Перманганат калия

Калия перманганат (распространённое название в быту — марганцовка) — калиевая соль марганцевой кислоты (KMnO4).

Содержание

Получение

Химическое или электрохимическое окисление соединений марганца, диспропорционирование манганата калия. Например:

2MnO2 +3 Cl2 + 8KOH → 2KMnO4 + 6KCl + 4H2O
2K2MnO4 + Cl2 → 2KMnO4 + 2KCl
3K2MnO4+2H2O → 2KMnO4+ MnO2 + 4KOH
2K2MnO4 + 2H2O → 2KMnO4 +H2↑ + 2KOH

Последняя реакция происходит при электролизе концентрированного раствора манганата калия и эндотермична, она является основным промышленным способом получения перманганата калия.

Физические свойства

Внешний вид: тёмно-фиолетовые кристаллы с металлическим блеском.

Физические свойства перманганата калия
Молекулярная масса 158,03 а.е.м.
Температура разложения 240 °C
Плотность ρ 2,7 г/см3 (при 20°C)
Показатель преломления σ 1,59 (при 20°C)

Растворяется в воде (см. таблицу), жидком аммиаке, ацетоне (2:100), метаноле, пиридине.

Растворимость перманганата калия в воде
Температура, °C 10 20 25 30 40 50 65
Растворимость, г/100 г воды 4,22 6,36 7,63 9 12,5 16,8 25

Термодинамические свойства

Термодинамические свойства перманганата калия
Стандартная энтальпия образования ΔH −813,4 кДж/моль (т) (при 298 К)
Стандартная энергия Гиббса образования G −713,8 кДж/моль (т) (при 298 К)
Стандартная энтропия образования S 171,71 Дж/моль·K (т) (при 298 К)
Стандартная мольная теплоёмкость Cp 119,2 Дж/моль·K (т) (при 298 К)

Химические свойства

Сильный окислитель. Стандартные окислительно-восстановительные потенциалы приведены в таблице.

Стандартные окислительно-восстановительные потенциалы по отношению к водородному электроду
Окисленная форма Восстановленная форма Среда E0, В
MnO4- MnO42- OH- +0,56
MnO4- H2MnO4 H+ +1,22
MnO4- MnO2 H+ +1,69
MnO4- MnO2 OH- +0,60
MnO4- Mn2+ H+ +1,51

В зависимости от pH раствора окисляет различные вещества, восстанавливаясь до соединений марганца разной степени окисления. В кислой среде — до соединений марганца(II), в нейтральной — до соединений марганца(IV), в сильно щелочной — до соединений марганца(VI). Примеры реакций приведены ниже (на примере взаимодействия с сульфитом калия:

в кислой среде: 2KMnO4 + 5K2SO3 + 3H2SO4 → 6K2SO4 + 2MnSO4 + 3H2O
в нейтральной среде: 2KMnO4 + 3K2SO3 + H2O → 3K2SO4 + 2MnO2 + 2KOH
в щелочной среде: 2KMnO4 + K2SO3 + 2KOH → K2SO4 + 2K2MnO4 + H2O

Однако надо отметить, что в последняя реакция (в щелочной среде) идёт по указаной схеме только при недостатке восстановителя и высокой концентрации щёлочи, которая обеспечивает замедление гидролиза манганата калия.

При соприкосновении с концентрированной серной кислотой перманганат калия взрывается, однако при аккуратном соединении с холодной кислотой реагирует с образованием неустойчивого оксида марганца(VII):

2KMnO4 + 2H2SO4 → 2KHSO4 + Mn2O7 + H2O,

при этом в качестве промежуточного продукта может образовываться интересное соединение — оксосульфат марганца MnO3HSO4. По реакции с фторидом йода(V) можно получить аналогичный оксофторид:

KMnO4 + IF5 → KF + IOF3 + MnO3F

При нагревании разлагается с выделением кислорода (этим способом пользуются в лаборатории для получения чистого кислорода). Схему реакции упрощённо можно представить уравнением:

2KMnO4 →(t) K2MnO4 + MnO2+ O2

На самом деле реакция идёт намного сложнее, например, при не очень сильном нагревании её можно примерно описать уравнением:

5KMnO4 →(t) K2MnO4 +K3MnO4 + 3MnO2+ 3O2

Реагирует с солями двухвалентного марганца, например:

2KMnO4 + 3Mn→SO4 + 2H2O → 5MnO2 + K2SO4 + 2H2SO4

Эта реакция коммутации в принципе обратна дисмутации (диспропорционирование) K2MnO4 на MnO2 и KMnO4.

  • Водные растворы перманганата калия термодинамически нестабильны, но кинетически довольно устойчивы. Их сохранность резко повышается при хранении в темноте.

Применение

Применение этой соли основано на высокой окисляющей способности перманганат-иона.

  • Щелочной раствор перманганата калия хорошо отмывает лабораторную посуду от жиров и других органических веществ.
  • Разбавленные растворы (около 0,1%) перманганата калия нашли широчайшее применение в медицине как антиспетическое средство, для полоскания горла, промывания ран, обработки ожогов, приёма внутрь при некоторых отравлениях (обладает рвотным действием).

См. также

 
Начальная страница  » 
А Б В Г Д Е Ж З И Й К Л М Н О П Р С Т У Ф Х Ц Ч Ш Щ Ы Э Ю Я
A B C D E F G H I J K L M N O P Q R S T U V W X Y Z
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 Home