- נוּסחָה
- מבנה כימי
- יישומים
- רפואה וטרינרית
- טיפול במים
- שימור הפירות
- פעולה על האש
- רדוקס טיטרנט
- מגיב בסינתזה אורגנית
- שימושים היסטוריים
- איך זה נעשה?
- נכסים
- הִתפָּרְקוּת
- כוח מחמצן
- הפניות
פרמנגנאט אשלגן (KMnO 4) הוא תרכובת אורגנית המורכבת מנגן - קבוצת מעבר מתכת 7 (VIIB) -, חמצן ואשלגן. זהו מוצק זכוכית סגול עמוק. הפתרונות שלה מימיים הם גם סגולים כהים; פתרונות אלה הופכים פחות סגולים מכיוון שהם מדוללים בכמויות גדולות יותר של מים.
לאחר מכן KMnO 4 מתחיל לעבור הפחתה (להשיג אלקטרונים) ברצף של צבעים בסדר הבא: סגול> כחול> ירוק> צהוב> חסר צבע (עם משקעים חומים של MnO 2 ). תגובה זו מדגימה תכונה חשובה של אשלגן פרמנגנט: זהו חומר מחמצן חזק מאוד.
נוּסחָה
הנוסחה הכימית שלה היא KMnO 4 ; כלומר לכל קטיון K + יש אניון MnO 4 - אינטראקציה עם זה
מבנה כימי
התמונה העליונה מייצגת את המבנה הגבישי של KMnO 4 שהוא מהסוג האורתורומבי. הכדוריות הסגולות תואמות את קטיוני K + ואילו הטטרדררון שנוצר על ידי ארבע הכדורים האדומים והתחום הכחלחל תואם את ה- MnO 4 - אניון .
מדוע לאניון יש גיאומטריה טטרהדראלית? מבנה לואיס שלך עונה על שאלה זו. משמעות הקווים המנוקדים כי הקשרים הכפולים מהדהדים בין Mn ל- O. על מנת לאמץ מבנה זה, על מרכז המתכת להיות הכלאה sp 3 .
מכיוון שלמנגן חסרים זוגות אלקטרונים שלא חולקו, קשרי ה- Mn-O אינם נדחפים לאותו מישור. באופן דומה, המטען השלילי מופץ בין ארבעת אטומי החמצן, והוא אחראי להתמצאות של קטיוני K + בתוך הסדרים הגבישיים.
יישומים
רפואה וטרינרית
בשל פעולתו החיידקית, הוא משמש במחלות ובמצבים רבים הגורמים לנגעי עור, כגון: דלקות כף הרגל הפטרייתית, אימפטיגו, פצעים שטחיים, דרמטיטיס וכיבים טרופיים.
בשל פעולתו המזיק, יש להשתמש בפרמנגנט אשלגן בריכוזים נמוכים (1: 10,000), המגביל את יעילות פעולתו.
הוא משמש גם לטיפול בטפילי דגים באקווריומים הגורמים לזיהומים בזיהומים וכיב בעור.
טיפול במים
זהו התחדשות כימית המשמשת להסרת ברזל, מגנזיום ומימן גופרתי (עם ריח לא נעים) מהמים, וניתן להשתמש בו לטיהור שפכים.
ברזל ומגנזיום משקעים כתחמוצות שאינם מסיסים במים. בנוסף, זה עוזר בהסרת החלודה הקיימת בצינורות.
שימור הפירות
פרמנגנט אשלגן מסיר באמצעות חמצון את האתילן הנוצר בבננה במהלך אחסונו, ומאפשר לו להישאר בוגר יותר מארבעה שבועות, אפילו בטמפרטורת החדר.
באפריקה משתמשים בה בכדי להשרות ירקות, על מנת לנטרל ולחסל כל גורם חיידקי הקיים.
פעולה על האש
פרמנגנט אשלגן משמש להגבלת התפשטות השריפות. בהתבסס על היכולת של פרמנגנט להפעיל אש, הוא משמש ליצירת מדורות אחורי בשריפות בר.
רדוקס טיטרנט
בכימיה אנליטית, הפתרונות המימיים הסטנדרטיים שלה משמשים כטיטר מחמצן בקביעות רדוקס.
מגיב בסינתזה אורגנית
זה משמש להמרת אלקנים לדיולות; כלומר שתי קבוצות OH מתווספות לקישור הכפול C = C. המשוואה הכימית הבאה:
באופן דומה, בתמיסה של חומצה גופרתית עם חומצה כרומית (H 2 CrO 4 ) היא משמשת לחמצון של אלכוהולים ראשוניים (R-OH) לחומצות קרבוקסיליות (R-COOH או RCO 2 H).
כוחו המחמצן חזק דיו לחמצון קבוצות האלקיל הראשוניות או המשניות של התרכובות הארומטיות, "לקרבוזילציה" אותן; כלומר, הפיכת השרשרת הצדדית R (למשל CH 3 ) לקבוצה COOH.
שימושים היסטוריים
זה היה חלק מהאבקות שמשמשות כהבזק בצילום או כדי ליזום את תגובת התרמיט.
הוא שימש במלחמת העולם השנייה להסוואה של סוסים לבנים במהלך היום. לשם כך הם השתמשו בדו-תחמוצת המנגן (MnO 2 ), שצבעו חום. בדרך זו הם לא נעלמו.
איך זה נעשה?
הפירולוזיט המינרלי מכיל דו תחמוצת המנגן (MnO 2 ) ואשלגן פחמתי (CaCO 3 ).
בשנת 1659 הכימאי יוהן ר. גלאובר המיס את המינרל והמיס אותו במים, תוך התבוננות במראה של צבע ירוק בתמיסה, שלימים השתנה לסגול ולבסוף לאדום. צבע אחרון זה תאם את דור הפרמנגנט האשלגן.
באמצע המאה התשע עשרה חיפש הנרי קנדי מוצר חיטוי וטיפל בתחילה בפירולוזיט עם NaOH ובהמשך עם KOH, מייצר את מה שמכונה גבישים קנדי; כלומר אשלגן permanganate.
פרמנגנט אשלגן מיוצר באופן תעשייתי מדו-תחמוצת המנגן הקיימת בפירולוזיט המינרלי. ה- MnO 2 שנמצא במינרל מגיב עם אשלגן הידרוקסיד ומחומם לאחר מכן בנוכחות חמצן.
2 MnO 2 + 4 KOH + O 2 => 2 K 2 MnO 4 + 2 H 2 O
מנגן אשלגן (K 2 MnO 4 ) מומר לפרמנגנט אשלגן על ידי חמצון אלקטרוליטי במדיום אלקליין.
2 K 2 MnO 4 + 2 H 2 O => 2 KMnO 4 + 2 KOH + H 2
בתגובה אחרת לייצור permanganate אשלגן, מגיבים אשלגן מנגנאט עם CO 2 , מה שמאיץ את תהליך הפרופורציה:
3 K 2 MnO 4 + 2 CO 2 => 2 KMnO 4 + MnO 2 + K 2 CO 3
בגלל יצירת ה- MnO 2 (דו תחמוצת המנגן) התהליך הוא שלילי, תוך צורך לייצר KOH מ- K 2 CO 3 .
נכסים
זהו מוצק גבישי סגול שנמס בחום של 240 מעלות צלזיוס, בעל צפיפות של 2.7 גרם / מ"ל, ומשקל מולקולרי של כ -158 גרם למול.
זה מסיס בצורה גרועה במים (6.4 גרם / 100 מ"ל בטמפרטורה של 20 מעלות צלזיוס), מה שמצביע על כך שמולקולות מים לא מתמוססות במידה רבה MnO 4 - יוני , מכיוון שאולי הגיאומטריות הטטרהדרליות שלהן דורשות הרבה מים כדי פירוקו. באופן דומה, ניתן להמיס אותו גם במתיל אלכוהול, אצטון, חומצה אצטית ופירידין.
הִתפָּרְקוּת
הוא מתפרק במהירות של 240 מעלות צלזיוס ומשחרר חמצן:
2KMnO 4 => K 2 MnO 4 + MnO 2 + O 2
זה יכול לעבור פירוק על ידי פעולת אלכוהול וממסים אורגניים אחרים, כמו גם על ידי פעולת חומצות חזקות וחומרי הפחתה.
כוח מחמצן
במלח זה מנגן מציג את מצב החמצון הגבוה ביותר שלו (+7), או מה שווה למספר האלקטרונים המקסימלי שהוא יכול לאבד באופן יוני. בתורו, תצורת האלקטרונים של מנגן היא 3 d 5 4 s 2 ; לפיכך, בחלחול אשלגן כל קליפת הערך של אטום המנגן היא "ריקה".
אז לאטום המנגן יש נטייה טבעית להשיג אלקטרונים; כלומר להפחתה למצבי חמצון אחרים בתקשורת אלקלית או חומצית. זה ההסבר מדוע KMnO 4 הוא חומר מחמצן חזק.
הפניות
- ויקיפדיה. (2018). פרמנגנט אשלגן. הוחזר ב- 13 באפריל 2018 מ: en.wikipedia.org
- פ. אלברט קוטון וג'פרי וילקינסון, ארה"ב. (1980). כימיה אורגנית מתקדמת. עריכה לימוזה, מקסיקו, מהדורה שנייה, עמודים 437-452.
- רובין וסרמן. (14 באוגוסט 2017). שימושים רפואיים לאנרגיית אשלגן. הוחזר ב- 13 באפריל 2018 מ: livestrong.com
- קלארק ד (30 בספטמבר 2014). שלושת השימושים האולטימטיביים של פרמנגנט אשלגן. הוחזר ב- 13 באפריל 2018 מ: technology.org
- ג'יימס ה. פוהל, עלי אנסרי, איירי RK (1988). תרמודינמיקה מודולרית, כרך א '. 5, הערכת שינויים בנכסים. Ediciones Ciencia y Técnica, SA México, העריכה לימוזה, עמודים 273-280.
- JM Medialdea, C. Arnáiz ו- E. Díaz. פרמנגנט אשלגן: חומר חמצון חזק ורב-תכליתי. המחלקה להנדסה כימית וסביבתית. בית הספר האוניברסיטאי לסביליה.
- חסן זוליץ '. (27 באוקטובר 2009). טיפול בשפכים ביולוגיים. . הוחזר ב- 13 באפריל 2018 מ: es.wikipedia.org
- אדם רדז'יקובסקי. (12 במרץ, 2015). פרמנגנאט אשלגן פשוט. . הוחזר ב- 13 באפריל 2018 מ: commons.wikimedia.org