- معادلة
- التركيب الكيميائي
- التطبيقات
- الطب البيطري
- معالجة المياه
- حفظ الفاكهة
- العمل على النار
- معاير الأكسدة والاختزال
- كاشف في التخليق العضوي
- الاستخدامات التاريخية
- كيف يتم ذلك؟
- الخصائص
- تقسيم
- قوة مؤكسدة
- المراجع
و برمنجنات البوتاسيوم (برمنجنات 4) هو مركب غير العضوية التي تتكون من المنغنيز - مجموعة المعادن الانتقالية 7 (VIIB) - والأكسجين والبوتاسيوم. إنه مادة صلبة زجاجية أرجوانية عميقة. محاليلها المائية هي أيضا أرجوانية داكنة. تصبح هذه المحاليل أقل بنفسجية لأنها مخففة بكميات أكبر من الماء.
ثم يبدأ KMnO 4 في الخضوع للتخفيضات (اكتساب الإلكترونات) في سلسلة من الألوان بالترتيب التالي: أرجواني> أزرق> أخضر> أصفر> عديم اللون (مع ترسب بني من MnO 2). يوضح هذا التفاعل خاصية مهمة لبرمنجنات البوتاسيوم: إنه عامل مؤكسد قوي جدًا.
معادلة
صيغته الكيميائية هي KMnO 4 ؛ أي ، لكل كاتيون K + هناك أنيون MnO 4 - يتفاعل مع هذا
التركيب الكيميائي
تمثل الصورة العلوية الهيكل البلوري لـ KMnO 4 ، وهو من النوع المعيني. تتوافق الكرات الأرجوانية مع الكاتيونات K + ، بينما تتشكل الكرات الرباعية السطوح من الكرات الأربع الحمراء والكرة المزرقة مع MnO 4 - الأنيون.
لماذا يمتلك الأنيون هندسة رباعية السطوح؟ يجيب هيكل لويس الخاص بك على هذا السؤال. تعني الخطوط المنقطة أن الروابط المزدوجة يتردد صداها بين Mn و O. من أجل اعتماد هذا الهيكل ، يجب أن يكون للمركز المعدني تهجين sp 3.
نظرًا لأن المنغنيز يفتقر إلى أزواج الإلكترونات غير المشتركة ، فإن روابط Mn-O لا يتم دفعها إلى نفس المستوى. وبالمثل ، يتم توزيع الشحنة السالبة بين ذرات الأكسجين الأربعة ، حيث تكون مسؤولة عن توجيه الكاتيونات K + داخل الترتيبات البلورية.
التطبيقات
الطب البيطري
بسبب تأثيره المبيد للجراثيم ، فإنه يستخدم في العديد من الأمراض والحالات التي تسبب الآفات الجلدية ، مثل: التهابات القدم الفطرية ، والقوباء ، والجروح السطحية ، والتهاب الجلد والقرح المدارية.
بسبب تأثيرها الضار ، يجب استخدام برمنجنات البوتاسيوم بتركيزات منخفضة (1: 10000) ، مما يحد من فعالية عملها.
كما أنه يستخدم لعلاج طفيليات الأسماك في أحواض السمك التي تسبب التهابات الخياشيم وتقرحات الجلد.
معالجة المياه
إنه مُجدد كيميائي يستخدم لإزالة الحديد والمغنيسيوم وكبريتيد الهيدروجين (برائحة كريهة) من الماء ، ويمكن استخدامه لتنقية مياه الصرف الصحي.
يترسب الحديد والمغنيسيوم كأكاسيد غير قابلة للذوبان في الماء. بالإضافة إلى ذلك ، فهو يساعد على إزالة الصدأ الموجود في الأنابيب.
حفظ الفاكهة
يزيل برمنجنات البوتاسيوم الإيثيلين المتولد في الموز أثناء التخزين عن طريق الأكسدة ، مما يسمح له بالبقاء غير ناضج لأكثر من 4 أسابيع ، حتى في درجة حرارة الغرفة.
في أفريقيا يستخدمونه لنقع الخضار ، من أجل تحييد أي عوامل بكتيرية موجودة والقضاء عليها.
العمل على النار
يستخدم برمنجنات البوتاسيوم للحد من انتشار الحرائق. استنادًا إلى قدرة البرمنجنات على بدء الحريق ، يتم استخدامه في مكافحة الحرائق في حرائق الغابات.
معاير الأكسدة والاختزال
في الكيمياء التحليلية ، تُستخدم المحاليل المائية المعيارية كمعاير مؤكسد في قرارات الأكسدة والاختزال.
كاشف في التخليق العضوي
يعمل على تحويل الألكينات إلى ديول. أي ، تمت إضافة مجموعتين OH إلى الرابطة المزدوجة C = C. المعادلة الكيميائية التالية:
وبالمثل ، في محلول حامض الكبريتيك مع حمض الكروميك (H 2 CrO 4) ، يتم استخدامه لأكسدة الكحولات الأولية (R-OH) إلى الأحماض الكربوكسيلية (R-COOH أو RCO 2 H).
قوته المؤكسدة قوية بما يكفي لأكسدة مجموعات الألكيل الأولية أو الثانوية من المركبات العطرية ، "كربوكسيل" لهم ؛ أي تحويل السلسلة الجانبية R (على سبيل المثال ، CH 3) إلى مجموعة COOH.
الاستخدامات التاريخية
كان جزءًا من المساحيق المستخدمة كوميض في التصوير الفوتوغرافي أو لبدء تفاعل الثرمايت.
تم استخدامه في الحرب العالمية الثانية لتمويه الخيول البيضاء أثناء النهار. لهذا استخدموا ثاني أكسيد المنغنيز (MnO 2) ، وهو بني اللون. بهذه الطريقة ذهبوا دون أن يلاحظها أحد.
كيف يتم ذلك؟
يحتوي البيرولوزيت المعدني على ثاني أكسيد المنغنيز (MnO 2) وكربونات البوتاسيوم (CaCO 3).
في عام 1659 قام الكيميائي يوهان ر. جلوبر بإذابة المعدن وإذابه في الماء ، ملاحظًا ظهور اللون الأخضر في المحلول ، والذي تغير لاحقًا إلى اللون البنفسجي وأخيراً إلى الأحمر. يتوافق هذا اللون الأخير مع إنتاج برمنجنات البوتاسيوم.
في منتصف القرن التاسع عشر ، كان هنري كوندي يبحث عن منتج مطهر وعالج البيرولوزيت في البداية مع هيدروكسيد الصوديوم ثم مع KOH ، مما أدى إلى إنتاج ما يسمى بلورات كوندي. أي برمنجنات البوتاسيوم.
يتم إنتاج برمنجنات البوتاسيوم صناعيًا من ثاني أكسيد المنغنيز الموجود في البيرولوزيت المعدني. يتفاعل MnO 2 الموجود في المعدن مع هيدروكسيد البوتاسيوم ويتم تسخينه لاحقًا في وجود الأكسجين.
2 MnO 2 + 4 KOH + O 2 => 2 K 2 MnO 4 + 2 H 2 O
يتم تحويل منجنات البوتاسيوم (K 2 MnO 4) إلى برمنجنات البوتاسيوم عن طريق الأكسدة الإلكتروليتية في وسط قلوي.
2 K 2 MnO 4 + 2 H 2 O => 2 KMnO 4 + 2 KOH + H 2
في رد فعل آخر لبرمنجنات البوتاسيوم المنتجات، وكان رد فعل منغنات البوتاسيوم مع CO 2 ، والإسراع في عملية disproportionation:
3 K 2 MnO 4 + 2 CO 2 => 2 KMnO 4 + MnO 2 + K 2 CO 3
نظرًا لتوليد MnO 2 (ثاني أكسيد المنغنيز) ، فإن العملية غير مواتية ، حيث يتعين عليها توليد KOH من K 2 CO 3.
الخصائص
وهي مادة صلبة بلورية أرجوانية تذوب عند 240 درجة مئوية ، وبكثافة 2.7 جم / مل ، ويبلغ وزنها الجزيئي حوالي 158 جم / مول.
ومن ضعيف الذوبان في الماء (6.4 جم / 100 مل عند 20 درجة مئوية)، مما يدل على أن جزيئات الماء لا منذاب إلى حد كبير MNO 4 - أيونات ، لربما هندستها على رباعي السطوح تتطلب الكثير من المياه ل حلها. وبالمثل ، يمكن أيضًا إذابته في كحول الميثيل والأسيتون وحمض الأسيتيك والبيريدين.
تقسيم
يتحلل عند 240 درجة مئوية ، ويطلق الأكسجين:
2KMnO 4 => K 2 MnO 4 + MnO 2 + O 2
يمكن أن يخضع للتحلل بفعل الكحول والمذيبات العضوية الأخرى ، وكذلك بفعل الأحماض القوية وعوامل الاختزال.
قوة مؤكسدة
في هذا الملح ، يُظهر المنغنيز أعلى حالة أكسدة (+7) ، أو ما يعادله ، إلى أقصى عدد من الإلكترونات التي يمكن أن يفقدها أيونيًا. في المقابل ، يكون التكوين الإلكتروني للمنغنيز هو 3 د 5 4 ث 2 ؛ لذلك ، في برمنجنات البوتاسيوم تكون قشرة التكافؤ الكاملة لذرة المنغنيز "فارغة".
لذلك تميل ذرة المنغنيز بشكل طبيعي إلى اكتساب الإلكترونات ؛ أي أن يتم اختزالها إلى حالات أكسدة أخرى في الوسط القلوي أو الحمضي. هذا هو تفسير سبب كون KMnO 4 عامل مؤكسد قوي.
المراجع
- ويكيبيديا. (2018). برمنجنات البوتاسيوم. تم الاسترجاع في 13 أبريل 2018 من: en.wikipedia.org
- F. ألبرت قطن وجيفري ويلكينسون ، FRS. (1980). كيمياء غير عضوية متقدمة. افتتاحية ليموزا ، المكسيك ، الطبعة الثانية ، الصفحات 437-452.
- روبن واسرمان. (14 أغسطس 2017). الاستخدامات الطبية لبرمنجنات البوتاسيوم. تم الاسترجاع في 13 أبريل 2018 ، من: livestrong.com
- كلارك د. (30 سبتمبر 2014). الاستخدامات الثلاثة لبرمنجنات البوتاسيوم. تم الاسترجاع في 13 أبريل 2018 ، من: technology.org
- جيمس إتش بول ، علي أنصاري ، إيري آر كيه (1988). الديناميكا الحرارية المعيارية ، المجلد. 5 ، تقييم التغيرات في الخصائص. Ediciones Ciencia y Técnica، SA México، Editorial Limusa، pages 273-280.
- JM Medialdea و C. Arnáiz و E. Díaz. برمنجنات البوتاسيوم: مؤكسد قوي ومتعدد الاستعمالات. قسم الهندسة الكيميائية والبيئية. مدرسة جامعة إشبيلية.
- حسن زوليك. (27 أكتوبر 2009). معالجة مياه الصرف الصحي البيولوجية.. تم الاسترجاع في 13 أبريل 2018 من: es.wikipedia.org
- آدم رودزيكوفسكي. (12 مارس 2015). برمنجنات البوتاسيوم البسيط.. تم الاسترجاع في 13 أبريل 2018 من: commons.wikimedia.org