Меню Главная Случайная статья Настройки Перманганат калия Материал из https://ru.wikipedia.org Перманганат калия (лат. Kalii permanganas, распространённое название в быту — марганцовка) — 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. Содержание 1 Физические свойства 1.1 Термодинамические свойства 2 Химические свойства 3 Применение 3.1 Медицинское применение 3.1.1 Фармакологическое действие 3.1.2 Показания 3.1.3 Противопоказания 3.1.4 Способ применения и дозы 3.2 Предосторожности 3.3 Применение в аналитической химии 3.4 Другие сферы применения 4 Получение 5 Ограничение на покупку 6 Примечания 7 Литература 8 Ссылки Физические свойства 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. 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 H 813,4 кДж/моль (т) (при 298 К) Стандартная энергия Гиббса образования 713,8 кДж/моль (т) (при 298 К) Стандартная энтропия 171,71 Дж/(моль·K) (т) (при 298 К) Стандартная мольная теплоёмкость 119,2 Дж/(моль·K) (т) (при 298 К) Химические свойства Стандартные окислительно-восстановительные потенциалы по отношению к водородному электроду Окисленная форма Восстановленная форма Среда 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 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: ${\displaystyle {\ce {2KMnO4 + 5K2SO3 + 3H2SO4 -> 6K2SO4 + 2MnSO4 + 3H2O}}}$; в нейтральной среде: ${\displaystyle {\ce {2KMnO4 + 3K2SO3 + H2O -> 3K2SO4 + 2MnO2 + 2KOH}}}$; в щелочной среде: ${\displaystyle {\ce {2KMnO4 + K2SO3 + 2KOH -> K2SO4 + 2K2MnO4 + H2O}}}$. 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): ${\displaystyle {\ce {2KMnO4 + H2SO4 -> K2SO4 + Mn2O7 + H2O}}}$. При этом в качестве промежуточного продукта может образовываться интересное соединение — оксосульфат марганца ${\displaystyle {\ce {MnO3HSO4}}}$. По реакции с фторидом иода(V) можно получить аналогичный оксофторид: ${\displaystyle {\ce {KMnO4 + IF5 -> KF + IOF3 + MnO3F}}}$. При нагревании разлагается с выделением кислорода (этим способом пользуются в лаборатории для получения чистого кислорода). Схему реакции упрощённо можно представить уравнением: ${\displaystyle {\ce {2KMnO4->[^{\circ }t]K2MnO4\ +MnO2\ +O2}}}$. На самом деле реакция идёт намного сложнее, например, при не очень сильном нагревании её можно примерно описать уравнением: ${\displaystyle {\ce {5KMnO4->[^{\circ }t]K2MnO4\ +K3MnO4\ +3MnO2\ +3O2}}}$. Реагирует с солями двухвалентного марганца, например: ${\displaystyle {\ce {2KMnO4 + 3MnSO4 + 2H2O -> 5MnO2 + K2SO4 + 2H2SO4}}}$. Эта реакция в принципе обратна дисмутации (диспропорционирование) : : ${\displaystyle {\ce {K2MnO4}}}$ на ${\displaystyle {\ce {MnO2}}}$ и ${\displaystyle {\ce {KMnO4}}}$. 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: ${\displaystyle {\ce {2KMnO4 +3H2O2 -> 2MnO2 + 3O2 ^ + 2H2O + 2KOH}}}$. Перманганат калия реагирует с концентрированной соляной, бромоводородной или иодоводородной кислотой. В результате выделяются свободные галогены: ${\displaystyle {\ce {2KMnO4 + 16HCl -> 2KCl + 2MnCl2 + 5Cl2 ^ + 8H2O}}}$ Во время химической реакции хлорид-анион ${\displaystyle {\ce {Cl^{-}}}}$ окисляется до элементарного хлора, а ион ${\displaystyle {\ce {Mn^{7+}}}}$ в перманганат-анионе восстанавливается до катиона ${\displaystyle {\ce {Mn^{2+}}}}$: ${\displaystyle {\ce {2Cl^{-}-> Cl2 ^}}}$ ${\displaystyle {\ce {Mn^{7+}-> Mn^{2+}}}}$ Применение Применение этой соли чаще всего основано на высокой окисляющей способности перманганат-иона, обеспечивающей антисептическое действие. 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 отравлениях морфином, аконитином и некоторыми другими алкалоидами используют разбавленный (0,02—0,1 %) раствор перманганата калия[1]. 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). 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. 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). 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 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 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 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 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. ${\displaystyle {\ce {3MnO2 + KClO3 + 6KOH ->[t] 3K2MnO4 + KCl + 3H2O}}}$ ${\displaystyle {\ce {3K2MnO4 + 2H2O ->[H^+] 2KMnO4 + MnO2 v + 4KOH}}}$ ${\displaystyle {\ce {2K2MnO4 + Cl2 -> 2KMnO4 + 2KCl}}}$ ${\displaystyle {\ce {2K2MnO4 + 2H2O -> 2KMnO4 + H2 ^ + 2KOH}}}$ Последняя реакция происходит при электролизе концентрированного раствора манганата калия и эндотермична, она является основным промышленным способом получения перманганата калия. Ограничение на покупку 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]. По этой причине продающаяся в розничной сети "марганцовка" содержит лишь 44,5% перманганата калия, а остальное - инертный наполнитель (обычно сульфат калия или феррат натрия). Примечания 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  (неопр.). Дата обращения: 19 февраля 2019. Архивировано 25 февраля 2019 года. 6.2.6. Окисляемость, или химическое потребление кислорода (ХПК)  (неопр.). 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)  (неопр.). Дата обращения: 27 марта 2014. Архивировано 20 апреля 2013 года. На Украине марганцовку признали прекурсором  (рус.). Газета.Ru (14 июня 2013). Дата обращения: 14 июня 2013. Архивировано 18 июня 2013 года. Литература Ссылки International Chemical Safety Card 0672