אשלגן Permanganate (KMnO4) מבנה, מאפיינים

ה אשלגן פרמנגנט (קמנו₄₎ הוא תרכובת אנאורגנית שנוצרה על ידי קבוצת המתכת המעבר-מנגן 7 (VIIB) - חמצן ואשלגן. זהו זגוג סגול כהה מוצק. הפתרונות המימיים שלהם הם סגולים כהים; פתרונות אלה הופכים פחות סגול כפי שהם מדולל בכמויות גדולות יותר של מים.

קמנו₄ ואז מתחיל לעבור ירידה (אלקטרונים רווח) ברצף צבעים בסדר הבא: סגול> כחול> ירוק> צהוב> חסר צבע (עם משקע חום של MnO₂). תגובה זו מדגימה תכונה חשובה של אשלגן permanganate: הוא חזק מאוד חמצון סוכן.

אינדקס

• 1 נוסחה
• מבנה כימי
• 3 שימושים
  • 3.1 רפואה וטרינרית
  • 3.2 טיפול במים
  • 3.3 שימור פירות
  • 3.4 פעולה על אש
  • 3.5 צמצום חדירה
  • 3.6 מגיב בסינתזה אורגנית
  • 3.7 שימושים היסטוריים
• 4 איך עושים את זה??
• 5 מאפיינים
  • 5.1 פירוק
  • 5.2 כוח חמצון
• 6 הפניות 

נוסחה

הנוסחה הכימית שלה היא KMnO₄; כלומר, עבור כל קטיון⁺ יש אניון MNO₄^- אינטראקציה עם זה

מבנה כימי

מבנה הגביש של קמנו מיוצג בתמונה העליונה₄, שהוא סוג אורתורומבי. הספירות הסגולות תואמות את קטיון K⁺, בעוד טטרהדרון שנוצר על ידי ארבע כדורים אדומים ואת כדור כחלחל מתאים אניון אניון₄^-.

מדוע לאניון יש גיאומטריה של טטראדרה? מבנה לואיס שלך עונה על שאלה זו. הקווים מנוקדים אומר כי הקשרים הכפולים מהדהדים בין Mn ו O. כדי להיות מסוגל לאמץ את המבנה הזה, המרכז המתכתי חייב להיות הכלאה sp³.

מאז מנגן חסר זוגות של אלקטרונים ללא שיתוף, Mn-O האג"ח לא נדחפים לאותו מטוס. כמו כן, מטען שלילי מופץ בין ארבעת אטומי החמצן, להיות אחראי על הכיוון של קטיונים K⁺ בתוך סידורי הבדולח.

שימושים

רפואה וטרינרית

בשל פעילות חיידקית שלו, הוא משמש במחלות רבות ותנאים המייצרים נגעים בעור, כגון: זיהומים של הרגליים עם פטריות, סעפת, פצעים שטחיים, דרמטיטיס וכיבים טרופיים.

בשל פעולה מזיקה שלה, אשלגן permanganate יש להשתמש בריכוזים נמוכים (1: 10000), אשר מגביל את האפקטיביות של הפעולה שלה.

הוא משמש גם לטיפול במחלות טפיליות של דגים באקווריומים הגורמים זיהומים של הזימים וכיבים בעור..

טיפול במים

זהו תחליף כימי המשמש להסרת ברזל, מגנזיום ומימן גופרתי (מ ריח לא נעים) מן המים, והוא יכול לשמש כדי לטיהור שפכים..

ברזל ומגנזיום משקעים בצורה של תחמוצות מסיסים שלהם במים. בנוסף, זה עוזר להסיר את חלודה נוכח בצינורות.

שימור פירות

אשלגן permanganate מסיר על ידי חמצון אתילן שנוצר בננה במהלך האחסון, ומאפשר לו להישאר במשך יותר מ 4 שבועות ללא התבגרות, אפילו בטמפרטורת החדר.

באפריקה הם משתמשים בו כדי לספוג ירקות, על מנת לנטרל ולחסל כל סוכן חיידקי הנוכחי.

פעולה על האש

אשלגן permanganate משמש להגבלת התפשטות של שריפות. בהתבסס על היכולת של פרמנגנט להפעיל את האש, הוא משמש ליצירת מעברי אש בירי מדורות.

לחסל טיטולנט

בכימיה אנליטית הפתרונות המימיים הסטנדרטיים שלהם משמשים כטיית חמצון בהחלטות של חיזוי.

מגיב בסינתזה אורגנית

הוא משמש כדי להמיר alkenes לתוך diols; כלומר, שתי קבוצות OH מתווספות לאג"ח הכפול C = C. המשוואה הכימית הבאה:

כמו כן, בתמיסה של חומצה גופרתית עם חומצה כרומית (H₂Cro₄) משמש לחמצון של אלכוהולים ראשוניים (R-OH) לחומצות קרבוקסיליות (R-COOH או RCO)₂ח).

כוח החמצון שלה חזק מספיק כדי לחמצן את קבוצות אלקיל ראשוני או משני של תרכובות ארומטיות "carboxylating" אותם; כלומר, על ידי הפיכת שרשרת הצד R (לדוגמה, CH₃) בקבוצת COOH.

שימושים היסטוריים

זה היה חלק של אבקה משמש הבזק בצילום או ליזום את התגובה thermite.

הוא שימש במלחמת העולם השנייה כדי להסוות סוסים לבנים במהלך היום. בשביל זה הם השתמשו דו תחמוצת מנגן (MnO₂), שהוא חום; בדרך זו הם נעלמו מעיניו.

איך עושים את זה??

המינרלים pirrolusite מכיל דו תחמוצת מנגן (MnO₂) ו אשלגן פחמתי (CaCO)₃).

בשנת 1659 כימאי יוהן גלאובר נמס המינרל ומים אותו במים, התבוננות המראה של צבע ירוק בפתרון, אשר מאוחר יותר השתנה סגול ולבסוף לאדום. צבע זה האחרון התאים לדור של אשלגן permanganate.

באמצע המאה התשע-עשרה חיפש הנרי קונדי מוצר אנטיספטי והתחיל לטפל בפירולוסיט עם NaOH ולאחר מכן עם KOH, בהפקת גבישי קונדי; כלומר, אשלגן permanganate.

אשלגן permanganate מיוצר תעשייתית מ דו חמצני מנגן ב pirolusite מינרלים. MNO₂  נוכח במינרלים מגיב עם הידרוקסיד אשלגן ולאחר מכן מחומם בנוכחות חמצן.

2 MNO₂     +     4 KOH + O₂  => 2 K₂MnO₄     +       2 ח₂הו

אשלגן מנגן (K₂MnO₄) מומרת לפרמנגנט אשלגן על ידי חמצון אלקטרוליטי במדיום אלקליין.

2 ק₂MnO₄      +      2 ח₂O => 2 KMnO₄      +       2 KOH + H₂

בתגובה אחרת לייצר פרמנגנט אשלגן, אשלגן manganate הוא הגיב עם CO₂,  מאיץ את תהליך חוסר הפרופורציה:

3 ק₂MnO₄     +      2 CO₂  => 2 קמנו₄      +       MnO₂      +       K₂CO₃

בשל הדור של MnO₂ (דו תחמוצת מנגן) התהליך הוא שלילי, KOH חייב להיות שנוצר מ K₂CO₃.

מאפיינים

זהו מוצק גבישי סגול כי נמס ב 240 ° C, אשר יש צפיפות של 2.7 גרם / מ"ל, ומשקל מולקולרי של 158 גרם / מול כ.

זה מסיס היטב במים (6.4 גרם / 100 מ"ל ב 20 ° C), אשר מציין כי מולקולות מים לא מאוד פותר MnO יונים₄^-, כי אולי הגיאומטריות tetrahedral שלהם דורשים הרבה מים על פירוק שלהם. באותו אופן, זה יכול להיות גם מומס אלכוהול מתיל, אצטון, חומצה אצטית פירידין.

פירוק

זה מתפרק על 240 מעלות צלזיוס, שחרור חמצן:

2KMnO₄ => K₂MnO₄ + MnO₂ + הו₂

עשוי לחוות פירוק על ידי פעולה של אלכוהול וממסים אורגניים אחרים, כמו גם על ידי פעולה של חומצות חזקות סוכני הפחתת.

כוח חמצון

ב מלח זה מנגן מציג את מצב החמצון הגבוהה ביותר שלה (+7), או מה זה אותו, את הסכום המרבי של אלקטרונים שיכולים ללכת לאיבוד בדרך יונית. בתורו, את התצורה האלקטרונית של מנגן הוא 3ד⁵4s²; לכן, בתוך אשלגן permanganate פגז הערכיות כולו של האטום מנגן הוא "ריק".

אז, אטום מנגן יש נטייה טבעית לזכות electrons; כלומר, להיות מופחת למדינות חמצון אחרים התקשורת אלקליין או חומצי. זה ההסבר למה קמנו₄ זהו סוכן חמצון רב עוצמה.

הפניות

1. ויקיפדיה. (2018). אשלגן פרמנגנט. תאריך: 13 באפריל 2018, מתוך: en.wikipedia.org
2. פ אלברט כותנה וג'פרי וילקינסון, FRS. (1980). כימיה אנאורגנית מתקדמת. עריכה לימוזה, מקסיקו, מהדורה שנייה, עמ '437-452.
3. רובין וסרמן. (14 באוגוסט 2017). שימושים רפואיים עבור אשלגן פרמנגנט. מאוחסן ב 13 באפריל 2018, מ: livestrong.com
4. קלארק ד '(30 בספטמבר 2014). השימוש האולטימטיבי 3 של אשלגן פרמנגנט. מאוחסן ב -13 באפריל 2018, מ: technology.org
5. ג'יימס ה 'פוהל, עלי אנסארי, איירי ק. (1988). תרמודינמיקה מודולרית, כרך. 5, הערכת השינויים בנכסים. Ediciones Ciencia y Técnica, S.A. מקסיקו, מאמר מערכת לימוסה, עמ '273-280.
6. J. מדיאלדיאה, ג 'ארנאז וא' דיאז. אשלגן permanganate: חזק oxidant צדדי. המחלקה להנדסה כימית וסביבתית. בית הספר של אוניברסיטת סביליה.
7. חסן זוליק. (27 באוקטובר 2009). טיפול ביולוגי ביולוגי. [איור] תאריך: 13 באפריל 2018, מתוך: en.wikipedia.org
8. אדם Rędzikowski. (12 במרץ 2015). אשלגן permanganate פשוט. [איור] אחזור ב -13 באפריל 2018, מתוך: commons.wikimedia.org