POTASA PERMANGANATE (KMNO4): ISTRAKTURA, MGA KATANGIAN - CHEMISTRY - 2025

Ang potassium permanganate (KMnO ₄₎ ay isang inorganic compound na binubuo ng manganese - metal transition group 7 (VIIB) -, oxygen at potassium. Ito ay isang malalim na lilang vitreous solid. Ang mga may tubig na solusyon ay madidilim din na lila; ang mga solusyon na ito ay nagiging mas kaunting violet habang sila ay natunaw sa mas malaking halaga ng tubig.

Ang KMnO ₄ pagkatapos ay nagsisimula na sumailalim sa mga pagbawas (makakuha ng mga elektron) sa sunud-sunod na mga kulay sa mga sumusunod na pagkakasunud-sunod: lila> asul> berde> berde> dilaw na walang kulay (na may brown na pag-urong ng MnO ₂ ). Ang reaksyon na ito ay nagpapakita ng isang mahalagang pag-aari ng potasa permanganeyt: ito ay isang napakalakas na ahente ng oxidizing.

Pormula

Ang formula ng kemikal nito ay ang KMnO ₄ ; iyon ay, para sa bawat K ⁺ cation mayroong isang MnO ₄ anion ^- nakikipag ^- ugnay dito

Istraktura ng kemikal

Ang itaas na imahe ay kumakatawan sa mala-kristal na istraktura ng KMnO ₄ , na kung saan ay uri ng orthorhombic. Ang mga lilang spheres ay tumutugma sa mga k ⁺ cations , habang ang tetrahedron na nabuo ng apat na pulang spheres at ang mala-bughaw na globo ay tumutugma sa MnO ₄ ^- anion .

Bakit ang anion ay may isang tetrahedral geometry? Sinasagot ng iyong istraktura ng Lewis ang tanong na ito. Ang mga linya na may tuldok ay nangangahulugang ang dobleng mga bono ay sumasalamin sa pagitan ng Mn at O. Upang magamit ang istraktura na ito, ang metal center ay dapat magkaroon ng isang sp ³ hybridization .

Dahil ang manganese ay kulang sa mga walang pares na pares ng mga electron, ang mga bonong Mn-O ay hindi itinulak sa parehong eroplano. Gayundin, ang negatibong singil ay ipinamamahagi sa apat na mga atomo ng oxygen, na responsable para sa oryentasyon ng mga K ⁺ cations sa loob ng pag-aayos ng crystalline.

Aplikasyon

Medisina at beterinaryo

Dahil sa pagkilos na bactericidal, ginagamit ito sa maraming mga sakit at kondisyon na nagdudulot ng mga sugat sa balat, tulad ng: impeksyon sa fungal foot, impetigo, mababaw na sugat, dermatitis at tropical ulcers.

Dahil sa mapanganib na pagkilos na ito, dapat gamitin ang potassium permanganate sa mababang konsentrasyon (1: 10,000), na nililimitahan ang pagiging epektibo ng pagkilos nito.

Ginagamit din ito upang gamutin ang mga parasito ng isda sa mga aquarium na nagdudulot ng mga impeksyon sa gill at mga ulser sa balat.

Paggamot ng tubig

Ito ay isang regenerant ng kemikal na ginamit upang alisin ang bakal, magnesiyo at hydrogen sulfide (na may hindi kanais-nais na amoy) mula sa tubig, at maaaring magamit upang linisin ang wastewater.

Ang bakal at magnesiyo ay umuunlad bilang kanilang mga hindi natunaw na tubig na mga oksido. Bilang karagdagan, makakatulong ito upang alisin ang kalawang na naroroon sa mga tubo.

Pag-iingat ng mga prutas

Ang potasa permanganeyt ay tinanggal sa pamamagitan ng oksihenasyon ang ethylene na nabuo sa saging sa panahon ng pag-iimbak nito, na pinapayagan itong manatiling unripe nang higit sa 4 na linggo, kahit na sa temperatura ng silid.

Sa Africa ginagamit nila ito upang magbabad ng mga gulay, upang ma-neutralize at maalis ang anumang mga ahente ng bakterya na naroroon.

Aksyon sa sunog

Ang potassium permanganate ay ginagamit upang limitahan ang pagkalat ng mga apoy. Batay sa kakayahan ng permanganate na magsimula ng apoy, ginagamit ito upang lumikha ng sunog sa mga sunog sa kagubatan.

Redox titrant

Sa analytical chemistry, ang standardized aqueous solution ay ginagamit bilang isang oxidizing titrant sa redox na mga pagtukoy.

Sumasalamin sa organikong synthesis

Naghahain ito upang i-convert ang mga alkenes sa mga diols; iyon ay, ang dalawang pangkat ng OH ay idinagdag sa C = C double bond. Ang sumusunod na equation ng kemikal:

Gayundin, sa solusyon na sulpuriko acid na may chromic acid (H ₂ CrO ₄ ) ginagamit ito para sa oksihenasyon ng pangunahing mga alcohol (R-OH) sa mga carboxylic acid (R-COOH o RCO ₂ H).

Ang lakas ng oxidizing nito ay sapat na malakas upang ma-oxidize ang pangunahing o pangalawang grupo ng alkyl ng mga aromatic compound, "carboxyllating" sa kanila; iyon ay, ang pagbabago ng R side chain (halimbawa, isang CH ₃ ) sa isang pangkat ng COOH.

Mga gamit sa kasaysayan

Ito ay bahagi ng mga pulbos na ginamit bilang isang flash sa litrato o upang simulan ang reaksyon ng thermite.

Ginamit ito sa Ikalawang Digmaang Pandaigdig para sa pagbabalatkayo ng mga puting kabayo sa araw. Para sa mga ito ginamit nila ang mangganeso dioxide (MnO ₂ ), na kulay kayumanggi; sa ganitong paraan napansin nila.

Paano ito nagawa?

Ang mineral pyrolusite ay naglalaman ng manganese dioxide (MnO ₂ ) at potassium carbonate (CaCO ₃ ).

Noong 1659 ang chemist na si Johann R. Glauber ay natunaw ang mineral at natunaw ito sa tubig, na obserbahan ang hitsura ng isang berdeng kulay sa solusyon, na kalaunan ay nagbago upang violet at sa wakas ay pula. Ang huling kulay na ito ay tumutugma sa henerasyon ng potasa permanganeyt.

Sa kalagitnaan ng ikalabinsiyam na siglo si Henry Condy ay naghahanap ng isang antiseptiko na produkto at sa una ay ginagamot ang pyrolusite kasama ang NaOH at kalaunan kasama ang KOH, na gumagawa ng tinatawag na Condy crystals; iyon ay, potassium permanganate.

Ang potassium permanganate ay ginawa ng industriya mula sa mangganeso dioxide na naroroon sa mineral pyrolusite. Ang MnO _{2 na} naroroon sa mineral ay tumugon sa potasa hydroxide at kasunod na pinainit sa pagkakaroon ng oxygen.

2 MnO ₂ + 4 KOH + O ₂ => 2 K ₂ MnO ₄ + 2 H ₂ O

Ang potasa mangganeso (K ₂ MnO ₄ ) ay na-convert sa potassium permanganate sa pamamagitan ng electrolytic oxidation sa isang alkalina na daluyan.

2 K ₂ MnO ₄ + 2 H ₂ O => 2 KMnO ₄ + 2 KOH + H ₂

Sa isa pang reaksyon upang makagawa ng potassium permanganate, ang potassium manganate ay reaksyon sa CO ₂ , pabilis ang proseso ng disproportionation:

3 K ₂ MnO ₄ + 2 CO ₂ => 2 KMnO ₄ + MnO ₂ + K ₂ CO ₃

Dahil sa henerasyon ng MnO ₂ (manganese dioxide) ang proseso ay hindi kanais-nais, na kinakailangang makabuo ng KOH mula sa K ₂ CO ₃ .

Ari-arian

Ito ay isang solidong mala-kristal na solidong natutunaw sa 240 ºC, na may density na 2.7 g / mL, at isang molekular na bigat na humigit-kumulang na 158 g / mol.

Mahina itong natutunaw sa tubig (6.4 g / 100 ml sa 20 ºC), na nagpapahiwatig na ang mga molekula ng tubig ay hindi nalulutas ang MnO ₄ ^{- mga} ion sa isang malaking lawak , dahil marahil ang kanilang mga tetrahedral geometry ay nangangailangan ng maraming tubig sa ang paglusaw nito. Katulad nito, maaari rin itong matunaw sa methyl alkohol, acetone, acetic acid, at pyridine.

Agnas

Ito ay nabulok sa 240 º C, naglalabas ng oxygen:

2KMnO ₄ => K ₂ MnO ₄ + MnO ₂ + O ₂

Maaari itong sumailalim sa agnas sa pamamagitan ng pagkilos ng alkohol at iba pang mga organikong solvent, pati na rin sa pamamagitan ng pagkilos ng mga malakas na acid at pagbabawas ng mga ahente.

Kapangyarihan ng pag-oxidize

Sa asin na ito, ipinapakita ng mangganeso ang pinakamataas na estado ng oksihenasyon (+7), o kung ano ang pantay, sa maximum na bilang ng mga electron na maaari itong mawalan ng ionically. Kaugnay nito, ang pagsasaayos ng elektron ng mangganeso ay 3 d ⁵ 4 s ² ; samakatuwid, sa potassium permanganate ang buong valence shell ng manganese atom ay "walang laman."

Kaya ang atom ng mangganeso ay may likas na ugali upang makakuha ng mga electron; iyon ay, upang mabawasan sa iba pang mga estado ng oksihenasyon sa alkalina o acidic media. Ito ang paliwanag kung bakit ang KMnO ₄ ay isang malakas na ahente ng oxidizing.

Mga Sanggunian

1. Wikipedia. (2018). Potasa permanganeyt. Nakuha noong Abril 13, 2018, mula sa: en.wikipedia.org
2. F. Albert Cotton at Geoffrey Wilkinson, FRS. (1980). Advanced na Diorganikong Chemistry. Ang editorial Limusa, México, 2nd edition, mga pahina 437-452.
3. Robin Wasserman. (August 14, 2017). Mga Gumagamit na Medikal para sa Potasa Permanganate. Nakuha noong Abril 13, 2018, mula sa: livestrong.com
4. Clark D. (Setyembre 30, 2014). Ang 3 Ultimate Gumagamit Ng Potasa Permanganate. Nakuha noong Abril 13, 2018, mula sa: teknolohiya.org
5. James H. Pohl, Ali Ansary, Irey RK (1988). Modular Thermodynamics, Vol. 5, Pagsusuri ng mga pagbabago sa mga pag-aari. Ediciones Ciencia y Técnica, SA México, Editorial Limusa, mga pahina 273-280.
6. JM Medialdea, C. Arnáiz at E. Díaz. Potasa permanganate: isang malakas at maraming nalalaman oxidant. Kagawaran ng Chemical at Environmental Engineering. University School ng Seville.
7. Hasan Zulic. (Oktubre 27, 2009). Paggamot ng Biological Wastewater. . Nakuha noong Abril 13, 2018, mula sa: es.wikipedia.org
8. Adam Rędzikowski. (Marso 12, 2015). Simpleng potassium permanganate. . Nakuha noong Abril 13, 2018, mula sa: commons.wikimedia.org