Перманганат калия
Перманганат калия | |
---|---|
![]() | |
![]() | |
Общие | |
Систематическое наименование |
Перманганат калия |
Традиционные названия | Марганцовокислый калий, марганцовка |
Хим. формула | KMnO4 |
Физические свойства | |
Состояние | твердое (хрупкие кристаллы) |
Молярная масса | 158,034 г/моль |
Плотность | 2,703 г/см³ |
Термические свойства | |
Температура | |
• разложения | 240 °C |
Мол. теплоёмк. | 119,2 Дж/(моль·К) |
Энтальпия | |
• образования | −813,4 кДж/моль |
Химические свойства | |
Растворимость | |
• в воде | 6,38 (20 °C) |
Классификация | |
Рег. номер CAS | 7722-64-7 |
PubChem | 516875 |
Рег. номер EINECS | 231-760-3 |
SMILES | |
InChI | |
RTECS | SD6475000 |
Номер ООН | 1490 |
ChemSpider | 22810 |
Безопасность | |
Пиктограммы СГС |
![]() |
NFPA 704 | |
Приведены данные для стандартных условий (25 °C, 100 кПа), если не указано иное. | |
![]() |
![](http://upload.wikimedia.org/wikipedia/ru/thumb/f/f9/%D0%9C%D0%B0%D1%80%D0%B3%D0%B0%D0%BD%D1%86%D0%BE%D0%B2%D0%BA%D0%B0.jpg/170px-%D0%9C%D0%B0%D1%80%D0%B3%D0%B0%D0%BD%D1%86%D0%BE%D0%B2%D0%BA%D0%B0.jpg)
![](http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/d/d8/%D0%92%D0%B8%D0%B0%D0%BB%D0%B0_%D1%81_%D0%BF%D0%B5%D1%80%D0%BC%D0%B0%D0%BD%D0%B3%D0%B0%D0%BD%D0%B0%D1%82%D0%BE%D0%BC_%D0%BA%D0%B0%D0%BB%D0%B8%D1%8F.jpg/220px-%D0%92%D0%B8%D0%B0%D0%BB%D0%B0_%D1%81_%D0%BF%D0%B5%D1%80%D0%BC%D0%B0%D0%BD%D0%B3%D0%B0%D0%BD%D0%B0%D1%82%D0%BE%D0%BC_%D0%BA%D0%B0%D0%BB%D0%B8%D1%8F.jpg)
Пермангана́т ка́лия (лат. Kalii permanganas, распространённое название в быту — марганцо́вка) — марганцовокислый калий, калиевая соль марганцовой кислоты. Химическая формула — KMnO4. Представляет собой тёмно-фиолетовые, почти чёрные кристаллы, при растворении в воде образующие ярко окрашенный раствор цвета фуксии.
Физические свойства
[править | править код]Внешний вид: тёмно-фиолетовые кристаллы с металлическим блеском. Показатель преломления составляет 1,59 (при 20 °C).
Растворяется в воде (см. таблицу), жидком аммиаке, ацетоне (2:100), метаноле, пиридине.
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
[править | править код]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
[править | править код]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 |
![](http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/5/57/Coloured-transition-metal-solutions.jpg/300px-Coloured-transition-metal-solutions.jpg)
![](http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/4/42/KMnO4_in_H2O.jpg/130px-KMnO4_in_H2O.jpg)
Является сильным окислителем. 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:
- ;
- в нейтральной среде:
- ;
- в щелочной среде:
- .
Однако последняя реакция (в щелочной среде) идёт по указанной 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):
- .
При этом в качестве промежуточного продукта может образовываться интересное соединение — оксосульфат марганца . По реакции с фторидом иода(V) можно получить аналогичный оксофторид:
- .
При нагревании разлагается с выделением кислорода (этим способом пользуются в лаборатории для получения чистого кислорода). Схему реакции упрощённо можно представить уравнением:
- .
На самом деле реакция идёт намного сложнее, например, при не очень сильном нагревании её можно примерно описать уравнением:
- .
Реагирует с солями двухвалентного марганца, например:
- .
Эта реакция в принципе обратна дисмутации (диспропорционирование) : : на и .
Окисляет органические вещества. В частности, разбавленные растворы перманганата калия в щелочной и нейтральной среде окисляют алкены до диолов (реакция Вагнера):
Водные растворы перманганата калия термодинамически нестабильны, но кинетически довольно устойчивы. Их сохранность резко повышается при хранении в темноте.
При смеси с пероксидом водорода протекает следующая реакция:
- .
Перманганат калия реагирует с концентрированной соляной, бромоводородной или иодоводородной кислотой. В результате выделяются свободные галогены:
Во время химической реакции хлорид-анион окисляется до элементарного хлора, а ион в перманганат-анионе восстанавливается до катиона :
Применение
[править | править код]Применение этой соли чаще всего основано на высокой окисляющей способности перманганат-иона, обеспечивающей антисептическое действие.
Медицинское применение
[править | править код]Перманганат калия | |
---|---|
Kalii permanganas | |
Химическое соединение | |
ИЮПАК | Перманганат калия |
Брутто-формула | KMnO4 |
CAS | 7722-64-7 |
PubChem | 516875 |
DrugBank | DB13831 |
Состав | |
Классификация | |
Фармакол. группа | Антисептики и дезинфицирующие средства |
АТХ | D08AX06 |
Лекарственные формы | |
порошок для приготовления раствора | |
Другие названия | |
KMnO4, Калия перманганат, Марганцовка, Хамелеон минеральный, Марганцевокислый калий, Марганцовокислый калий, Калий марганцевокислый | |
![]() |
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 отравлениях морфином, аконитином и некоторыми другими алкалоидами используют разбавленный (0,02—0,1 %) раствор перманганата калия[1].
Фармакологическое действие
[править | править код]Антисептическое средство. При соприкосновении с органическими веществами выделяет атомарный кислород. Образующийся при восстановлении препарата оксид образует с белками комплексные соединения — альбуминаты (за счёт 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 действие (приводит к развитию метгемоглобинемии).
Показания
[править | править код]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 том числе при ангинах). Для промывания и спринцеваний при гинекологических и урологических заболеваниях — кольпиты и уретриты. Для промываний — желудка при отравлениях, вызванных приёмом внутрь алкалоидов (морфин, аконитин, никотин), синильной кислотой, фосфором, хинином; кожи — при попадании на неё анилина; глаз — при поражении их ядовитыми насекомыми.
Противопоказания
[править | править код]Гиперчувствительность.
При передозировке: резкая боль в полости рта, по ходу пищевода, в животе, рвота, диарея; слизистая оболочка полости рта и глотки — отёчная, тёмно-коричневого, фиолетового цвета, возможен отёк 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 (внутривенно — 30 мл 5 % раствора), цианокобаламин — до 1 мг, пиридоксин (внутримышечно — 3 мл 5 % раствора).
Способ применения и дозы
[править | править код]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.
Предосторожности
[править | править код]Активно взаимодействует при нагреве и даже при комнатной температуре с большинством восстановителей, например, органическими веществами (сахарозой, танинами, глицерином и многими другими), легкоокисляющимися веществами, поэтому при смешивании происходит саморазогревание, что иногда вызывает самовоспламенение смеси (с концентрированным раствором глицерина, или безводным — всегда) и может привести к взрыву.
Очень опасно растирание сухого перманганата калия с органическими веществами и порошками активных металлов и неметаллов (кальцием, алюминием, магнием, фосфором, серой и др.) — весьма вероятен взрыв.
Применение в аналитической химии
[править | править код]Благодаря сильным окислительным способностям перманганат-иона в кислое среде и его крайне яркой окраске, он часто используется в качестве титранта, которому не требуется индикатор (конец титрования определяется по неисчезающей розоватой окраске). Для стандартизации раствора, в качестве первичного стандарта используется оксалат натрия. Стандартизация производится при нагревании.
Другие сферы применения
[править | править код]- 1—2%-й раствор используется садоводами для протравливания семян перед посадкой[2]
- Применяется для определения перманганатной окисляемости при оценке качества воды согласно ГОСТ 2761-84 по методу Кубеля[3].
- 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.
- Применяют в качестве катализатора разложения перекиси водорода в жидкостных ракетных двигателях.
- Водный раствор перманганата калия используется для травления дерева, в качестве морилки.
- Водный раствор применяется также для выведения татуировок. Результат достигается посредством химического ожога, при котором отмирают ткани, в которых содержится красящее вещество. Данный метод немногим отличается от простого срезания кожи, обычно он менее эффективен и более неприятен, так как ожоги заживают намного дольше. Татуировка не удаляется полностью, на её месте остаются шрамы.
- Перманганат калия или бихромат натрия используются в качестве окислителя при получении мета- и парафталевых кислот из мета- и параксилолов, соответственно (см. Терефталевая кислота).
- Перманганат калия является прекурсором в синтезе мефедрона и меткатинона (эфедрона).
Получение
[править | править код]Часто для получения небольших количеств, сплавляют диоксид марганца с нитратом или хлоратом калия и гидроксидом калия. Получающийся манганат(VI) калия далее либо окисляют хлором или электролизом, либо пропускают углекислый газ, создающий кисловатую (или примерно нейтральную) среду, в которой K2MnO4 дисмутирует, что, однако, уменьшает выход ввиду удаления марганца как MnO2.
Последняя реакция происходит при электролизе концентрированного раствора манганата калия и эндотермична, она является основным промышленным способом получения перманганата калия.
Ограничение на покупку
[править | править код]Входит в IV список прекурсоров ПККН в России[4] (допускается исключение некоторых мер контроля).
14 июня 2013 года на Украине был признан прекурсором и внесён в список наркотических веществ[5].
Примечания
[править | править код]- ↑ М. Д. Машковский. Лекарственные средства. — М.: ООО «Новая волна», 2002. — Т. 2. — 608 с. — 25 000 экз. — ISBN 5-7864-0129-4.
- ↑ Протравливание семян марганцовкой, приготовление раствора марганцовки. Как правильно развести марганцовку? — Всё о рассаде и теплицах . Дата обращения: 19 февраля 2019. Архивировано 25 февраля 2019 года.
- ↑ 6.2.6. Окисляемость, или химическое потребление кислорода (ХПК) . www.anchem.ru. Дата обращения: 11 февраля 2023. Архивировано 1 апреля 2022 года.
- ↑ Постановление Правительства РФ от 30.06.1998 N 681 «Об утверждении перечня наркотических средств, психотропных веществ и их прекурсоров, подлежащих контролю в Российской Федерации» (с изменениями и дополнениями) . Дата обращения: 27 марта 2014. Архивировано 20 апреля 2013 года.
- ↑ На Украине марганцовку признали прекурсором . Газета.Ru (14 июня 2013). Дата обращения: 14 июня 2013. Архивировано 18 июня 2013 года.
Литература
[править | править код]- 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.