленая маслянистая жидкость. В сво­бодном состоянии его можно получить действием на перманганат калия концентрированной серной кислоты:

2KMnO 4 +H 2 SO 4 =K 2 SO 4 +Mn 2 O 7 +Н 2 О

При обычной температуре и в неподвижном состоянии это соединение сравнительно устойчиво, а при встряхивании или при нагревании выше 55°С разлагается с сильным взрывом:

2Mn 2 O 7 =4MnO 2 +3O 2

При взаимодействии с водой образует сильную марганцовую кислоту:

Mn 2 О 7 +Н 2 O=2НMnO 4

Mn 2 O 7 - один из сильнейших окислителей. Горючие вещест­ва при малейшем контакте с Mn 2 O 7 воспламеняются: 2Mn 2 O 7 +С 2 Н 5 ОН=4MnO 2 +2СO 2 +3Н 2 О

Марганцовая кислота НMnO 4 известна только в растворе, она довольно сильная кислота. Анион MnO - 4 придает раствору мали­ново-фиолетовый цвет. Так же как и Mn 2 O 7 , марганцовая кислота обладает ярко выраженными окислительными свойствами.

Соли марганцовой кислоты носят название перманганатов. Наиболее важным среди них является перманганат калия KMnO 4 .

Перманганат калия - кристаллическое вещество, раствори­мое в воде, его раствор имеет фиолетовый цвет, в быту называется «марганцовкой». Он широко применяется в аналитических опре­делениях и в лабораторной практике. В промышленности KMnO 4 используется для отбеливания некоторых волокон, для обработки древесины, для промывания газов, а также в медицине как дезин­фицирующее средство. Как и все соединения марганца (VII), яв­ляется сильным окислителем. В зависимости от среды раствора (кислая, нейтральная или щелочная) Mn +7 восстанавливается до разных степеней окисления. В кислой среде продуктом восстановления перманганата являются соли марганца (II) Mn 2+ , в ней­тральной среде, как правило, получается двуокись марганца MnО 2 , а в щелочной - соли марганцоватой кислоты Н 2 MnO 4:

При нагревании перманганаты разлагаются с выделением кислорода и поэтому иногда применяются в лабораториях для его получения:

2KMnO 4 =K 2 MnO 4 +MnO 2 +O 2 ­

Изучая свойства соединений марганца (см. табл. 32), которые весьма разнообразны в зависимости от степени окисления послед­него, можно заметить, что многие типичные для них реакции являются окислительно-восстановительными. Их поведение в окислительно-восстановительных реакциях подчиняется опреде­ленным правилам. Следует помнить, что:

1) Mn° и Mn +2 в окислительно-восстановительных реакциях ведут себя как восстановители;

Марганцовка. Применение в домашних условиях растворов перманганата калия для обеззараживания и промывания ран, полоскания горла, спринцевания, при отравлении некоторыми веществами требует базового знания свойств этого средства, механизмов его действия и правил разведения.

Марганцовка или перманганат калия это калиевая соль марганцовой кислоты с химической формулой KMnO 4 . Внешне выглядит как тёмно-фиолетовые кристаллы, которые при растворении в воде образуют ярко окрашенный раствор от светло-розового до насыщенного фиолетового цвета в зависимости от концентрации.

Является сильнейшим окислителем. При взаимодействии с восстановителями выделяет атомарный кислород, окисляя металлы, серу, фосфор, органику.

Раствор перманганата калия окисляет многие органические вещества, в том числе белки. За счет этого марганцовка обладает сильным разрушающим действием в отношении органических молекул, например ядов и токсинов, и антисептическим действием на все микроорганизмы. При полоскании и спринцевании в небольших концентрациях растворы перманганата калия оказывает вяжущий эффект, концентрированный раствор оказывает прижигающее действие.

Марганцовка. Применение в медицинских целях.

Кроме того, не допускается взрывоопасное смешивание перманганата калия и активных металлов, серы, фосфора, сахара, глицерина, перекиси водорода и других веществ.

Марганцовка в аптеках

Продажа калия перманганата в России ограничена, поскольку он является прекурсором. В Болгарии марганцовку можно купить в любой аптеке без рецепта. Вот ссылка:

Введение

Вы зашли в аптеку, и на прилавке увидели небольшой пузырек с надписью "Перманганат калия". В голове тут же включилось мышление любопытного химика: что же это за вещество, для чего предназначено и какие свойства имеет? В общем, из аптеки вы уходите с твердым намерением узнать о нем побольше. Такова стандартная схема знакомства человека с перманганатом калия. Узнать-то вы хотите, но зачастую просто не находите (или не имеете возможности найти) нужную информацию. Сегодня я постараюсь ответить на все ваши вопросы, касающиеся данного соединения.

Определение

Перманганат калия является калиевой солью, источник остатка которой - марганцевая кислота. Иногда его могут назвать "марганцовокислым калием" или "марганцовкой".

Перманганат калия: физические свойства

Это вещество представлено темно-фиолетовыми кристаллами, имеющими металлический блеск. Они растворяются водой, ацетоном, жидким аммиаком, метанолом и пиридином. Чем больше температура воды, тем больше показатель растворимости перманганата калия в ней. А с ацетоном он взаимодействует только при условии, что числовое отношение этой жидкости к марганцовке равняется 100:2.

Перманганат калия: химические свойства

Если вы внимательно взглянете на периодическую систему Д.И.Менделеева, то увидите, что марганец имеет переменную валентность: II, IV и VI. И факторами приобретения того или иного показателя являются среды, в условиях которых находится перманганат калия. Реакции происходят в кислой среде - значит, эта соль получает валентность II, в нейтральной - IV, а в сильно щелочной - VI. Это можно доказать, соединив в разных условиях кристаллы марганцовки и, например, сульфита калия (это одна из солей сернистой кислоты). Итак, сначала кислотная среда. Высыплем эту порошкообразную смесь в серную кислоту. Последует реакция, продуктами которой станут сульфаты калия и двухвалентного марганца, а также вода. Далее рассмотрим поведение перманганата калия в нейтральной среде. Опустим вышеназванную смесь в воду. При данном взаимодействии образуются сульфат калия, оксид четырехвалентного марганца и гидроксид калия. И, наконец, щелочная среда. Пусть уже известная нам смесь (марганцовка + сульфит калия) встретится с тем же основанием (калиевым щёлоком). Продукты этой реакции: вода, сульфат калия и манганат того же металла. В последней соли марганец имеет валентность VI. Взаимодействие чистого перманганата калия и концентрированной серной кислоты (а также сахарозы, глицерина (фото), танинов и других органических веществ) сопровождается взрывом, однако его аккуратное соединение с холодной кислотой дает продукты, представленные водой, гидросульфатом калия и неустойчивым оксидом семивалентного марганца.

Получение перманганата калия

Его получают химическим или электрохимическим окислением веществ, которые содержат марганец, а также диспропорционированием манганата калия.

Применение

Наиболее широкое распространение эта соль получила в медицине. Ее раствором полоскают горло, промывают раны и обрабатывают ожоги, также это хороший антисептик. Марганцовка необходима как рвотное средство, которое принимают внутрь, когда получают отравление некоторыми алкалоидами (например аконитином, морфином и т.п.). Однако следует учитывать, что чистый перманганат калия смертельно опасен для человека, и поэтому перед принятием даже его раствора перорально или внутрь следует обсуждать концентрацию, дозировку и возможность появления аллергических реакций со своим лечащим врачом. Но данная соль находит применение и во многих других отраслях: например, в тонировании фотографий, выведении татуировок, очищении лабораторной посуды от жира или любого другого органического соединения и т.д.

Заключение

Вот сколько интересных и необычных свойств имеет, казалось бы, обычная марганцовка. Как видите, эта соль является незаменимым помощником человека, но только при аккуратном обращении с ней.

ОПРЕДЕЛЕНИЕ

Перманганат калия (калиевая соль марганцовой кислоты) в твердом виде представляет собой кристаллы темно-фиолетового цвета (почти черные призмы), которые умеренно растворимы в воде (рис. 1).

Раствор KMnO 4 имеет темно-малиновый цвет, а при большой концентрации - фиолетовый цвет, свойственный перманганат ионам (MnO 4 —).

Рис. 1. Кристаллы перманганата калия. Внешний вид.

Брутто формула перманганата калия - KMnO 4 . Как известно, молекулярная масса молекулы равна сумме относительных атомных масс атомов, входящих в состав молекулы (значения относительных атомных масс, взятых из Периодической таблицы Д.И. Менделеева, округлим до целых чисел).

Mr(KMnO 4) = Ar(K) + Ar(Mn) + 4×Ar(O);

Mr(KMnO 4) = 39 + 55 + 4×16 = 39 + 55 +64 =158.

Молярная масса (М) - это масса 1 моль вещества. Легко показать, что численные значения молярной массы М и относительной молекулярной массы M r равны, однако первая величина имеет размерность [M] = г/моль, а вторая безразмерна:

M = N A × m (1 молекулы) = N A × M r × 1 а.е.м. = (N A ×1 а.е.м.) × M r = × M r .

Это означает, что молярная масса перманганата калия равна 158 г/моль .

Примеры решения задач

ПРИМЕР 1

Задание Составьте формулу соединения калия, хлора и кислорода, если массовые доли элементов в нём: ω(К) = 31,8%, ω(Cl) = 29,0%, ω(O) = 39,2%.
Решение

Обозначим количество моль элементов, входящих в состав соединения за «х» (калий), «у» (хлор), «z» (кислород). Тогда, мольное отношение будет выглядеть следующим образом (значения относительных атомных масс, взятых из Периодической таблицы Д.И. Менделеева округлим до целых чисел):

x:y:z = ω(K)/Ar(K) : ω(Cl)/Ar(Cl) : ω(O)/Ar(O);

x:y:z= 31,8/39: 29/35,5: 39,2/16;

x:y:z= 0,82: 0,82: 2,45 = 1: 1: 3.

Значит формула соединения калия, хлора и кислорода будет иметь вид KClO 3 . Это бертолетова соль.

Ответ KClO 3

ПРИМЕР 2

Задание Составьте формулы двух оксидов железа, если массовые доли железа в них 77,8% и 70,0%.
Решение Массовая доля элемента Х в молекуле состава НХ рассчитывается по следующей формуле:

ω (Х) = n × Ar (X) / M (HX) × 100%.

Найдем массовую долю в каждом из оксидов меди:

ω 1 (О) = 100% — ω 1 (Fe) = 100% — 77,8% = 22,2%;

ω 2 (О) = 100% — ω 2 (Fe) = 100% — 70,0% = 30,0%.

Обозначим количество моль элементов, входящих в состав соединения за «х» (железо) и «у» (кислород). Тогда, мольное отношение будет выглядеть следующим образом (значения относительных атомных масс, взятых из Периодической таблицы Д.И. Менделеева округлим до целых чисел):

x:y = ω 1 (Fe)/Ar(Fe) : ω 1 (O)/Ar(O);

x:y = 77,8/56: 22,2/16;

x:y = 1,39: 1,39 = 1: 1.

Значит формула первого оксида железа будет иметь вид FeO.

x:y = ω 2 (Fe)/Ar(Fe) : ω 2 (O)/Ar(O);

x:y = 70/56: 30/16;

x:y = 1,25: 1,875 = 1: 1,5 = 2: 3.

Значит формула второго оксида железа будет иметь вид Fe 2 O 3 .

Ответ FeO, Fe 2 O 3

(=O)(=O)=O.]

Рег. номер EC 231-760-3 RTECS SD6475000 Приводятся данные для стандартных условий (25 °C, 100 кПа) , если не указано иного.

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 теплоёмкость C p 119,2 Дж/(моль·K) (т) (при 298 К)

Химические свойства

Является сильным окислителем. В зависимости от 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:
\mathsf{2KMnO_4 + 5K_2SO_3 + 3H_2SO_4 \rightarrow 6K_2SO_4 + 2MnSO_4 + 3H_2O}
  • в нейтральной среде:
\mathsf{2KMnO_4 + 3K_2SO_3 + H_2O \rightarrow 3K_2SO_4 + 2MnO_2 + 2 KOH}
  • в щелочной среде:
\mathsf{2KMnO_4 + K_2SO_3 + 2KOH \rightarrow K_2SO_4 + 2K_2MnO_4 + H_2O}

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) :

\mathsf{2KMnO_4 + 2H_2SO_4 \rightarrow 2KHSO_4 + Mn_2O_7 + H_2O}

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

\mathsf{KMnO_4 + IF_5 \rightarrow KF + IOF_3 + MnO_3F}

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

\mathsf{2KMnO_4 \xrightarrow{^ot} K_2MnO_4 + MnO_2 + O_2}

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

\mathsf{5KMnO_4 \xrightarrow{^ot} K_2MnO_4 + K_3MnO_4 + 3MnO_2 + 3O_2}

Реагирует с солями двухвалентного марганца, например:

\mathsf{2KMnO_4 + 3MnSO_4 + 2H_2O \rightarrow 5MnO_2 + K_2SO_4 + 2H_2SO_4}

Эта реакция в принципе обратна дисмутации (диспропорционирование) K 2 MnO 4 на MnO 2 и KMnO 4 .

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.

Фармакологическое действие

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 .

См. также

Напишите отзыв о статье "Перманганат калия"

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.

Ссылки



Рассказать друзьям