- fórmula
- estructura química
- usos
- Medicina i veterinària
- Tractament de l'aigua
- Preservació de les fruites
- Acció sobre el foc
- titulante redox
- Reactiu en síntesi orgàniques
- usos històrics
- Com es fa?
- propietats
- descomposició
- poder oxidant
- referències
El permanganat de potassi (KMnO 4) és un compost inorgànic format per manganès -metall de transició de el grup 7 (VIIB) -, oxigen i potassi. És un sòlid vitri color morat fosc. Les seves solucions aquoses també són morades fosques; aquestes solucions es van tornant menys violeta a mesura que es dilueixen en quantitats majors d'aigua.
El KMnO 4 comença llavors a patir reduccions (guanyar electrons) en una successió de colors en el següent ordre: morat> blau> verd> groc> incolor (amb precipitat marró de MnO 2). Aquesta reacció demostra una propietat important de l'permanganat de potassi: és un agent oxidant molt fort.
fórmula
La seva fórmula química és KMnO 4; és a dir, que per cada catió K + hi ha un anió MnO 4 - interaccionant amb aquest
estructura química
A la imatge superior es representa l'estructura cristal·lina de l'KMnO 4, la qual és de tipus ortorrómbica. Les esferes porpres corresponen als cations K +, mentre que el tetràedre format per les quatre esferes vermelles i l'esfera blavosa correspon a l'anió MnO 4 -.
Per què l'anió posseeix una geometria tetraèdrica? La seva estructura de Lewis respon a aquesta pregunta. Les línies de punts signifiquen que els dobles enllaços estan ressonant entre el Mn i l'O Per poder adoptar aquesta estructura, el centre metàl·lic ha de tenir una hibridació sp 3.
Com el manganès no té parells d'electrons sense compartir, els enllaços Mn-O no són empesos cap a un mateix pla. Així mateix, la càrrega negativa es distribueix entre els quatre àtoms d'oxigen, sent responsables de l'orientació dels cations K + dins dels arranjaments cristal·lins.
usos
Medicina i veterinària
A causa de la seva acció bactericida, s'usa en nombroses malalties i condicions que produeixen lesions a la pell, com ara: infeccions dels peus amb fongs, impetigen, ferides superficials, dermatitis i úlceres tropicals.
Per la seva acció nociva, el permanganat de potassi ha de ser usat a baixes concentracions (1: 10000), el que limita l'eficàcia de la seva acció.
També s'utilitza en el tractament de les parasitosis dels peixos en els aquaris que produeixen infeccions de les ganyes i úlceres de la pell.
Tractament de l'aigua
És un regenerant químic usat per remoure de l'aigua el ferro, el magnesi i el sulfur d'hidrogen (d'una olor desagradable), podent-se usar per purificar les aigües residuals.
El ferro i el magnesi precipiten en la forma dels seus òxids insolubles en aigua. A més, ajuda a remoure la rovell present en les canonades.
Preservació de les fruites
El permanganat de potassi remou per oxidació l'etilè generat en el banana durant el seu emmagatzematge, permetent que pugui romandre per més de 4 setmanes sense madurar, inclusivament a temperatura ambient.
A l'Àfrica el fan servir per remullar els vegetals, amb la finalitat de neutralitzar i eliminar qualsevol agent bacterià present.
Acció sobre el foc
Es fa servir el permanganat de potassi per limitar l'extensió d'incendis. Basant-se en la capacitat de l'permanganat d'iniciar el foc, s'utilitza per crear contrafocs en els incendis forestals.
titulante redox
En química analítica s'empren les seves solucions aquoses estandarditzades com titulante oxidant en determinacions redox.
Reactiu en síntesi orgàniques
Serveix per convertir alquens en diols; és a dir, dos grups OH són addicionats a l'enllaç doble C = C. La següent equació química:
Així mateix, en solució d'àcid sulfúric amb àcid cròmic (H 2 CrO 4) s'empra per a l'oxidació dels alcohols primaris (R-OH) a àcids carboxílics (R-COOH o RCO 2 H).
El seu poder oxidant és prou fort per oxidar els grups alquílics primaris o secundaris dels compostos aromàtics "carboxilándolos"; és a dir, transformant la cadena lateral R (per exemple, un CH 3) en un grup COOH.
usos històrics
Formava part de les pols usats com flash en fotografia o per iniciar la reacció de tèrmit.
Va ser usat en la Segona Guerra Mundial per al camuflatge dels cavalls blancs durant el dia. Per això utilitzaven el diòxid de manganès (MnO 2), que és de color marró; d'aquesta manera passaven desapercebuts.
Com es fa?
El mineral pirolusita conté diòxid de manganès (MnO 2) i carbonat de potassi (CaCO 3).
El 1659 el químic Johann R. Glauber va fondre el mineral i el va dissoldre en aigua, observant l'aparició d'una coloració verda a la solució, que posteriorment va canviar a color violeta i finalment a vermell. Aquest últim color va correspondre a la generació de l'permanganat de potassi.
A mitjan el segle XIX Henry Condy buscava un producte antisèptic i va tractar inicialment la pirolusita amb NaOH i posteriorment amb KOH, produint els anomenats cristalls de Condy; és a dir, el permanganat de potassi.
El permanganat de potassi és produït industrialment a partir de diòxid de manganès present en el mineral pirolusita. El MnO 2 present en el mineral reacciona amb l'hidròxid de potassi i és escalfat posteriorment en presència d'oxigen.
2 MnO 2 + 4 KOH + O 2 => 2 K 2 MnO 4 + 2 H 2 O
El manganato de potassi (K 2 MnO 4) és convertit en permanganat de potassi per oxidació electrolítica en un medi alcalí.
2 K 2 MnO 4 + 2 H 2 O => 2 KMnO 4 + 2 KOH + H 2
En una altra reacció per produir el permanganat de potassi, es fa reaccionar el manganato de potassi amb CO 2, accelerant el procés de desproporció:
3 K 2 MnO 4 + 2 CO 2 => 2 KMnO 4 + MnO 2 + K 2 CO 3
A causa de la generació de l'MnO 2 (diòxid de manganès) el procés és desfavorable, havent generar KOH a partir de l'K 2 CO 3.
propietats
És un sòlid cristal·lí de color porpra que fon a 240 ºC, el qual té una densitat de 2,7 g / ml, i un pes molecular de 158 g / mol aproximadament.
És poc soluble en aigua (6,4 g / 100 ml a 20 ºC), la qual cosa indica que les molècules d'aigua no solvatan en gran mesura als ions MnO 4 -, a causa de que potser les seves geometries tetraèdriques requereixin de molta aigua per seva dissolució. De la mateixa manera, també pot dissoldre en alcohol metílic, acetona, àcid acètic i piridina.
descomposició
Es descompon a 240 ºC, alliberant oxigen:
2KMnO 4 => K 2 MnO 4 + MnO 2 + O 2
Pot experimentar descomposició per l'acció de l'alcohol i altres solvents orgànics, així com per l'acció d'àcids forts i agents reductors.
poder oxidant
En aquesta sal el manganès exhibeix la seva major estat d'oxidació (+7), o el que és igual, a la màxima quantitat d'electrons que pot perdre de manera iònica. Al seu torn, la configuració electrònica de l'manganès és 3 d el 5 4 s 2; per tant, en el permanganat de potassi tota la capa de valència de l'àtom de manganès està "buida".
Llavors, l'àtom de manganès presenta la tendència natural de guanyar electrons; és a dir, a reduir-se a altres estats d'oxidació en mitjans alcalins o àcids. Aquesta és l'explicació de per què el KMnO 4 és un poderós agent oxidant.
referències
- Wikipedia. (2018). Potassium permanganate. Recuperat el 13 d'abril de 2018, de: en.wikipedia.org
- F.Albert Cotton i Geoffrey Wilkinson, FRS. (1980). Química Inorgànica Avançada. Editorial Limusa, Mèxic, 2a edició, pàg 437-452.
- Robin Wasserman. (14 d'agost del 2017). Medical Uses for Potassium Permanganate. Recuperat el 13 d'abril de 2018, de: livestrong.com
- Clark D. (30 de setembre de 2014). The 3 Ultimate Usis Of Potassium Permanganate. Recuperat el 13 d'abril de 2018, de: technology.org
- James H. Pohl, Ali Ansary, Irey RK (1988). Modular de termodinàmica, vol. 5, Avaluació dels canvis en les propietats. Edicions Ciència i Tècnica, SA Mèxic, Editorial Limusa, pàg 273-280.
- JM Medialdea, C. Arnáiz i E. Díaz. Permanganat de potassi: un potent i versàtil oxidant. Dep. D'Enginyeria Química i Ambiental. Escola Universitària de Sevilla.
- Hasan Zulic. (27 d'octubre de 2009). Biological Wastewater Treatment.. Recuperat el 13 d'abril de 2018, de: es.wikipedia.org
- Adam Rędzikowski. (12 de març de 2015). Potassium permanganate simple.. Recuperat el 13 d'abril de 2018, de: commons.wikimedia.org