Перманганат калію
Пермангана́т ка́лію — марганцевокислий калій, калієва сіль манганової кислоти. Формула: KMnO4. Прекурсор.
Перманганат калію – розчинна у воді сіль фіолетового кольору, дуже сильний окисник.
Поширена назва в побуті — «марганцівка». Її продаж в українських аптеках вже кілька років обмежено.
Фізичні властивості
Зовнішній вигляд: темно-фіолетові кристали з металевим блиском. Показник заломлення σ 1,59 (при 20° C). Розчиняється у воді (див. таблицю), рідкому аміаку, ацетоні (2:100), метанолі, піридині.
Температура, °C | 10 | 20 | 25 | 30 | 40 | 50 | 65 |
Розчинність, г/100 г води | 4,22 | 6,36 | 7,63 | 9 | 12,5 | 16,8 | 25 |
Термодинамічні властивості
Стандартна ентальпія утворення ΔH | −813,4 кДж/моль (т) (при 298 К) |
Стандартна енергія Гіббса утворення G | −713,8 кДж/моль (т) (при 298 К) |
Стандартна ентропія S | 171,71 Дж/моль·K (т) (при 298 К) |
Стандартна мольна теплоємність Cp | 119,2 Дж/моль·K (т) (при 298 К) |
Хімічні властивості
Окиснена форма | Відновлена форма | Середовище | E0, В |
---|---|---|---|
MnO−4 | MnO2−4 | OH− | +0,56 |
MnO−4 | H2MnO4 | H+ | +1,22 |
MnO−4 | MnO2 | H+ | +1,69 |
MnO−4 | MnO2 | OH− | +0,60 |
MnO−4 | Mn2+ | H+ | +1,51 |
Є сильним окиснювачем. У залежності від pH розчину, окислює різні речовини, відновлюючись до сполук марганцю різного ступеня окислення. У кислому середовищі — до сполук марганцю (II), в нейтральній — до сполук марганцю (IV), у сильно лужному — до сполук марганцю (VI). Приклади реакцій наведено нижче (на прикладі взаємодії з сульфітом калію:
- В кислому середовищі: 2KMnO4 + 5K2SO3 + 3H2SO4 → 6K2SO4 + 2MnSO4 + 3H2O;
- в нейтральному середовищі: 2KMnO4 + 3K2SO3 + H2O → 3K2SO4 + 2MnO2 + 2KOH;
- в лужному середовищі: 2KMnO4 + K2SO3 + 2KOH → K2SO4 + 2K2MnO4 + H2O;
- в лужному середовищі: на холоді: KMnO4 + K2SO3 + KOH → K2SO4 + K3MnO4 + H2O.
Однак треба зазначити, що остання реакція (у лужному середовищі) протікає за зазначеною схемою тільки при недоліку відновлення і високої концентрації лугу, який забезпечує уповільнення гідролізу манганату калію.
При зіткненні з концентрованою сірчаною кислотою перманганат калію вибухає, однак при акуратному з'єднанні з холодною кислотою реагує з утворенням нестійкого оксиду марганцю (VII):
- 2KMnO4 + 2H2SO4 → 2KHSO4 + Mn2O7 + H2O, при цьому як проміжний продукт може утворюватися цікаве поєднання — оксосульфат марганцю MnO3HSO4. По реакції з фторидом йоду (V) можна отримати аналогічний оксофторид:
- KMnO4 + IF5 → KF + IOF3 + MnO3F
При нагріванні розкладається з виділенням кисню (цим способом користуються в лабораторії для отримання чистого кисню). Схему реакції спрощено можна представити рівнянням:
- 2KMnO4 →(t) K2MnO4 + MnO2+ O2↑
Насправді реакція протікає набагато складніше, наприклад, при не дуже сильному нагріванні її можна приблизно описати рівнянням:
- 5KMnO4 →(t) K2MnO4 +K3MnO4 + 3MnO2+ 3O2↑
Реагує з солями двовалентного марганцю, наприклад:
- 2KMnO4 + 3MnSO4 + 2H2O → 5MnO2 + K2SO4 + 2H2SO4
Ця реакція в принципі обернена дисмутації K2MnO4 на MnO2 и KMnO4.
- Водні розчини перманганату калію термодинамічно нестабільні, але кінетично досить стійкі. Їх збереження різко підвищується при зберіганні в темряві.
Застосування
Застосування цієї солі найчастіше засноване на високій окиснювальної здатності перманганат-йона, що забезпечує антисептичну дію.
Медичне застосування
Розбавлені розчини (близько 0,1 %) перманганату калію знайшли найширше застосування в медицині як антисептичний засіб, для полоскання горла, промивання ран, обробки опіків. Як блювотний засіб для прийому всередину при деяких отруєннях використовують розведений розчин.
Фармакологічна дія
Антисептичний засіб з групи окисників. При зіткненні з органічними речовинами виділяє атомарний кисень. Утворений при відновленні препарату оксид утворює з білками комплексні сполуки — альбумінати (за рахунок цього калію перманганат в малих концентраціях має в'яжучу, а в концентрованих розчинах — дражливу, припікаючу і дубильну дію). Дезодорує. Ефективний при лікуванні опіків і виразок. Здатність калію перманганату знешкоджувати деякі отрути лежить в основі використання його розчинів для промивання шлунку при отруєннях невідомою отрутою і харчових токсикоінфекціях. При попаданні всередину всмоктується, діючи (призводить до розвитку метгемоглобінемії). Використовується також в гомеопатії.
Показання
Змазування виразкових і опікових поверхонь — інфіковані рани, виразки і опіки шкіри. Полоскання порожнини рота та ротоглотки — при інфекційно-запальних захворюваннях слизової оболонки порожнини рота і ротоглотки (у тому числі при ангінах). Для промивання та спринцювання при гінекологічних та урологічних захворюваннях — кольпіти і уретрити. Для промивань — шлунку при отруєннях, викликаних прийомом всередину алкалоїдів (морфін, аконітин, нікотин), синильною кислотою, фосфором, хініном; шкіри — при попаданні на неї аніліну; очей — при ураженні їх отруйними комахами.
Протипоказання
Гіперчутливість.
Побічні дії
Алергічні реакції, при використанні концентрованих розчинів — опіки і подразнення. Передозування. Симптоми: різкий біль у порожнині рота, по ходу стравоходу, в животі, блювота, діарея; слизова оболонка порожнини рота і глотки — набрякла, темно-коричневого, фіолетового кольору, можливий набряк гортані, розвиток механічної асфіксії, опікового шоку, рухового збудження, судом, явищ паркінсонізму, геморагічного коліту, нефропатії, гепатопатіі. При зниженій кислотності шлункового соку можливий розвиток метгемоглобінемії з вираженим ціанозом і задишкою. Смертельна доза для дітей — близько 3 г, для дорослих — 0.3-0.5 г / кг.
Лікування: метиленовий синій (50 мл 1 % розчину), аскорбінова кислота (в / в — 30 мл 5 % розчину), ціанокобаламін — до 1 мг, піридоксин (в / м — 3 мл 5 % розчину).
Спосіб застосування та дози
Зовнішньо, у водних розчинах для промивання ран (0.1-0.5 %), для полоскання рота і горла (0.01-0.1 %), для змазування виразкових і опікових поверхонь (2-5 %), для спринцювання (0.02-0.1 %) в гінекологічній і урологічній практиці, а також промивання шлунку при отруєннях.
Взаємодія
Хімічно несумісний з деякими органічними речовинами (вугілля, цукор, танін) і з речовинами, які легко окислюються — може статися вибух.
Інші сфери застосування
- Застосовується для визначення перманганатної окислюваності при оцінці якості води згідно з ГОСТ 2761-84 (ГОСТ 23268.12-78) за методом Кубеля[1][2].
- Лужний розчин перманганату калію добре відмиває лабораторний посуд від жирів і інших органічних речовин.
- Розчини (концентрації приблизно 3 г / л) широко застосовуються для тонування фотографій.
- У піротехніці застосовують як сильний окислювач.
- Застосовують як каталізатор розкладу перекису водню в космічних рідинно-ракетних двигунах.
- Водний розчин перманганату калію використовується для травлення дерева, як морилки.
- Водний розчин застосовується також для виведення татуювань. Результат досягається за допомогою хімічного опіку, при якому відмирають тканини, в яких міститься барвник. Цей метод мало чим відрізняється від простого зрізання шкіри, зазвичай він менш ефективний і неприємніший, оскільки опіки гояться набагато довше. Татуювання не видаляється повністю, на його місці залишаються шрами.
- Перманганат калію або біхромат натрію використовуються як окислювач при отриманні метану, і парафталевих кислот з мета-і Параксилол відповідно. (Див. терефталева кислота)
Отримання
Хімічна або електрохімічне окислення сполук марганцю, диспропорціонування манганату калію. Наприклад:
Остання реакція відбувається при електролізі концентрованого розчину манганату калію і є ендотермічною. Вона є основним промисловим способом отримання перманганату калію.
Див. також
- Манган
- Манганова кислота
- Перманганати
Примітки
- Мураєва О. О. КОНСПЕКТ ЛЕКЦІЙ з дисципліни «АНАЛІТИЧНА ХІМІЯ» (С.9), 2009
- Економіка водокористування: стан, проблеми, перспективи: монографія/ Н. Л. Авраменко, І. С. Сагайдак, Т. М. Чорна. — К. : ТОВ «7БЦ», 2018. — 138 с. ISBN 978-617-7625-48-2 Ел.джерело (4, 44, 50-51, 53, 58, 84)
Джерела
- Вульфсон Н. С. — Препаративная органическая химия с.656,657.(рос.)
- Казанский Б. А. (ред.) — Синтезы органических препаратов (Сборник 3) с.145.(рос.)
- Реми Г. — Курс неорганической химии (Том 1) с.817.(рос.)
Література
- Фармацевтична хімія : [арх. 11 березня 2021] : підручник / ред. П. О. Безуглий. — Вінниця : Нова Книга, 2008. — 560 с. — ISBN 978-966-382-113-9. (С.?)
- Фармакологія: підручник (ВНЗ І—ІІІ р. а.) / І. В. Нековаль, Т. В. Казанюк. — 7-е вид., переробл. і допов. — «Медицина», 2016 — 552 с. ISBN 978-617-505-507-6 (С.?)
Посилання
- КАЛІЮ ПЕРМАНГАНАТ //Фармацевтична енциклопедія
- National Pollutant Inventory: Manganese and compounds Fact Sheet (англ.)
- The use of potassium permanganate in fish ponds (англ.)
- Sugar, NaOH and KMnO4 (англ.)