Перманганат калію

Пермангана́т ка́лію — неорганічна сполука з формулою KMnO4, що складається з іонів калію (K+) та перманганату (MnO4-).

У розчині перманганат-іони мають яскраво-фіолетовий колір, а тверда речовина має вигляд пурпурово-чорних кристалів.

Сполука має сильні властивості окисника, а ступінь окиснення мангану в перманганаті дорівнює +7.

В Україні перманганат калію внесено до переліку прекурсорів, що обмежує його продаж в аптеках.

Фізичні властивості Зовнішній вигляд: темно-фіолетові кристали з металевим блиском. Показник заломлення σ 1,59 (при 20 °C). Розчиняється у воді (див. таблицю), рідкому аміаку, ацетоні (2:100), метанолі, піридині.

+ Розчинність перманганату калію у водіТемпература, °C10202530405065Розчинність, г/100 г води4,226,367,63912,516,825

+ Термодинамічні властивості перманганату калію за стандартних умовСтандартна ентальпія утворення ΔH−813,4 кДж/мольСтандартна енергія Гіббза G−713,8 кДж/мольСтандартна молярна ентропія S171,71 Дж/моль·KТеплоємність Cp119,2 Дж/моль·K

Отримання Хімічна або електрохімічне окислення сполук марганцю, диспропорціонування калію. Наприклад:

2MnO2 + 3Cl2 + 8KOH -> 2KMnO4 + 6KCl + 4H2O 2K2MnO4 + Cl2 -> 2KMnO4 + 2KCl 3K2MnO4 + 2H2O -> 2KMnO4 + MnO2 + 4KOH 2K2MnO4 + 2H2O -> 2KMnO4 + 2KOH + H2 ^

Остання реакція відбувається при електролізі концентрованого розчину манганату калію і є ендотермічною. Вона є основним промисловим способом отримання перманганату калію.

Хімічні властивості

Є сильним окисником. Залежно від pH розчину, окислює різні речовини, відновлюючись до сполук марганцю різного ступеня окислення: у кислому середовищі — до сполук марганцю (II), в нейтральній — до сполук марганцю (IV), у сильно лужному — до сполук марганцю (VI).

+Окисно-відновний потенціалОкиснена формаВідновлена ​​формаСередовищеE0, ВMnOMnOOH−+0,56MnOH2MnO4H++1,22MnOMnO2H++1,69MnOMnO2OH−+0,60MnOMn2+H++1,51

Приклади реакцій наведено нижче (на прикладі взаємодії з сульфітом калію): В кислому середовищі: 2KMnO4 + 5K2SO3 + 3H2SO4 -> 6K2SO4 + 2MnSO4 + 3H2O

в нейтральному середовищі: 2KMnO4 + 3K2SO3 + H2O -> 3K2SO4 + 2MnO2 + 2KOH

в лужному середовищі: 2KMnO4 + K2SO3 + 2KOH -> K2SO4 + 2K2MnO4 + H2O

в лужному середовищі: на холоді: KMnO4 + K2SO3 + KOH -> K2SO4 + K3MnO4 + H2O

Однак треба зазначити, що остання реакція (у лужному середовищі) протікає за зазначеною схемою тільки при недоліку відновлення і високої концентрації лугу, який забезпечує уповільнення гідролізу манганату калію.

При зіткненні з концентрованою сірчаною кислотою перманганат калію вибухає, однак при акуратному з'єднанні з холодною кислотою реагує з утворенням нестійкого оксиду марганцю (VII):

2KMnO4 + 2H2SO4 -> 2KHSO4 + Mn2O7 + H2O

При цьому, як проміжний продукт може утворюватися сполука — оксосульфат марганцю MnO3HSO4.

По реакції з фторидом йоду (V) можна отримати аналогічний оксофторид марганцю:

KMnO4 + IF5 -> KF + IOF3 + MnO3F

При нагріванні розкладається з виділенням кисню (цим способом користуються в лабораторії для отримання чистого кисню). Схему реакції спрощено можна подати рівнянням:

2KMnO4 ->[{t}] K2MnO4 + MnO2 + O2 ^

Насправді реакція протікає набагато складніше, наприклад, при не дуже сильному нагріванні її можна приблизно описати рівнянням:

5KMnO4 ->[{t}] K2MnO4 + K3MnO4 + 3MnO2 + 3O2 ^

Реагує з солями двовалентного марганцю, наприклад:

2KMnO4 + 3MnSO4 + 2H2O -> 5MnO2 + K2SO4 + 2H2SO4

Ця реакція в принципі обернена дисмутації:

K2MnO4 на MnO2 та KMnO4.

Водні розчини перманганату калію термодинамічно нестабільні, але кінетично досить стійкі. Їх збереження різко підвищується при зберіганні в темряві.

Застосування

Застосування цієї солі найчастіше засноване на високій окиснювальної здатності перманганат-йона, що забезпечує антисептичну дію.

Медичне застосування

Розбавлені розчини (близько 0,1 %) перманганату калію знайшли найширше застосування в медицині як антисептичний засіб, для полоскання горла, промивання ран, обробки опіків. Як блювотний засіб для прийому всередину при деяких отруєннях використовують розведений розчин.

Фармакологічна дія Антисептичний засіб з групи окисників. При зіткненні з органічними речовинами виділяє атомарний кисень. Утворений при відновленні препарату оксид утворює з білками комплексні сполуки — альбумінати (за рахунок цього калію перманганат в малих концентраціях має в'яжучу, а в концентрованих розчинах — дражливу, припікаючу і дубильну дію). Дезодорує. Ефективний при лікуванні опіків і виразок. Здатність калію перманганату знешкоджувати деякі отрути лежить в основі використання його розчинів для промивання шлунка при отруєннях невідомою отрутою і харчових токсикоінфекціях. При попаданні всередину всмоктується, діючи (призводить до розвитку метгемоглобінемії). Використовується також в гомеопатії.

Показання Змазування виразкових і опікових поверхонь — інфіковані рани, виразки і опіки шкіри. Полоскання порожнини рота та ротоглотки — при інфекційно-запальних захворюваннях слизової оболонки порожнини рота і ротоглотки (у тому числі при ангінах). Для промивання та спринцювання при гінекологічних та урологічних захворюваннях — кольпіти і уретрити. Для промивань — шлунка при отруєннях, викликаних прийомом всередину алкалоїдів (морфін, аконітин, нікотин), синильною кислотою, фосфором, хініном; шкіри — при попаданні на неї аніліну; очей — при ураженні їх отруйними комахами.

Протипоказання Гіперчутливість.

Побічні дії Алергічні реакції, при використанні концентрованих розчинів — опіки і подразнення. Передозування. Симптоми: різкий біль у порожнині рота, по ходу стравоходу, в животі, блювота, діарея; слизова оболонка порожнини рота і глотки — набрякла, темно-коричневого, фіолетового кольору, можливий набряк гортані, розвиток механічної асфіксії, опікового шоку, рухового збудження, судом, явищ паркінсонізму, геморагічного коліту, нефропатії, гепатопатії. При зниженій кислотності шлункового соку можливий розвиток метгемоглобінемії з вираженим ціанозом і задишкою. Смертельна доза для дітей — близько 3 г, для дорослих — 0,3–0,5 г/кг.

Лікування: метиленовий синій (50 мл 1 % розчину), аскорбінова кислота (в/в — 30 мл 5 % розчину), ціанокобаламін — до 1 мг, піридоксин (в/м — 3 мл 5 % розчину).

Спосіб застосування та дози Зовнішньо, у водних розчинах для промивання ран (0,1–0,5 %), для полоскання рота і горла (0,01–0,1 %), для змазування виразкових і опікових поверхонь (2–5 %), для спринцювання (0,02–0,1 %) в гінекологічній і урологічній практиці, а також промивання шлунка при отруєннях.

Взаємодія Хімічно несумісний із деякими органічними речовинами (вугілля, цукор, танін) і з речовинами, які легко окислюються — може статися вибух.

Інші сфери застосування Застосовується для визначення перманганатної окислюваності при оцінці якості води згідно з ГОСТ 2761-84 (ГОСТ 23268.12-78) за методом КубеляМураєва О. О. КОНСПЕКТ ЛЕКЦІЙ з дисципліни «АНАЛІТИЧНА ХІМІЯ» (С.9), 2009Економіка водокористування: стан, проблеми, перспективи: монографія/ Н. Л. Авраменко, І. С. Сагайдак, Т. М. Чорна. — К. : ТОВ «7БЦ», 2018. — 138 с. ISBN 978-617-7625-48-2 Ел.джерело (4, 44, 50-51, 53, 58, 84). Лужний розчин перманганату калію добре відмиває лабораторний посуд від жирів і інших органічних речовин. Розчини (концентрації приблизно 3 г/л) широко застосовуються для тонування фотографій. У піротехніці застосовують як сильний окислювач. Застосовують як каталізатор розкладу перекису водню в космічних рідинно-ракетних двигунах. Водний розчин перманганату калію використовується для травлення дерева, як морилки. Водний розчин застосовується також для виведення татуювань. Результат досягається за допомогою хімічного опіку, при якому відмирають тканини, в яких міститься барвник. Цей метод мало чим відрізняється від простого зрізання шкіри, зазвичай він менш ефективний і неприємніший, оскільки опіки гояться набагато довше. Татуювання не видаляється повністю, на його місці залишаються шрами. Перманганат калію або біхромат натрію використовуються як окислювач при отриманні метану, і парафталевих кислот з мета- і пара-ксилолу відповідно.

Див. також Манган Перманганати

Примітки

Джерела Вульфсон Н. С. — Препаративная органическая химия. —перевод с польского В. В. ШПАНОВА и В. С. ВОЛОДИНОЙ. — М., 1959. — С.656,657. Казанский Б. А. (ред.) — Синтезы органических препаратов (Сборник 3) с.145. Реми Г. — Курс неорганической химии (Том 1) с.817.

Література (С.?) Фармакологія: підручник (ВНЗ І—ІІІ р. а.) / І. В. Нековаль, Т. В. Казанюк. — 7-е вид., переробл. і допов. — «Медицина», 2016 — 552 с. ISBN 978-617-505-507-6 (С.?)

Посилання КАЛІЮ ПЕРМАНГАНАТ //Фармацевтична енциклопедія National Pollutant Inventory: Manganese and compounds Fact Sheet The Use of Potassium Permanganate in Fish Ponds Sugar, NaOH and KMnO4