Els processos d'oxidació-reducció subjacent als fenòmens més importants de la naturalesa animada i inanimada: combustió, descomposició de substàncies complexes, síntesi de compostos orgànics. El permanganat de potassi, les propietats del qual estudiarem al nostre article, és un dels agents oxidants més potents utilitzats en condicions de laboratori i industrials. La seva capacitat oxidant depèn de l'estat d'oxidació de l'àtom, que canvia durant el transcurs de la reacció. Considerem això en exemples específics de processos químics que es produeixen amb la participació de molècules de KMnO 4.
Característica de la substància
El compost que estem considerant (permanganat de potassi) és una de les substàncies més utilitzades a la indústria: els compostos de manganès. La sal està representada per cristalls en forma de prismes regulars de color violeta fosc. Es dissol bé en aigua i forma una solució de color gerd amb excel·lents propietats bactericides.característiques. Per tant, la substància ha trobat una àmplia aplicació tant en medicina com en la vida quotidiana com a agent bactericida. Igual que altres compostos de manganès heptavalent, la sal és capaç d'oxidar molts compostos de naturalesa orgànica i inorgànica. La descomposició del permanganat de potassi s'utilitza en laboratoris químics per obtenir petits volums d'oxigen pur. El compost oxida l'àcid sulfit a sulfat. A la indústria, KMnO4 s'utilitza per extreure el gas clor de l'àcid clorhídric. També oxida la majoria de substàncies orgàniques i és capaç de convertir les sals fèrriques en els seus compostos fèrrics.
Experiments amb permanganat de potassi
Una substància anomenada comunament permanganat de potassi es descompon quan s'escalfa. Els productes de reacció contenen oxigen lliure, diòxid de manganès i una sal nova: K2MnO4. Al laboratori, aquest procés es realitza per obtenir oxigen pur. L'equació química per a la descomposició del permanganat de potassi es pot representar de la següent manera:
2KMnO4=K2MnO4 + MnO2 + O2.
La matèria seca, que són cristalls morats en forma de prismes regulars, s'escalfa a una temperatura de +200 °C. El catió manganès, que forma part de la sal, té un estat d'oxidació de +7. Disminueix els productes de reacció a +6 i +4, respectivament.
Oxidació d'etilè
Hidrocarburs gasosos pertanyents a diferents classesEls compostos orgànics tenen enllaços simples i múltiples entre àtoms de carboni de les seves molècules. Com determinar la presència d'enllaços pi subjacents a la naturalesa insaturada d'un compost orgànic? Per a això, es realitzen experiments químics passant la substància de prova (per exemple, etè o acetilè) per una solució morada de permanganat de potassi. S'observa la seva decoloració, ja que es destrueix l'enllaç insaturat. La molècula d'etilè s'oxida i passa d'un hidrocarbur insaturat a un alcohol saturat dihídric: etilenglicol. Aquesta reacció és qualitativa per la presència d'enllaços dobles o triples.
Característiques de les manifestacions químiques de KMnO4
Si canvien els estats d'oxidació dels reactius i dels productes de reacció, es produeix una reacció d'oxidació-reducció. Es basa en el fenomen del moviment dels electrons d'un àtom a un altre. Com en el cas de la descomposició del permanganat de potassi, i en altres reaccions, la substància presenta propietats pronunciades d'agent oxidant. Per exemple, en una solució acidificada de sulfit de sodi i permanganat de potassi, es formen sulfats de sodi, potassi i manganès, així com aigua:
5Na2SO3 + 2KMnO4 + 3H2 SO4 =2MnSO4 + 5Na2SO4 + K2SO4 + 3H20.
En aquest cas, l'ió sofre és un agent reductor, i el manganès, que forma part de l'anió complex MnO4-, presenta les propietats d'un agent oxidant. Accepta cinc electrons, de manera que el seu estat d'oxidació va de +7 a +2.
Influència del medi ambientel flux d'una reacció química
En funció de la concentració d'ions hidrogen o grups hidroxil, es distingeix el caràcter àcid, alcalí o neutre de la solució en què es produeix la reacció redox. Per exemple, amb un excés de contingut de cations d'hidrogen, un ió manganès amb un estat d'oxidació de +7 en permanganat de potassi el redueix a +2. En un ambient alcalí, a una concentració elevada de grups hidroxil, el sulfit de sodi, que interacciona amb el permanganat de potassi, s'oxida a sulfat. Un ió manganès amb un estat d'oxidació de +7 entra en un catió amb una càrrega de +6, que es troba en la composició de K2MnO4, la solució del qual té un color verd. En un ambient neutre, el sulfit de sodi i el permanganat de potassi reaccionen entre ells i el diòxid de manganès precipita. L'estat d'oxidació del catió manganès disminueix de +7 a +4. El sulfat de sodi i l'àlcali - hidròxid de sodi també es troben en els productes de reacció.
Ús de sals d'àcid de manganès
La reacció de descomposició del permanganat de potassi quan s'escalfa i altres processos redox que impliquen sals d'àcid de manganès s'utilitzen sovint a la indústria. Per exemple, l'oxidació de molts compostos orgànics, l'alliberament de clor gasós de l'àcid clorhídric, la conversió de sals ferrosos a trivalents. En l'agricultura, una solució de KMnO4 s'utilitza per al tractament previ a la sembra de llavors i sòls, en medicina tracten la superfície de les ferides, desinfecten les mucoses inflamades de la cavitat nasal,s'utilitza per desinfectar articles d'higiene personal.
En el nostre article, no només hem estudiat amb detall el procés de descomposició del permanganat de potassi, sinó que també hem considerat les seves propietats oxidants i aplicacions a la vida quotidiana i a la indústria.
