Oksidaciono-redukcioni procesi leže u osnovi najvažnijih fenomena žive i nežive prirode: sagorevanje, razgradnja složenih supstanci, sinteza organskih jedinjenja. Kalijev permanganat, čija ćemo svojstva proučavati u našem članku, jedan je od najmoćnijih oksidacijskih sredstava koji se koriste u laboratorijskim i industrijskim uvjetima. Njegova oksidaciona sposobnost zavisi od oksidacionog stanja atoma, koje se menja tokom reakcije. Razmotrimo ovo na konkretnim primjerima hemijskih procesa koji se odvijaju uz učešće KMnO molekula 4.
Karakteristike supstance
Jedinjenje koje razmatramo (kalijev permanganat) je jedna od najrasprostranjenijih supstanci u industriji - jedinjenja mangana. Sol je predstavljena kristalima u obliku pravilnih tamnoljubičastih prizmi. Dobro se otapa u vodi i formira rastvor boje maline sa odličnim baktericidnim svojstvima.karakteristike. Stoga je tvar našla široku primjenu kako u medicini tako iu svakodnevnom životu kao baktericidno sredstvo. Kao i druga jedinjenja sedmovalentnog mangana, sol je sposobna oksidirati mnoga jedinjenja organske i neorganske prirode. Razlaganje kalijum permanganata koristi se u hemijskim laboratorijama za dobijanje malih količina čistog kiseonika. Spoj oksidira sulfitnu kiselinu u sulfat. U industriji se KMnO4 koristi za ekstrakciju gasovitog hlora iz hlorovodonične kiseline. Takođe oksidira većinu organskih supstanci i sposoban je da pretvori soli željeza u njegova jedinjenja željeza.
Eksperimenti sa kalijum permanganatom
Supstanca koja se obično naziva kalijum permanganat se raspada kada se zagreje. Reakcioni proizvodi sadrže slobodni kiseonik, mangan dioksid i novu so - K2MnO4. U laboratoriji se ovaj proces provodi kako bi se dobio čisti kisik. Hemijska jednačina za razgradnju kalijum permanganata može se predstaviti na sljedeći način:
2KMnO4=K2MnO4 + MnO2 + O2.
Suva tvar, a to su ljubičasti kristali u obliku pravilnih prizmi, zagrijava se na temperaturu od +200 °C. Kation mangana, koji je dio soli, ima oksidacijsko stanje +7. Smanjuje se u produktima reakcije na +6 i +4, respektivno.
Oksidacija etilena
Gasni ugljovodonici koji pripadaju različitim klasamaorganski spojevi imaju jednostruke i višestruke veze između atoma ugljika u svojim molekulima. Kako odrediti prisustvo pi veza koje su u osnovi nezasićene prirode organskog jedinjenja? Za to se izvode kemijski eksperimenti propuštanjem ispitivane tvari (na primjer, eten ili acetilen) kroz ljubičastu otopinu kalijevog permanganata. Uočava se njegova promjena boje, jer je nezasićena veza uništena. Molekul etilena se oksidira i iz nezasićenog ugljikovodika se pretvara u dvohidrični zasićeni alkohol - etilen glikol. Ova reakcija je kvalitativna za prisustvo dvostrukih ili trostrukih veza.
Obilježja hemijskih manifestacija KMnO4
Ako se oksidaciona stanja reaktanata i produkta reakcije promene, tada dolazi do oksidaciono-redukcione reakcije. Zasnovan je na fenomenu kretanja elektrona od jednog atoma do drugog. Kao iu slučaju raspadanja kalijum permanganata, iu drugim reakcijama, tvar pokazuje izražena svojstva oksidacijskog sredstva. Na primjer, u zakiseljenom rastvoru natrijum sulfita i kalijum permanganata nastaju natrijum, kalijum i mangan sulfati, kao i voda:
5Na2SO3 + 2KMnO4 + 3H2 SO4 =2MnSO4 + 5Na2SO4 + K2SO4 + 3H20.
U ovom slučaju, ion sumpora je redukcijski agens, a mangan, koji je dio kompleksnog anjona MnO4-, pokazuje svojstva oksidacijskog sredstva. Prihvata pet elektrona, tako da njegovo oksidaciono stanje ide od +7 do +2.
Utjecaj okoline natok hemijske reakcije
U zavisnosti od koncentracije vodikovih jona ili hidroksilnih grupa, razlikuje se kisela, alkalna ili neutralna priroda rastvora u kojem se javlja redoks reakcija. Na primjer, s viškom sadržaja vodikovih kationa, ion mangana s oksidacijskim stanjem od +7 u kalijevom permanganatu snižava ga na +2. U alkalnoj sredini, pri visokoj koncentraciji hidroksilnih grupa, natrijum sulfit, u interakciji sa kalijum permanganatom, oksidira se u sulfat. Jon mangana sa stanjem oksidacije +7 prelazi u kation sa nabojem od +6, koji je u sastavu K2MnO4, čija otopina ima zelenu boju. U neutralnom okruženju, natrijum sulfit i kalijum permanganat međusobno reaguju i taloži se mangan dioksid. Oksidacijsko stanje kationa mangana opada sa +7 na +4. Natrijum sulfat i alkalija - natrijum hidroksid se takođe nalaze u produktima reakcije.
Upotreba soli manganove kiseline
Reakcija razgradnje kalijum permanganata pri zagrijavanju i drugi redoks procesi koji uključuju soli manganove kiseline često se koriste u industriji. Na primjer, oksidacija mnogih organskih spojeva, oslobađanje plinovitog klora iz hlorovodonične kiseline, pretvaranje soli željeza u trovalentnu. U poljoprivredi se rastvor KMnO4 koristi za predsetvenu obradu semena i zemlje, u medicini tretiraju površinu rana, dezinfikuju upaljene sluzokože nosne duplje,koristi se za dezinfekciju predmeta lične higijene.
U našem članku ne samo da smo detaljno proučili proces razgradnje kalijum permanganata, već smo razmotrili i njegova oksidirajuća svojstva i primjenu u svakodnevnom životu i industriji.
