Oxidations-reduktionsprocesser ligger till grund för de viktigaste fenomenen i livlig och livlös natur: förbränning, nedbrytning av komplexa ämnen, syntes av organiska föreningar. Kaliumpermanganat, vars egenskaper vi kommer att studera i vår artikel, är ett av de mest kraftfulla oxidationsmedlen som används i laboratorie- och industriförhållanden. Dess oxiderande förmåga beror på oxidationstillståndet hos atomen, som förändras under reaktionens gång. Låt oss överväga detta på specifika exempel på kemiska processer som sker med deltagande av KMnO-molekyler 4.
Kännetecknande för ämnet
Den förening vi överväger (kaliumpermanganat) är en av de mest använda ämnena inom industrin - manganföreningar. S alt representeras av kristaller i form av vanliga mörklila prismor. Det löser sig bra i vatten och bildar en hallonfärgad lösning med utmärkta bakteriedödande egenskaper.egenskaper. Därför har ämnet funnit bred användning både inom medicin och i vardagen som ett bakteriedödande medel. Liksom andra föreningar av sjuvärt mangan kan s alt oxidera många föreningar av organisk och oorganisk natur. Nedbrytningen av kaliumpermanganat används i kemiska laboratorier för att få små volymer rent syre. Föreningen oxiderar sulfitsyra till sulfat. Inom industrin används KMnO4 för att extrahera klorgas från s altsyra. Den oxiderar också de flesta organiska ämnen och kan omvandla järns alter till sina järnföreningar.
Experiment med kaliumpermanganat
Ett ämne som vanligtvis kallas kaliumpermanganat sönderdelas vid upphettning. Reaktionsprodukterna innehåller fritt syre, mangandioxid och ett nytt s alt - K2MnO4. I laboratoriet utförs denna process för att erhålla rent syre. Den kemiska ekvationen för nedbrytningen av kaliumpermanganat kan representeras enligt följande:
2KMnO4=K2MnO4 + MnO2 + O2.
Torrsubstans, som är lila kristaller i form av vanliga prismor, värms upp till en temperatur på +200 °C. Mangankatjonen, som är en del av s altet, har ett oxidationstillstånd på +7. Den minskar i reaktionsprodukterna till +6 respektive +4.
Etylenoxidation
Gaskolväten som tillhör olika klasserorganiska föreningar har både enkel- och multipelbindningar mellan kolatomer i sina molekyler. Hur bestämmer man närvaron av pi-bindningar som ligger bakom den omättade naturen hos en organisk förening? För detta utförs kemiska experiment genom att testämnet (till exempel eten eller acetylen) passeras genom en lila lösning av kaliumpermanganat. Dess missfärgning observeras, eftersom den omättade bindningen förstörs. Etenmolekylen oxideras och förvandlas från ett omättat kolväte till en tvåvärd mättad alkohol - etylenglykol. Denna reaktion är kvalitativ för närvaron av dubbel- eller trippelbindningar.
Kemiska manifestationer av KMnO4
Om oxidationstillstånden för reaktanterna och reaktionsprodukterna ändras, uppstår en oxidations-reduktionsreaktion. Det är baserat på fenomenet rörelse av elektroner från en atom till en annan. Som i fallet med nedbrytning av kaliumpermanganat och i andra reaktioner, uppvisar ämnet uttalade egenskaper hos ett oxidationsmedel. Till exempel, i en surgjord lösning av natriumsulfit och kaliumpermanganat bildas natrium-, kalium- och mangansulfater samt vatten:
5Na2SO3 + 2KMnO4 + 3H2 SO4 =2MnSO4 + 5Na2SO4 + K2SO4 + 3H20.
I det här fallet är svaveljonen ett reduktionsmedel och mangan, som är en del av den komplexa anjonen MnO4-, uppvisar egenskaperna hos ett oxidationsmedel. Den accepterar fem elektroner, så dess oxidationstillstånd går från +7 till +2.
Påverkan av miljö påflödet av en kemisk reaktion
Beroende på koncentrationen av vätejoner eller hydroxylgrupper, urskiljs den sura, alkaliska eller neutrala karaktären hos lösningen där redoxreaktionen inträffar. Till exempel, med ett överskott av vätekatjoner, sänker en manganjon med ett oxidationstillstånd på +7 i kaliumpermanganat den till +2. I en alkalisk miljö, vid en hög koncentration av hydroxylgrupper, oxideras natriumsulfit, som interagerar med kaliumpermanganat, till sulfat. En manganjon med ett oxidationstillstånd på +7 går in i en katjon med en laddning på +6, som är i sammansättningen av K2MnO4, vars lösning har en grön färg. I en neutral miljö reagerar natriumsulfit och kaliumpermanganat med varandra och mangandioxid faller ut. Oxidationstillståndet för mangankatjonen minskar från +7 till +4. Natriumsulfat och alkali - natriumhydroxid finns också i reaktionsprodukterna.
Användning av s alter av mangansyra
Reaktionen av nedbrytning av kaliumpermanganat vid upphettning och andra redoxprocesser som involverar s alter av mangansyra används ofta inom industrin. Till exempel oxidationen av många organiska föreningar, frigörandet av gasformigt klor från s altsyra, omvandlingen av järns alter till trevärda. Inom jordbruket används en lösning av KMnO4 för behandling av frön och jord innan sådd, inom medicinen behandlar de sårytan, desinficerar inflammerade slemhinnor i näshålan,används för att desinficera personliga hygienartiklar.
I vår artikel studerade vi inte bara i detalj processen för nedbrytning av kaliumpermanganat, utan beaktade också dess oxiderande egenskaper och tillämpningar i vardagen och industrin.
