Nadmanganian potasu
Nadmanganian potasu, nazwa Stocka: manganian(VII) potasu, KMnO
4 – nieorganiczny związek chemiczny, sól potasowa kwasu nadmanganowego (nieistniejącego w formie wolnej)[1].
| ||||||||||||||||||||||||||||||||||||
 Komórka elementarna | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| ||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Ogólne informacje | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Wzór sumaryczny |
KMnO4 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Masa molowa |
158,04 g/mol | |||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Wygląd |
ciemnofioletowe kryształy o metalicznym połysku[1] | |||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Identyfikacja | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Numer CAS | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| PubChem | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| DrugBank | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| ||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| ||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| ||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Podobne związki | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Inne aniony | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Inne kationy | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Podobne związki | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Jeżeli nie podano inaczej, dane dotyczą stanu standardowego (25 °C, 1000 hPa) | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Klasyfikacja medyczna | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| ATC |
D08AX | |||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Legalność w Polsce | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Właściwości
edytujW warunkach standardowych jest ciałem stałym o gęstości 2,7 g/cm³. Nie jest higroskopijny (w przeciwieństwie do nadmanganianu sodu). Umiarkowanie rozpuszczalny w wodzie (w temperaturze 20 °C 6,4 g w 100 cm³)[2].
W temperaturze ok. 240 °C rozkłada się z wydzieleniem tlenu[1]:
- 2KMnO
4 → K
2MnO
4 + MnO
2 + O
2
_potasu.jpg)
Ma właściwości utleniające[1]. Reakcja silnie zależy od pH roztworu. W roztworach kwaśnych ulega redukcji do bezbarwnego lub bladoróżowego roztworu manganu(II):
- MnO−
4 + 8H+
+ 5e−
→ Mn2+
+ 4H
2O
W roztworach słabo zasadowych i neutralnych redukuje się do tlenku manganu(IV) (braunsztynu), który wydziela się z roztworu w postaci brązowego lub brunatego osadu:
- MnO−
4 + 2H
2O + 3e−
→ MnO
2 + 4OH−
Natomiast w roztworach silnie zasadowych redukuje się do zielonego manganianu:
- MnO−
4 + e−
→ MnO2−
4
Roztwory wodne nadmanganianu potasu mają, w zależności od stężenia, barwę od jasnoczerwonej do ciemnofioletowej, przy czym barwa pojawia się już przy bardzo małych stężeniach tego związku. Podgrzewanie roztworu wodnego nadmanganianu potasu prowadzi do jego rozkładu do dwutlenku manganu, co skutkuje jego odbarwieniem.
Zastosowanie
edytujZe względu na trwałość, łatwość manipulacji i silne własności utleniające, nadmanganian potasu wykorzystywany jest powszechnie w rozmaitych dziedzinach.
Stosowany jest jako utleniacz w wielu reakcjach chemicznych, szczególnie w chemii organicznej[5]. Jest silnym utleniaczem, np. alkohole pierwszorzędowe utlenia od razu do soli kwasów karboksylowych[6] (w celu otrzymania aldehydu należy zastosować łagodniejszy utleniacz, np. dichromian potasu[6] lub perjodynan Dess-Martina[7]):
Natomiast alkohole drugorzędowe KMnO
4 utlenia do ketonów, po czym reakcja zazwyczaj biegnie dalej, z rozerwaniem wiązania C−C[6].
Roztwór nadmanganianu potasu jest stosowany w analizie chemicznej do wykrywania jonów redukujących, takich jak tiocyjaniany (rodanki, SCN−
), bromki, azotyny. Roztwór ten jest również stosowany w analizie ilościowej, do miareczkowania – jest to manganianometria.
Mieszanina nadmanganianu potasu z glicerolem ulega samozapłonowi[8]. Zjawisko to wykorzystywane jest do rozpalania ognia w trudnych warunkach (np. w podręcznych zestawach ratunkowych) oraz do inicjacji termitu.
Nadmanganian potasu ma silne własności bakterio- i grzybobójcze. Roztwór 0,05% stosuje się do przemywania skóry, ran i owrzodzeń, a roztwór 0,025% do płukania jamy ustnej[9].
Używany jest jako środek do wytwarzania tlenu w reakcji z wodą utlenioną lub w wyniku silnego ogrzania. Można go także wykorzystać do otrzymywania chloru w reakcji z kwasem solnym.
Pokazy chemiczne
edytujNadmanganian potasu można stosować do pokazu zwanego „przemianą wody w wino”. W tym celu na dnie suchej szklanki należy umieścić niewielką, praktycznie niezauważalną ilość drobno sproszkowanego nadmanganianu. Po nalaniu wody zabarwia się ona na kolor przypominający czerwone wino. W kolejnym naczyniu powinno znajdować się kilka kropli reduktora, np. roztworu tiosiarczanu sodu. Po przelaniu do niego różowego roztworu nadmanganianu, barwa natychmiast znika („przemiana wina w wodę”). Aby eksperyment powiódł się, woda powinna być zakwaszona np. kwasem siarkowym, gdyż tylko w takich warunkach nastąpi redukcja MnVII do bezbarwnego MnII
[10]. Jako reduktor można wykorzystać też wodę utlenioną, zajdzie wówczas reakcja[11]:
- 2KMnO
4 + 5H
2O
2 + 3H
2SO
4 → 2MnSO
4 + 5O
2 + K
2SO
4 + 8H
2O
Można go także wykorzystać do wytwarzania mgły. W probówce umieszcza się kilka średnich kryształków KMnO
4 i za pomocą pipety, dodaje trochę perhydrolu. Z probówki natychmiast ulatuje mieszanina tlenu i mgły wodnej[12]. Nadmanganian potasu wykorzystuje się też w prostym, możliwym do przeprowadzenia w domowych warunkach doświadczeniu „chemiczny kameleon”. Mangan jest w nim stopniowo redukowany w warunkach zasadowych przez glukozę, co objawia się stopniową zmianą barwy od fioletowej, przez zieloną, granatową, aż do słomkowożółtej[13].
Nadmanganian potasu stosuje się także w pirotechnice amatorskiej.
Chemiluminescencja
edytujMało znana jest zdolność nadmanganianu do chemiluminescencji w odpowiednich warunkach. Wymaga to wykorzystania energicznego reduktora (borowodorku sodu) – na skutek powstania jonu manganowego(II) w stanie wzbudzonym dochodzi do łatwej do zaobserwowania gołym okiem emisji czerwonego światła. Dzieje się to w momencie przechodzenia wspomnianego jonu do stanu podstawowego[14].
Przypisy
edytuj- ↑ a b c d e Podręczny słownik chemiczny, Romuald Hassa (red.), Janusz Mrzigod (red.), Janusz Nowakowski (red.), Katowice: Videograf II, 2004, s. 236, ISBN 83-7183-240-0.
- ↑ a b c d e Potassium permanganate, [w:] PubChem [online], United States National Library of Medicine, CID: 516875 (ang.).
- ↑ Nadmanganian potasu, [w:] Classification and Labelling Inventory, Europejska Agencja Chemikaliów [dostęp 2021-05-17] (ang.).
- ↑ Potassium Permanganate, karta charakterystyki, Fisher Science Education, 3 kwietnia 2015 [dostęp 2021-05-17] (ang.).
- ↑ Alexander J. Fatiadi, The Classical Permanganate Ion: Still a Novel Oxidant in Organic Chemistry, „Synthesis”, 1987 (02), 1987, s. 85–127, DOI: 10.1055/s-1987-27859 (ang.).
- ↑ a b c Robert T. Morrison, Robert N. Boyd, Chemia organiczna, t. 1, Warszawa: Wydawnictwo Naukowe PWN, 1985, s. 613–614, ISBN 83-01-04166-8.
- ↑ John McMurry, Chemia organiczna, t. 3, Warszawa: Wydawnictwo Naukowe PWN, 2017, ISBN 978-83-01-19455-0, OCLC 1005176465.
- ↑ Marek Ples, Samozapłon mieszaniny glicerolu i manganianu(VII) potasu [online], Weird Science [dostęp 2014-11-04].
- ↑ Szczegóły produktu leczniczego: ''Kalium hypermanganicum'' (ulotka dla pacjenta), [w:] Rejestr Produktów Leczniczych [online], Farmaceutyczna Spółdzielnia Pracy Galena [dostęp 2017-06-16].
- ↑ Klanma95, Czy można zamienić wodę w wino? Na chemii wszystko jest możliwe [online], Crazy about TIK 3. (witryna sieci „Blogi Programów Centrum Edukacji Obywatelskiej”), 13 czerwca 2013 [dostęp 2014-02-06] [zarchiwizowane z adresu 2021-03-03].
- ↑ Philip John Durrant, Bryl Durrant, Zarys współczesnej chemii nieorganicznej, Warszawa: Państwowe Wydawnictwo Naukowe, 1965, s. 914–917.
- ↑ Marek Ples, Gwałtowny rozkład perhydrolu [online], Weird Science [dostęp 2014-11-04].
- ↑ Marek Ples, Chemiczny kameleon [online], Weird Science [dostęp 2014-11-04].
- ↑ Marek Ples, Fiolet świeci – chemiluminescencja powszechnie dostępnego związku manganu, „Chemia w Szkole”, 6 (2018), Agencja AS Józef Szewczyk, s. 16–19.
