Manganistan draselný - biológia
mierne vo vode (64 g · l −1 pri 20 ° C) [1]
Manganistan draselný (KMnO4) je draselná soľ kyseliny manganistej, HMnO4, ktorá je vo voľnom stave neznáma. Je to tmavočerveno-fialová, kovová, lesklá, kryštalická pevná látka a silné oxidačné činidlo. Iba manganistanový anión je zodpovedný výlučne za intenzívne sfarbenie soli. Farba je spôsobená prechodmi nabíjania a prenosu. V manganistanoch je mangán v najvyššom oxidačnom stave + VII.
charakteristiky
Manganistan draselný vytvára tmavé, červenofialové, lesklé kryštály, ktoré sú mierne rozpustné vo vode a aj pri nízkych koncentráciách vytvárajú intenzívne fialový roztok. Po zahriatí sa kryštály neroztopia, skôr sa rozpadnú asi od 240 ° C za jasného praskania, pri ktorom sa uvoľní kyslík. Kryštalický manganistan draselný je stabilný pri izbovej teplote, ale jeho vodné roztoky sa časom rozkladajú na oxid manganičitý a kyslík
Pretože mangán je v anióne manganistanu v najvyššom oxidačnom stave, javí sa pri redoxných reakciách ako veľmi silné oxidačné činidlo. Manganistan draselný teda oxiduje z. B. Kyselina chlorovodíková na plynný chlór (laboratórna metóda na prípravu chlóru):
Tiež oxiduje napríklad siričitany na sírany, ióny Fe (II) na Fe (III) a alkoholy na karboxylové kyseliny. Môže tiež spôsobiť rozklad organických látok. Manganistan draselný oxiduje.
Manganistan draselný sa rozkladá od 240 ° C na manganistan draselný (manganistan draselný (VI), K2MnO4), oxid manganičitý (MnO2), oxid draselný (K2O) a kyslík (O2): [3]
Pri ešte vyšších teplotách sa rozpadá aj manganistan draselný:
Schéma redoxnej reakcie siričitanu s manganistanom:
| $ \ mathrm \> $ | $ \ mathrm <>>> O_3 ^ + 3 \ H_2O> $ | $ \ mathrm $ | $ \ mathrm <>>> O_4 ^ + 2 \ e ^ - + 2 \ H_3O ^ +> $ | $ \ mathrm $ |
| $ \ mathrm \> $ | $ \ mathrm <>>> O_4 ^ - + 5 \ e ^ - + 8 \ H_3O ^ +> $ | $ \ mathrm $ | $ \ mathrm <>>> <> ^ + 12 \ H_2O> $ | $ \ mathrm $ |
| $ \ mathrm \> $ | $ \ mathrm + 2 \ MnO_4 ^ - + 6 \ H_3O ^ +> $ | $ \ mathrm $ | $ \ mathrm + 2 \ Mn ^ + 9 \ H_2O> $ |
Ako komplex s korunovými étermi sa môže manganistan draselný tiež rozpúšťať v nepolárnych organických rozpúšťadlách, ako je benzén alebo toluén, ktoré sa používajú v syntetickej organickej chémii.
Výroba
Technická výroba je založená na oxide manganičitom MnO2, ktorý reaguje s hydroxidom draselným a vzdušným kyslíkom za vzniku zeleno sfarbeného manganistanu draselného (VI) K2MnO4. Táto sa elektrochemicky spracuje na manganistan draselný (anodická oxidácia) a predáva sa v kryštalickej forme.
Cielená dvojkroková syntéza je možná v laboratóriu, v ktorom sa MnO2 najskôr oxiduje na K2MnO4 v silne bázickom prostredí (napr. Pomocou KClO3) a potom sa po disproporčnej rovnováhe prevedie na KMnO4 a MnO4 4−, ktoré sa rozkladajú na MnO2 a OH - následnou hydrolýzou a neutralizuje sa zavedením CO2 alebo pridaním zriedenej kyseliny sírovej.
$ \ mathrm \ rightleftharpoons \ 2 \ MnO_4 <^->+ MnO_4 ^ (+ 2 \ H_2O \ longrightarrow \ 2 \ MnO_4 <^->+ MnO_2 + 4 \ OH<^->)> $ V dôsledku neutralizácie sa rovnováha posúva doprava, pretože vyzrážaný oxid manganičitý sa už nemôže rozpúšťať v zásaditom prostredí, čo zvyšuje výťažok manganistanu draselného. $ \ mathrm $ Namiesto kyseliny uhličitej, ktorá je výsledkom zavedenia CO2, sa môže použiť aj ekvivalentné množstvo zriedenej kyseliny sírovej.
použitie
Pre svoj silný oxidačný účinok sa manganistan draselný používa okrem iného ako dezinfekčný prostriedok, dezodorant a algicíd. V kvantitatívnej chemickej analýze (oxidimetria, manganometria, redoxná titrácia) sa používa na stanovenie veľkého množstva látok (napríklad železa, dusitanov, oxalátov, redukujúcich cukrov a nepriamo vápniku); konečný bod stanovenia je označený trvalou fialovou farbou. V laboratóriu sa alkalický roztok manganistanu draselného používa aj na čistenie sklenených prístrojov. Vo fotografii sa používa na detekciu fixačnej soli (tiosíranu sodného) a ako reduktor pre preexponované obrázky; striebro sa pri tom oxiduje. Používa sa tiež na bielenie prírodných špongií, aby získali typickú bielo-žltú farbu. Ako fungicíd a baktericíd je manganistan draselný na ošetrenie ovocných stromov, olivovníkov a viniča tiež schválený pre ekologické poľnohospodárstvo podľa nariadenia EHS. [4]
Po kvapkaní glycerínu na prebytok soli sa zmes po niekoľkých sekundách až minútach [5] zapáli a zhorí charakteristickým fialovým plameňom. Táto oneskorená reakcia sa použila na spustenie reakcií termitov kvôli intenzívnemu teplu. Zmesi s horčíkovým alebo hliníkovým práškom reagujú výbušne pri prudkom svetle. Pri glyceríne, etylénglykole, manitole, acetaldehyde a mnohých ďalších látkach dochádza k samovznieteniu. Pokiaľ ide o množstvo, manganistan draselný sa používa na výrobu sacharínu.
liek
V medicíne sa roztok manganistanu draselného používa ako sťahujúci a dezinfekčný prostriedok na vonkajšie ošetrenie pokožky, t.j. na vyrážku na nohe alebo plienke, použitá (ATC kód D08AX06). V núdzovej toxikológii bude bordová Roztok manganistanu draselného (asi 0,1%) používaný na výplach žalúdka v prípade otravy po perorálnom užití oxidovateľných jedov. [6] Používa sa tiež pri liečbe parazitárnych chorôb rýb. Manganistan draselný ničí pachové látky a má baktericídny účinok.
Historické
Starší fotografi používali manganistan draselný ako prísadu do bleskového prášku. Manganistan draselný sa používal na kloktanie boľavých hrdiel a v mäsiarskom priemysle na odstránenie zápachu zo zhnitého mäsa a na opätovné zvýšenie chuti. Ďalej pokožka zhnedne po kontakte s roztokom manganistanu draselného; preto sa také roztoky tiež špecificky používali ako činidlá.
bezpečnostné inštrukcie
Manganistan draselný má triedu nebezpečnosti pre vodu 3 (veľmi nebezpečné pre vodu), ktorá musí byť okrem oxidačného účinku zohľadnená aj pri zneškodňovaní zvyškov manganistanu. Manganistan draselný má iba nízku akútnu toxicitu (LD50 (potkan, orálne) = 750 mg/kg), ale vďaka silnému oxidačnému účinku má výrazný dráždivý účinok na živé tkanivo, takže môže ľahko dôjsť k chemickému popáleniu. Musí sa preto zabrániť akémukoľvek kontaktu nad rámec lekárskej aplikácie alebo dokonca perorálnemu príjmu. Prach z manganistanu spôsobuje zakalenie rohovky.
Samotné zafarbenie pokožky, ku ktorému dochádza pri kontakte, je naopak neškodné a je spôsobené oxidom manganičitým, ktorý vzniká pri redukcii manganistanu. Väčšie odfarbené oblasti je možné opäť odfarbiť roztokmi siričitanov.
V dôsledku silného oxidačného účinku manganistan draselný niekedy reaguje veľmi prudko s mnohými redukčnými alebo horľavými látkami; môže dôjsť k samovznieteniu. Zmesi s látkami, ktoré nevedú k spontánnym reakciám, sú mimoriadne horľavé a môžu potom reagovať explozívne.