Procesele de oxidare-reducere stau la baza celor mai importante fenomene de natură animată și neînsuflețită: arderea, descompunerea substanțelor complexe, sinteza compușilor organici. Permanganatul de potasiu, ale cărui proprietăți le vom studia în articolul nostru, este unul dintre cei mai puternici agenți oxidanți utilizați în condiții de laborator și industriale. Capacitatea sa de oxidare depinde de starea de oxidare a atomului, care se modifică în timpul reacției. Să luăm în considerare acest lucru pe exemple specifice de procese chimice care au loc cu participarea moleculelor de KMnO 4.
Caracteristică a substanței
Compusul pe care îl luăm în considerare (permanganatul de potasiu) este una dintre cele mai utilizate substanțe în industrie - compușii de mangan. Sarea este reprezentată de cristale sub formă de prisme obișnuite violet închis. Se dizolva bine in apa si formeaza o solutie de culoarea zmeura cu proprietati bactericide excelente.caracteristici. Prin urmare, substanța și-a găsit o aplicare largă atât în medicină, cât și în viața de zi cu zi ca agent bactericid. Ca și alți compuși ai manganului heptavalent, sarea este capabilă să oxideze mulți compuși de natură organică și anorganică. Descompunerea permanganatului de potasiu este utilizată în laboratoarele chimice pentru a obține volume mici de oxigen pur. Compusul oxidează acidul sulfit la sulfat. În industrie, KMnO4 este folosit pentru a extrage clorul gazos din acidul clorhidric. De asemenea, oxidează majoritatea substanțelor organice și este capabil să transforme sărurile feroase în compușii săi ferici.
Experimente cu permanganat de potasiu
O substanță numită în mod obișnuit permanganat de potasiu se descompune atunci când este încălzită. Produșii de reacție conțin oxigen liber, dioxid de mangan și o sare nouă - K2MnO4. În laborator, acest proces este efectuat pentru a obține oxigen pur. Ecuația chimică pentru descompunerea permanganatului de potasiu poate fi reprezentată astfel:
2KMnO4=K2MnO4 + MnO2 + O2.
Materia uscată, care sunt cristale violete sub formă de prisme obișnuite, este încălzită la o temperatură de +200 °C. Cationul de mangan, care face parte din sare, are o stare de oxidare de +7. Descrește în produșii de reacție la +6 și, respectiv, +4.
Oxidarea etilenei
Hidrocarburi gazoase aparținând unor clase diferitecompușii organici au atât legături simple, cât și multiple între atomii de carbon din moleculele lor. Cum se determină prezența legăturilor pi care stau la baza naturii nesaturate a unui compus organic? Pentru aceasta, experimentele chimice sunt efectuate prin trecerea substanței de testat (de exemplu, etenă sau acetilenă) printr-o soluție violetă de permanganat de potasiu. Se observă decolorarea sa, deoarece legătura nesaturată este distrusă. Molecula de etilenă este oxidată și se transformă dintr-o hidrocarbură nesaturată într-un alcool saturat dihidric - etilenglicol. Această reacție este calitativă pentru prezența legăturilor duble sau triple.
Caracteristici ale manifestărilor chimice ale KMnO4
Dacă stările de oxidare ale reactanților și ale produselor de reacție se modifică, atunci are loc o reacție de oxidare-reducere. Se bazează pe fenomenul de mișcare a electronilor de la un atom la altul. Ca și în cazul descompunerii permanganatului de potasiu și în alte reacții, substanța prezintă proprietăți pronunțate ale unui agent oxidant. De exemplu, într-o soluție acidificată de sulfit de sodiu și permanganat de potasiu se formează sulfați de sodiu, potasiu și mangan, precum și apă:
5Na2SO3 + 2KMnO4 + 3H2 SO4 =2MnSO4 + 5Na2SO4 + K2SO4 + 3H20.
În acest caz, ionul de sulf este un agent reducător, iar manganul, care face parte din anionul complex MnO4-, prezintă proprietățile unui agent oxidant. Acceptă cinci electroni, așa că starea sa de oxidare merge de la +7 la +2.
Influența mediului asuprafluxul unei reacții chimice
În funcție de concentrația ionilor de hidrogen sau a grupărilor hidroxil, se distinge natura acidă, alcalină sau neutră a soluției în care are loc reacția redox. De exemplu, cu un conținut în exces de cationi de hidrogen, un ion de mangan cu o stare de oxidare de +7 în permanganat de potasiu îl coboară la +2. Într-un mediu alcalin, la o concentrație mare de grupări hidroxil, sulfitul de sodiu, interacționând cu permanganatul de potasiu, este oxidat la sulfat. Un ion de mangan cu o stare de oxidare de +7 intră într-un cation cu o sarcină de +6, care se află în compoziția lui K2MnO4, a cărui soluție are o culoare verde. Într-un mediu neutru, sulfitul de sodiu și permanganatul de potasiu reacționează între ele, iar dioxidul de mangan precipită. Starea de oxidare a cationului mangan scade de la +7 la +4. În produsele de reacție se găsesc și sulfat de sodiu și alcalii - hidroxid de sodiu.
Utilizarea sărurilor acidului mangan
Reacția de descompunere a permanganatului de potasiu la încălzire și alte procese redox care implică săruri ale acidului mangan sunt adesea folosite în industrie. De exemplu, oxidarea multor compuși organici, eliberarea de clor gazos din acidul clorhidric, conversia sărurilor feroase în trivalente. În agricultură, o soluție de KMnO4 este utilizată pentru tratarea înainte de însămânțare a semințelor și a solului, în medicină tratează suprafața rănilor, dezinfectează mucoasele inflamate ale cavității nazale,folosit pentru dezinfectarea articolelor de igienă personală.
În articolul nostru, nu numai că am studiat în detaliu procesul de descompunere a permanganatului de potasiu, dar am luat în considerare și proprietățile sale oxidante și aplicațiile în viața de zi cu zi și în industrie.
