- Марганцовка
-
Перманганат калия Общие Систематическое наименование Перманганат калия Химическая формула KMnO4 Отн. молек. масса 158,03 а. е. м. Молярная масса 158,03 г/моль Физические свойства Плотность вещества 2.703 г/см³ Состояние (ст. усл.) бесцветная жикость Термические свойства Температура разложения 240 °C Молярная теплоёмкость (ст. усл.) 119,2 Дж/(моль·К) Энтальпия (ст. усл.) -813.4 кДж/моль Химические свойства Растворимость в воде 6.38 (20 °C) г/100 мл Классификация номер CAS [7722-64-7 Калия перманганат (лат. Kalii permanganas) — марганцовокислый калий, калиевая соль марганцевой кислоты KMnO4.
- Распространённое название в быту — марганцовка
Содержание
Физические свойства
Внешний вид: тёмно-фиолетовые кристаллы с металлическим блеском. 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 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 + 3H2Oв нейтральной среде: 2KMnO4 + 3K2SO3 + H2O → 3K2SO4 + 2MnO2 + 2KOHв щелочной среде: 2KMnO4 + K2SO3 + 2KOH → K2SO4 + 2K2MnO4 + H2O, KMnO4 + K2SO3 + KOH → K2SO4 + K3MnO4 + H2O (на холоду)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 + MnO3FПри 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 + 3MnSO4 + 2H2O → 5MnO2 + K2SO4 + 2H2SO4Эта 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 чаще всего основано на высокой окисляющей способности перманганат-иона, обеспечивающей антисептическое действие.
Перманганат калия (Kalii permanganas)Химическое соединение ИЮПАК Перманганат калия Брутто-
формулаKMnO4 CAS Классификация Фарм.
группаАнтисептики и дезинфицирующие средства; Гомеопатические средства АТХ МКБ-10 Лекарственные формы порошок для приготовления раствора Медицинское применение
Разбавленные растворы (около 0,1%) перманганата калия нашли широчайшее применение в медицине как антисептическое средство, для полоскания горла, промывания ран, обработки ожогов. В качестве рвотного средства для приёма внутрь при некоторых отравлениях используют разбавленный раствор.
Фармакологическое действие
Антисептическое средство. При соприкосновении с органическими веществами выделяет атомарный кислород. Образующийся при восстановлении препарата оксид образует с белками комплексные соединения - альбуминаты (за счет этого калия перманганат в малых концентрациях оказывает вяжущее, а в концентрированных растворах - раздражающее, прижигающее и дубящее действие). Обладает также дезодорирующим эффектом. Эффективен при лечении ожогов и язв. Способность калия перманганата обезвреживать некоторые яды лежит в основе использования его растворов для промывания желудка при отравлениях неизвестным ядом и пищевых токсикоинфекциях. При попадании внутрь всасывается, оказывая гематотоксическое действие (приводит к развитию метгемоглобинемии). Используется так же в гомеопатии.
Показания
Смазывание язвенных и ожоговых поверхностей - инфицированные раны, язвы и ожоги кожи. Полоскание полости рта и ротоглотки - при инфекционно-воспалительных заболеваниях слизистой оболочки полости рта и ротоглотки (в т.ч. при ангинах). Для промывания и спринцеваний при гинекологических и урологических заболеваниях - кольпиты и уретриты. Для промываний - желудка при отравлениях, вызванных приемом внутрь алкалоидов (морфин, аконитин, никотин), синильной кислотой, фосфором, хинином; кожи - при попадании на нее анилина; глаз - при поражении их ядовитыми насекомыми.
Противопоказания
Гиперчувствительность.
Побочные действия
Аллергические реакции, при использовании концентрированных растворов - ожоги и раздражение. Передозировка. Симптомы: резкая боль в полости рта, по ходу пищевода, в животе, рвота, диарея; слизистая оболочка полости рта и глотки - отечная, темно-коричневого, фиолетового цвета, возможен отек гортани, развитие механической асфиксии, ожогового шока, двигательного возбуждения, судорог, явлений паркинсонизма, геморрагического колита, нефропатии, гепатопатии. При пониженной кислотности желудочного сока возможно развитие метгемоглобинемии с выраженным цианозом и одышкой. Смертельная доза для детей - около 3 г, для взрослых - 0.3-0.5 г/кг. Лечение: метиленовый синий (50 мл 1% раствора), аскорбиновая кислота (в/в - 30 мл 5% раствора), цианокобаламин - до 1 мг, пиридоксин (в/м - 3 мл 5% раствора).
Способ применения и дозы
Наружно, в водных растворах для промывания ран (0.1-0.5%), для полоскания рта и горла (0.01-0.1%), для смазывания язвенных и ожоговых поверхностей (2-5%), для спринцевания (0.02-0.1%) в гинекологической и урологической практике, а также промывания желудка при отравлениях.
Взаимодействие
Химически несовместим с некоторыми органическими веществами (уголь, сахар, танин) и легкоокисляющимися веществами может произойти взрыв.
Другие сферы применения
- Щелочной раствор перманганата калия хорошо отмывает лабораторную посуду от жиров и других органических веществ.
- Растворы (концентрации примерно 3 г/л) широко применяются при тонировании фотографий.
- В пиротехнике применяют в качестве сильного окислителя.
Получение
Химическое или электрохимическое окисление соединений марганца, диспропорционирование манганата калия. Например:
2MnO2 +3 Cl2 + 8KOH → 2KMnO4 + 6KCl + 4H2O2K2MnO4 + Cl2 → 2KMnO4 + 2KCl3K2MnO4+2H2O → 2KMnO4+ MnO2 + 4KOH2K2MnO4 + 2H2O → 2KMnO4 +H2↑ + 2KOHПоследняя реакция происходит при электролизе концентрированного раствора манганата калия и эндотермична, она является основным промышленным способом получения перманганата калия.
Литература
- Вульфсон Н.С. — Препаративная органическая химия с.656,657
- Казанский Б.А. (ред.) — Синтезы органических препаратов (Сборник 3) с.145
- Реми Г. — Курс неорганической химии (Том 1) с.817
См. также
Wikimedia Foundation. 2010.