هيكل برمنجنات البوتاسيوم (KMnO4) ، الخواص

ال برمنجنات البوتاسيوم (برمنجنات₄₎ هو مركب غير عضوي يتكون من مجموعة المنغنيز المعدني الانتقالي (VIIB) - الأكسجين والبوتاسيوم. بلونه الأرجواني الداكن الصلبة. المحاليل المائية هي أيضا الأرجواني الداكن. تصبح هذه المحاليل أقل البنفسج لأنها مخففة بكميات أكبر من الماء.

و KMnO₄ ثم تبدأ في الخضوع لتخفيضات (كسب الإلكترونات) بتتابع من الألوان بالترتيب التالي: أرجواني> أزرق> أخضر> أصفر> عديم اللون (مع ترسبات بنية اللون من MnO₂). يوضح هذا التفاعل خاصية مهمة لبرمنجنات البوتاسيوم: إنه عامل مؤكسد قوي للغاية.

مؤشر

• 1 الصيغة
• 2 التركيب الكيميائي
• 3 الاستخدامات
  • 3.1 الطب البيطري
  • 3.2 معالجة المياه
  • 3.3 الحفاظ على الفواكه
  • 3.4 العمل على النار
  • 3.5 الأكسدة والاختزال
  • 3.6 الكاشف في التخليق العضوي
  • 3.7 الاستخدامات التاريخية
• 4 كيف يتم ذلك؟?
• 5 خصائص
  • 5.1 التحلل
  • 5.2 قوة الأكسدة
• 6 المراجع 

صيغة

الصيغة الكيميائية هي KMnO₄. وهذا هو ، أن لكل الكاتيون ك⁺ هناك أنيون MnO₄^- التفاعل مع هذا

التركيب الكيميائي

يتم تمثيل التركيب البلوري لـ KMnO في الصورة العليا₄, وهو نوع تقويم العظام. المجالات الأرجواني تتوافق مع الكاتيونات K⁺, في حين أن رباعي الاسطح يتكون من أربعة كرات حمراء والكرة المزرق يتوافق مع أنيون MnO₄^-.

لماذا أنيون لديه هندسة رباعي السطوح؟ هيكل لويس الخاص بك يجيب على هذا السؤال. تعني الخطوط المنقطة أن الروابط المزدوجة يتردد صداها بين Mn و O. لتتمكن من تبني هذا الهيكل ، يجب أن يكون للمركز المعدني تهجين س³.

نظرًا لأن المنغنيز يفتقر إلى أزواج من الإلكترونات دون مشاركة ، لا يتم دفع روابط Mn-O إلى نفس المستوى. وبالمثل ، يتم توزيع الشحنة السالبة بين ذرات الأكسجين الأربعة ، وتكون مسؤولة عن اتجاه الكاتيونات K⁺ ضمن ترتيبات الكريستال.

تطبيقات

الطب البيطري

بسبب تأثيره المبيد للجراثيم ، فإنه يستخدم في العديد من الأمراض والظروف التي تسبب آفات الجلد ، مثل: التهابات القدمين بالفطريات ، القوباء ، الجروح السطحية ، التهاب الجلد والقرحة الاستوائية.

بسبب تأثيرها الضار ، يجب استخدام برمنجنات البوتاسيوم بتركيزات منخفضة (1: 10000) ، مما يحد من فعالية نشاطه.

كما أنه يستخدم في علاج الأمراض الطفيلية للأسماك في أحواض السمك التي تسبب التهابات الخياشيم وقرحة الجلد..

معالجة المياه

وهو عبارة عن مُجدد كيميائي يستخدم لإزالة الحديد والمغنيسيوم وكبريتيد الهيدروجين (من رائحة كريهة) من الماء ، ويمكن استخدامه لتنقية مياه الصرف..

يترسب الحديد والمغنيسيوم في شكل أكاسيد غير قابلة للذوبان في الماء. بالإضافة إلى ذلك ، فهي تساعد على إزالة الصدأ الموجود في الأنابيب.

الحفاظ على الفواكه

برمنجنات البوتاسيوم يزيل بواسطة الأكسدة الإيثيلين الناتج في الموز أثناء التخزين ، مما يسمح له بالبقاء لأكثر من 4 أسابيع دون أن ينضج ، حتى في درجة حرارة الغرفة.

في أفريقيا ، يستخدمونها لامتصاص الخضروات ، من أجل تحييد وإزالة أي عامل بكتيري موجود.

العمل على النار

يستخدم برمنجنات البوتاسيوم للحد من انتشار الحرائق. بناءً على قدرة البرمنجنات على بدء الحريق ، يتم استخدامه لإنشاء حرائق في حرائق الغابات.

الأكسدة والاختزال

في الكيمياء التحليلية ، تُستخدم محاليلها المائية الموحدة كعامل موازن مؤكسد في قرارات الأكسدة والاختزال.

الكاشف في التخليق العضوي

إنه يعمل على تحويل الألكينات إلى ديولز. بمعنى ، يتم إضافة مجموعتين OH إلى الرابطة المزدوجة C = C. المعادلة الكيميائية التالية:

أيضا ، في محلول حامض الكبريتيك مع حمض الكروميك (H₂CRO₄) يستخدم لأكسدة الكحولات الأولية (R-OH) للأحماض الكربوكسيلية (R-COOH أو RCO)₂H).

قوتها المؤكسدة قوية بما فيه الكفاية لأكسدة مجموعات الألكيل الأولية أو الثانوية من المركبات العطرية "الكربوكسيل" لهم ؛ وهذا هو ، عن طريق تحويل السلسلة الجانبية R (على سبيل المثال ، CH₃) في مجموعة COOH.

الاستخدامات التاريخية

كان جزءًا من المسحوق المستخدم كفلاش في التصوير الفوتوغرافي أو لبدء تفاعل thermite.

تم استخدامه في الحرب العالمية الثانية لتمويه الخيول البيضاء خلال اليوم. لهذا استخدموا ثاني أكسيد المنغنيز (MnO₂) ، وهو البني. بهذه الطريقة ذهبوا دون أن يلاحظها أحد.

كيف يتم ذلك؟?

يحتوي البيروليت المعدني على ثاني أكسيد المنغنيز (MnO)₂) وكربونات البوتاسيوم (CaCO)₃).

في عام 1659 ، ذاب الكيميائي يوهان ر. جلاوبر المعدن وذوبه في الماء ، راقبًا ظهور اللون الأخضر في المحلول ، والذي تغير فيما بعد إلى اللون البنفسجي وأخيراً إلى اللون الأحمر. يتوافق هذا اللون الأخير مع برمنجنات البوتاسيوم.

في منتصف القرن التاسع عشر ، كان هنري كوندي يبحث عن منتج مطهر وعالج البيرولوسيت في البداية باستخدام NaOH ثم مع KOH ، مما أنتج بلورات Condy المسماة ؛ وهذا هو ، برمنجنات البوتاسيوم.

يتم إنتاج برمنجنات البوتاسيوم صناعياً من ثاني أكسيد المنغنيز الموجود في البيرولسيت المعدني. MnO₂  الموجود في المعدن يتفاعل مع هيدروكسيد البوتاسيوم ويتم تسخينه في وقت لاحق في وجود الأكسجين.

2 MnO₂     +     4 KOH + O₂  => 2 ك₂MNO₄     +       2 ساعة₂O

مانجانات البوتاسيوم (ك₂MNO₄) يتم تحويله إلى برمنجنات البوتاسيوم عن طريق الأكسدة الإلكتروليتية في وسط قلوي.

2 ك₂MNO₄      +      2 ساعة₂O => 2 KMnO₄      +       2 كوه + ح₂

في تفاعل آخر لإنتاج برمنجنات البوتاسيوم ، يتم تفاعل مانجانات البوتاسيوم مع ثاني أكسيد الكربون₂,  تسريع عملية عدم التناسب:

3 ك₂MNO₄     +      2 CO₂  => 2 KMnO₄      +       MNO₂      +       K₂CO₃

بسبب توليد MnO₂ (ثاني أكسيد المنغنيز) العملية غير مواتية ، يجب أن تتولد KOH من K₂CO₃.

خصائص

إنه مادة صلبة أرجوانية تذوب عند درجة حرارة 240 مئوية ، بكثافة 2.7 جم / مل ، ويبلغ وزنها الجزيئي 158 جم / مول تقريبًا.

يذوب بشدة في الماء (6.4 جم / 100 مل عند 20 درجة مئوية) ، مما يدل على أن جزيئات الماء لا تحل محل أيونات MnO بشكل كبير₄^-, لأنه ربما تتطلب هندستها الرباعية السطحية الكثير من الماء لحلها. بالطريقة نفسها ، يمكن أيضًا إذابته في كحول الميثيل والأسيتون وحمض الأسيتيك والبيريدين.

التحلل

يتحلل عند 240 درجة مئوية ، مما يحرر الأكسجين:

2KMnO₄ => ك₂MNO₄ + MNO₂ + O₂

قد تعاني من التحلل نتيجة عمل الكحول والمذيبات العضوية الأخرى ، وكذلك عن طريق عمل الأحماض القوية وعوامل الحد من.

الأكسدة السلطة

في هذا المنغنيز الملح يعرض أعلى حالة أكسدة (+7) ، أو ما هو نفسه ، إلى أقصى قدر ممكن من الإلكترونات التي يمكن أن تضيع بطريقة الأيونية. بدوره ، التكوين الإلكتروني للمنغنيز هو 3د⁵4الصورة². لذلك ، في برمنجنات البوتاسيوم كامل قذيفة التكافؤ من ذرة المنغنيز "فارغة".

لذلك ، ذرة المنغنيز لديه ميل طبيعي لكسب الإلكترونات. وهذا هو ، ليتم تخفيضها إلى حالات الأكسدة الأخرى في الوسائط القلوية أو الحمضية. هذا هو تفسير لماذا KMnO₄ إنه عامل مؤكسد قوي.

مراجع

1. ويكيبيديا. (2018). برمنجنات البوتاسيوم. تم الاسترجاع في 13 أبريل 2018 من: en.wikipedia.org
2. ف. ألبرت كوتون وجيفري ويلكنسون ، FRS. (1980). كيمياء غير عضوية متقدمة. Editorial Limusa، Mexico، 2nd edition، pages 437-452.
3. روبن واسرمان. (14 أغسطس 2017). الاستخدامات الطبية لبرمنجنات البوتاسيوم. تم الاسترجاع في 13 أبريل 2018 ، من: livestrong.com
4. كلارك D. (30 سبتمبر 2014). 3 الاستخدامات النهائية لبرمنجنات البوتاسيوم. تم الاسترجاع في 13 أبريل 2018 من: technology.org
5. جيمس هـ. بول ، علي أنصاري ، إيري ك. (1988). الديناميكا الحرارية المعيارية ، المجلد. 5 ، تقييم التغييرات في الممتلكات. Ediciones Ciencia y Técnica، S.A. المكسيك ، تحرير ليموسا ، صفحة 273-280.
6. ج.م. Medialdea و C. Arnáiz و E. Díaz. برمنجنات البوتاسيوم: مؤكسد قوي ومتعدد الاستخدامات. قسم الهندسة الكيميائية والبيئية. مدرسة جامعة إشبيلية.
7. حسن زوليتش. (27 أكتوبر 2009). معالجة المياه العادمة البيولوجية. [الشكل]. تم الاسترجاع في 13 أبريل 2018 من: en.wikipedia.org
8. آدم روديكوفسكي. (12 مارس 2015). برمنجنات البوتاسيوم بسيطة. [الشكل]. تم الاسترجاع في 13 أبريل 2018 من: commons.wikimedia.org