Permanganato de potássio (KMNO4)

Cristais de permanganato de potássio

O que é permanganato de potássio?

Ele permanganato de potássio (KMNO₄₎ É um composto inorgânico formado pelo Manganês -Metal de transição do Grupo 7 (VIIB) -, oxigênio e potássio. É um sólido púrpura escuro. Suas soluções aquosas também são roxas escuras; Essas soluções se tornam menos violeta à medida que são diluídas em grandes quantidades de água.

Comercialmente é alcançado em apresentações de comprimidos, cristais e poeira. É conhecido com os nomes de Condy ou Camaleón mineral. O termo "camaleão" alude à capacidade do mineral: se ele mudar de cor em contato com refrigerante cáustico e matéria orgânica, o açúcar ocorre.

O kmno₄ Começa a sofrer reduções (elétrons de ganho) em uma sucessão de cores na seguinte ordem: roxo> azul> verde> amarelo> incolor (com mno marrom marrom₂). Esta reação demonstra uma propriedade importante do permanganato de potássio: é um agente oxidante muito forte.

Fórmula

Sua fórmula química é KMNO₄; isto é, para cada cátion k⁺ Há um ânion mno₄^- interagindo com isso

Estrutura química do permanganato de potássio

Estrutura cristalina de KMNO4

Na imagem superior, a estrutura cristalina do KMNO é representada₄, que é o tipo ortorrômbico. Esferas roxas correspondem a K cátions⁺, Enquanto o tetraedro formado pelas quatro esferas vermelhas e a esfera azulada corresponde ao ânion mno₄^-.

Por que o ânion tem uma geometria tetraédrica? Sua estrutura de Lewis responde a esta pergunta. As linhas pontilhadas significam que os links duplos estão ressoando entre o Mn e o O. Para adotar essa estrutura, o centro de metal deve ter uma hibridação sp³.

Como o manganês não tem pares de elétrons incomuns, as ligações Mn-O não são empurradas em direção ao mesmo avião. Da mesma forma, a carga negativa é distribuída entre os quatro átomos de oxigênio, sendo responsável pela orientação de K cátions⁺ Dentro de arranjos cristalinos.

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KMNO usa₄

Medicina e veterinário

Devido à sua ação bactericida, é usada em inúmeras doenças e condições que causam lesões na pele, como: infecções por fungos, impetigo, feridas superficiais, dermatite e úlceras tropicais.

Devido à sua ação prejudicial, o permanganato de potássio deve ser usado em baixas concentrações (1: 10000), o que limita a eficácia de sua ação.

Também é usado no tratamento da parasitose de peixes em aquários que produzem infecções de tripas e úlceras na pele.

Tratamento de água

É uma regeneração química usada para remover ferro, magnésio e sulfeto de hidrogênio da água (de um cheiro desagradável), sendo capaz de usar para purificar as águas residuais.

Precipitar ferro e magnésio na forma de seus óxidos de água insolúveis. Além disso, ajuda a remover a ferrugem presente nos tubos.

Preservação de frutas

O permanganato de potássio remove o etileno gerado nas bananas durante o armazenamento, permitindo que ele permaneça por mais de 4 semanas sem amadurecer, inclusive à temperatura ambiente ambiente.

Na África, eles o usam para absorver vegetais, com o objetivo de neutralizar e eliminar qualquer agente bacteriano atual.

Ação de incêndio

O permanganato de potássio é usado para limitar a extensão de incêndio. Com base na capacidade do permanganato de iniciar o fogo, ele é usado para criar contra -fluxos em incêndios florestais.

Título redox

Na química analítica, suas soluções aquosas padronizadas são usadas como um título oxidante em determinações redox.

Reagente orgânico

Serve para converter alcenos em dióis; Ou seja, dois grupos OH são adicionados à ligação dupla C = C. A seguinte equação química:

Além disso, em solução de ácido sulfúrico com ácido crômico (H₂Cro₄) É usado para a oxidação de álcoois primários (R-OH) em ácidos carboxílicos (R-cooh ou RCO₂H).

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Seu poder oxidante é forte o suficiente para oxidar os grupos alquil primários ou secundários dos compostos aromáticos "carboxinando -os"; isto é, transformando a cadeia lateral r (por exemplo, um CHO₃) Em um grupo COOH.

Usos históricos

Fazia parte dos pós usados ​​como flash na fotografia ou para iniciar a reação de cupins.

Foi usado na Segunda Guerra Mundial para a camuflagem de cavalos brancos durante o dia. Para isso, eles usaram dióxido de manganês (MNO₂), que é marrom; Dessa forma, eles passaram despercebidos.

Síntese de KMNO₄

O mineral de pirolusita contém dióxido de manganês (MNO₂) e carbonato de potássio (caco₃).

Em 1659, o químico Johann R. Glauber derreteu o mineral e o dissolveu na água, observando a aparência de uma coloração verde na solução, que mais tarde mudou na cor violeta e finalmente para vermelho. Esta última cor correspondeu à geração de permanganato de potássio.

Em meados do século, Henry Condy buscou um produto anti -séptico e tratava inicialmente a pirolusita com NaOH e mais tarde com Koh, produzindo os cristais da Condy So ​​-chamados; isto é, permanganato de potássio.

O permanganato de potássio é produzido industrialmente a partir de dióxido de manganês presente no mineral de pirolusita. O mnO₂  Presente no mineral reage com hidróxido de potássio e é posteriormente aquecido na presença de oxigênio.

2 mnO₂     +     4 KOH +ou₂  => 2 k₂Mne₄     +       2 h₂QUALQUER

Manganato de potássio (K₂Mne₄) é convertido em permanganato de potássio por oxidação eletrolítica em um meio alcalino.

2 k₂Mne₄      +      2 h₂O => 2 kmno₄      +       2 koh +h₂

Em outra reação para produzir permanganato de potássio, o manganato de potássio é reagido com CO₂,  acelerando o processo de desproporção:

3 k₂Mne₄     +      2 co₂  => 2 kmnO₄      +       Mne₂      +       K₂Co₃

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Devido à geração do MNO₂ (dióxido de manganês) O processo é desfavorável, o KOH deve ser gerado a partir de k₂Co₃.

Propriedades do KMNO₄

É um sólido cristalino roxo que derrete a 240 ºC, que tem uma densidade de 2,7 g/ml e um peso molecular de aproximadamente 158 g/mol.

Não é muito solúvel em água (6,4 g/100 ml a 20 ºC), o que indica que as moléculas de água não resolvem amplamente os íons mno₄^-, Porque talvez suas geometrias tetraédricas exijam muita água para sua dissolução. Da mesma forma, também pode se dissolver em álcool metílico, acetona, ácido acético e piridina.

Decomposição

Decompõe -se a 240 ºC, liberando oxigênio:

2kmno₄ => K₂Mne₄ + Mne₂ + QUALQUER₂

Você pode experimentar a decomposição pela ação do álcool e de outros solventes orgânicos, bem como pela ação de ácidos fortes e agentes reduzidos.

Poder oxidante

Neste sal, o manganês exibe seu maior estado de oxidação (+7), ou o que é o mesmo, para a quantidade máxima de elétrons que pode perder de maneira iônica. Por sua vez, a configuração eletrônica de manganês é 3d⁵4s²; Portanto, no permanganato de potássio, toda a camada de Valência do átomo de manganês está "vazia".

Então, o átomo de manganês apresenta a tendência natural de ganhar elétrons; isto é, para ser reduzido a outros estados de oxidação em meio alcalino ou ácido. Esta é a explicação de por que kmno₄ É um agente oxidante poderoso.

Referências

1. F.Albert Cotton e Geoffrey Wilkinson, FRS. (1980). Química inorgânica avançada. Editorial Limusa, México, 2ª edição, página 437-452.
2. Robin Wasserman. Usos médicos para permanganato de potássio. Livestrong se recuperou.com
3. Clark d. O 3 Ultimate usa o permanganato de potássio. Recuperado da tecnologia.org
4. J.M. Cedardea, c. Arnáiz e e. Díaz. Permanganato de potássio: um oxidante poderoso e versátil. Departamento. Engenharia Química e Ambiental. Escola Universitária de Sevilha.