Kaliumpermanganat

Strukturell formel
__ K +      __ O 2−      __ Mn 7+
Krystallsystem	ortorombisk
Romgruppe	Pnma (nr. 62)Mal: romgruppe / 62
Gitterparametere	a  = 9,128  Å , b  = 5,728 Å, c  = 7,436 Å
Generell
Etternavn	Kaliumpermanganat
andre navn	Kaliumtetraoksomanganat (VII) Kaliummanganat (VII) Hyper mangan Super mangansyre potash (um)
Molekylær formel	KMnO 4
Kort beskrivelse	lilla luktfritt fast stoff
Eksterne identifikatorer / databaser
CAS-nummer 7722-64-7 EF-nummer 231-760-3 ECHA InfoCard 100.028.874 PubChem 516875 ChemSpider 22810 DrugBank DB13831 Wikidata Q190865
Legemiddelinformasjon
ATC-kode	D08 AX06 V03 AB18
eiendommer
Molarmasse	158,03 g mol −1
Fysisk tilstand	fast
tetthet	2,70 g cm −3
Smeltepunkt	Nedbrytning over 240 ° C
løselighet	moderat i vann (64 g l −1 ved 20 ° C)
sikkerhetsinstruksjoner
Vær oppmerksom på unntaket fra merkekravet for medisiner, medisinsk utstyr, kosmetikk, mat og fôr GHS-faremerking fra  forordning (EF) nr. 1272/2008 (CLP) , utvidet om nødvendig fare H- og P-setninger H: 272-302-314-361d-373-410 P: 210-220-280-301 + 330 + 331-303 + 361 + 353-305 + 351 + 338-310
MAK	0,5 mg m −3
Så langt som mulig og vanlig, brukes SI-enheter . Med mindre annet er angitt, gjelder oppgitte data standardbetingelser .

Kaliumpermanganat (KMnO ₄ ) er kaliumsaltet av permangansyren HMnO _{4, som} ikke forekommer i fri tilstand . Kaliumpermanganat er et metallisk, skinnende, nesten svart utseende krystallinsk fast stoff og et sterkt oksidasjonsmiddel . Det tørre, ikke for fine pulveret, laget av ganske akutte vinklede krystaller, har en mer grønnaktig enn lilla glans. Det fineste støv, slitasje - linjen , spor som sitter fast på grove overflater eller trengt inn i porøse materialer, virker mørk lilla, som deler løsnet av spor av vann. Permanganatet som en krystallgitterbyggestein eller anion er eneansvarlig for den intense fargen på saltet og løsningen . Fargen skyldes overganger med ladeoverføring . I permanganater er mangan i sin høyeste oksidasjonstilstand + VII.

eiendommer

Kaliumpermanganat danner mørke, rødviolette, skinnende krystaller som er moderat oppløselige i vann og produserer en intenst fiolett løsning selv i lave konsentrasjoner . Krystallinsk kaliumpermanganat er stabilt ved romtemperatur, men den vandige løsningen spaltes over tid til mangan (IV) oksid og oksygen. Den krystalliserer ortorombisk , romgruppe Pnma (romgruppe nr. 62) , med gitterparametrene a = 9,128 Å , b = 5,728 Å, c = 7,436 Å.Mal: romgruppe / 62

Spill av mediefilen

Krystallisasjon fra den vandige KMnO ₄ løsning på grunn av fordampning, registreres i sanntid ved 200x forstørrelse

Siden mangan er i sin høyeste oksidasjonstilstand i permanganatanionet, ser det ut som et veldig sterkt oksidasjonsmiddel i redoksreaksjoner . Dermed oksyderer kaliumpermanganat z. B. saltsyre til klorgass og representerer således en laboratoriemetode for representasjon av klor:

${\ displaystyle {\ ce {2MnO4 ^ - + 10Cl- + 16H3O + -> 2Mn ^ {2} + + 5Cl2 ^ + 24H2O}}}$

Det oksyderer for eksempel sulfitter og sulfider til sulfater , Fe (II) til Fe (III) -ioner og alkoholer til aldehyder . Det kan også forårsake nedbrytning av organiske stoffer.

Kaliumpermanganat viser ikke noe smeltepunkt. Over 240 ° C spaltes det til kaliummanganat (kaliummanganat (VI), K ₂ MnO ₄ ), mangandioksid (MnO ₂ ), kaliumoksid (K ₂ O) og oksygen (O ₂ ): dette gjør kaliumpermanganat til en brann -fremmende agent.

${\ displaystyle {\ ce {10KMnO4 -> 3K2MnO4 + 7MnO2 + 2K2O + 6O2 ^}}}$

Ved enda høyere temperaturer bryter kaliummanganatet også ned:

${\ displaystyle {\ ce {2K2MnO4 -> 2MnO2 + 2K2O + O2 ^}}}$

Skjema for redoksreaksjon av sulfitt med permanganat:

${\ displaystyle {\ ce {Oksidasjon:}}}$	${\ displaystyle \ mathrm {{\ overset {\ underset {+ IV} {}} {\ S}} O_ {3} ^ {2 -} + 3 \ H_ {2} O}}$	${\ displaystyle {\ ce {->}}}$	${\ displaystyle \ mathrm {{\ overset {\ underset {+ VI} {}} {\ S}} O_ {4} ^ {2 -} + 2 \ e ^ {-} + 2 \ H_ {3} O ^ {+}}}$	${\ displaystyle \ mathrm {| \ cdot 5}}$
${\ displaystyle {\ ce {Reduksjon:}}}$	${\ displaystyle \ mathrm {{\ overset {\ undersett {+ VII} {}} {Mn}} O_ {4} ^ {-} + 5 \ e ^ {-} + 8 \ H_ {3} O ^ {+ }}}$	${\ displaystyle {\ ce {->}}}$	${\ displaystyle \ mathrm {\ {\ overset {\ undersett {+ II} {}} {Mn}} {} ^ {2 +} + 12 \ H_ {2} O}}$	${\ displaystyle \ mathrm {| \ cdot 2}}$
${\ displaystyle {\ ce {Redox:}}}$	${\ displaystyle {\ ce {5SO3 ^ {2} - + 2MnO4 ^ - + 6H3O +}}}$	${\ displaystyle {\ ce {->}}}$	${\ displaystyle {\ ce {5SO4 ^ {2} - + 2Mn ^ {2} + + 9H2O}}$

Som et kompleks med kroneetere , kan kaliumpermanganat også oppløses i ikke-polare organiske løsningsmidler slik som benzen eller toluen , som anvendes i syntetisk, organisk kjemi.

Produksjon

Den tekniske produksjonen er basert på mangandioksid MnO ₂ , som reagerer med høyt konsentrert kaliumhydroksid og atmosfærisk oksygen ved 250 ° C for å danne det grønnfargede kaliummanganatet (VI) K ₂ MnO ₄ . Dette bearbeides elektrokjemisk til kaliumpermanganat (anodisk oksidasjon) og markedsføres i krystallform.

En målrettet totrinnssyntese er mulig i laboratoriet, der MnO ₂ først oksideres til K ₂ MnO ₄ i et sterkt grunnleggende miljø (f.eks. Av KClO ₃ ) og deretter, etter disproportioneringsvekt , omdannes til KMnO ₄ og MnO ₄ ⁴⁻ , som spaltes ved påfølgende hydrolyse i MnO ₂ og OH ^- og nøytraliseres ved å innføre CO ₂ eller tilsette fortynnet svovelsyre .

${\ displaystyle {\ ce {3MnO2 + KClO3 + 6KOH -> 3K2MnO4 + KCl + 3H2O}}}$

Disproportionering:

${\ displaystyle {\ ce {3MnO4 ^ {2 -} <=> 2MnO4- + MnO4 ^ {4 -} (+ 2H2O -> 2MnO4- + MnO2 + 4OH ^ {-})}}}$

Nøytraliseringen forskyver likevekten til høyre, siden utfelling av mangan (IV) oksid ikke lenger kan oppløses i det basiske mediet, noe som øker utbyttet av kaliumpermanganat.

${\ displaystyle {\ ce {3K2MnO4 + 2CO2 + 2H2O -> 2KMnO4 + MnO2 + 2K2CO3 + 2H2O}}}$

I stedet for den karbonsyre som følge av innføring av CO- ₂ , kan den ekvivalente mengde fortynnet svovelsyre også anvendes.

bruk

Påvisning av glukose gjennom reduksjon av permanganationer ved hjelp av eksemplet på gummibjørner

På grunn av sin sterke oksiderende effekt, brukes kaliumpermanganat i en rekke bruksområder:

• Det er mye brukt som et desinfeksjonsmiddel , deodorant og algicid .
• I kvantitativ kjemisk analyse ( oksidimetri , manganometri , en redoks titrering ) brukes den til å bestemme et stort antall stoffer (for eksempel jern , nitritt , oksalat , reduserende sukker og indirekte kalsium ); den endepunktet for bestemmelsen er indikert ved en permanent lilla farge. I laboratoriet brukes også alkalisk kaliumpermanganatløsning til å rengjøre glassapparater.
• På analog fotografering det blir brukt til å detektere feste salt ( natrium-tiosulfat ), og som en redusering for eksponert bilder; at sølv er oksydert i prosessen.
• Det brukes til å bleke naturlige svamper for å få sin typiske hvit-gule farge. Som soppdrepende middel og bakteriedrepende middel er også kaliumpermanganat for behandling av frukttrær, oliventrær og vinstokker godkjent for økologisk jordbruk i henhold til EØF-forskriften.
• Når glyserin dryppes på et overskudd av saltet, antennes blandingen etter noen sekunder til minutter og brenner med en karakteristisk lilla flamme. Denne forsinkede reaksjonen ble brukt til å starte termittreaksjoner på grunn av den intense varmen . Blandinger med magnesium eller aluminiumpulver reagerer eksplosivt under et sterkt lysglimt. Med glyserin, etylenglykol, mannitol, acetaldehyd og mange andre stoffer, oppstår spontan antenning.
• Når det gjelder mengde, brukes kaliumpermanganat til fremstilling av sakkarin .
• I organisk kjemi kan kaliumpermanganat brukes til dihydroksylering av alkener . Siden det har en tendens til ytterligere å oksidere de dannede 1,2-dioler, er utbyttene vanligvis dårligere enn for eksempel i tilfelle dihydroksylering med osmium (VIII) oksyd . Kaliumpermanganat er imidlertid betydelig billigere og betydelig mindre helseskadelig, slik at det fremdeles kan brukes i enkle synteser.
• For å fjerne cinnamoyl kokain og andre urenheter fra kokapasta brukes kaliumpermanganat også til fremstilling av kokain . Dette er grunnen til at den er oppført i kategori 2 i Basic Materials Monitoring Act i Tyskland ; produksjon, import, eksport og handel er derfor gjenstand for registrering fra en mengde på 100 kg.
• En annen bruk er i farging av tre.
• Store mengder brukes i bleking (oksiderende) denimfarge for å skape et vintageutseende.
• I medisin brukes kaliumpermanganatoppløsning som et snerpende og desinfiserende middel for utvendig behandling av huden , bl.a. for fotsopp eller bleieutslett , brukt ( ATC-kode D08AX06). I akuttoksikologi brukes en burgunder-farget kaliumpermanganatoppløsning (ca. 0,1%) til magesvask i tilfelle forgiftning etter oral inntak av oksiderbare giftstoffer.
• Det brukes også til behandling av parasittiske fiskesykdommer.
• Kaliumpermanganat ødelegger luktende stoffer og har en bakteriedrepende effekt.
• Ved produksjon av fettsyrer ved parafinoksidasjon ble kaliumpermanganat brukt som et oksidasjonsmiddel.
• Kaliumpermanganat nedbryter katalytisk hydrogenperoksid og produserer store mengder oksygengass. Dette kan brukes til å kjøre turbiner, for eksempel A4-raketten, eller til forbrenningsmotorer i ubåter.

Historisk

Kaliumpermanganat ble først beskrevet i 1659 av Johann Rudolf Glauber . Kaliumpermanganatoppløsning ble tidligere markedsført som Condy's Fluid av Henry Bollmann Condy (1826–1907) og ble brukt til desinfisering og bleking. Tidligere fotografer brukte kaliumpermanganat som ingrediens i flashpulver . Kaliumpermanganat ble brukt til å gurgle mot sår hals og i slakterens handel for å ta lukten av råttent kjøtt og gjøre det velsmakende igjen. Videre blir huden brun etter kontakt med kaliumpermanganatoppløsning på grunn av avsetning av mangandioksid; derfor ble slike løsninger også brukt spesifikt som garvemidler.

• 

  KMnO ₄ krystaller

• 

  KMnO ₄ i vandig løsning

sikkerhetsinstruksjoner

Kaliumpermanganat har vannfareklasse 3 (svært farlig for vann), som i tillegg til oksidasjonseffekten må tas i betraktning ved avhending av permanganatrester. Kaliumpermanganat har bare lav akutt toksisitet ( LD ₅₀ (rotte, oral) = 750 mg / kg), men har en uttalt irriterende effekt på levende vev på grunn av sin sterke oksiderende effekt, slik at kjemiske forbrenninger lett kan oppstå. Enhver kontakt utover medisinsk bruk eller til og med oralt inntak må derfor forhindres. Permanganatstøv får hornhinnen til å bli overskyet .

Misfargingen av selve huden, som oppstår ved kontakt, er imidlertid ufarlig og er i reduksjonen som resulterer i permanganat som Braunstein forårsaket. Større misfargede områder kan misfarges igjen med sulfittløsninger .

Som et resultat av den sterke oksiderende effekten reagerer kaliumpermanganat noen ganger veldig voldsomt med mange reduserende eller brennbare stoffer; spontan forbrenning kan forekomme. Blandinger med stoffer som ikke fører til spontane reaksjoner er ekstremt brannfarlige og kan da reagere eksplosivt.

På forslag fra den franske kjemikaliemyndigheten ble den kjemiske klassifiseringen av kaliumpermanganat revidert i 2016. De franske myndighetene søkte om repr 1B å bli klassifisert som reproduksjonstoksisk. The Committee for Risk Assessment (RAC) av den europeiske kjemikaliebyrået (ECHA) bare delvis fulgt programmet og tilsettes følgende til klassifiseringen for kaliumpermanganat på 09.12.2016: Kaliumpermanganat er klassifisert som repr to reproduksjonstoksiske. Den ekstra advarselen er satt til H361d. Denne klassifiseringen av RAC må fortsatt implementeres av EU-kommisjonen i gjeldende lov, men med publiseringen representerer den kunnskapen som må tas i betraktning av selskaper og myndigheter.

Kaliumpermanganat ble tatt av EU i 2017 i henhold til forordning (EF) 1907/2006 (REACH) i forbindelse med substans evaluering i fellesskap er rullende virkning plan ( CoRAP ). Effektene av stoffet på menneskers helse og miljøet blir evaluert på nytt, og om nødvendig iverksettes oppfølgingstiltak. Opptaket av kaliumpermanganat var forårsaket av bekymringer om forbrukernes bruk og eksponering av følsomme befolkningsgrupper, samt den mulige risikoen fra reproduktive egenskaper. Revurderingen fant sted fra 2017 og ble utført av Frankrike . En sluttrapport ble deretter publisert.

weblenker

Individuelle bevis

1. ↑ ^{a b c d e f g} Oppføring av kaliumpermanganat i GESTIS stoffdatabase til IFA , åpnet 18. november 2019. (JavaScript kreves)
2. ↑ Entry på kaliumpermanganat i klassifisering og merking Opptelling av den europeiske kjemikaliebyrået (ECHA), åpnes den 18. november, 2019. produsenter eller distributører kan utvide den harmoniserte klassifisering og merking .
3. ↑ R. Hoppe, D. Fischer, J. Schneider: Ved kjennskap til oksyder A [MO ₄ ]: Om LiMnO ₄ , KMnO ₄ , RbMnO ₄ , CsMnO ₄ samt RbIO ₄ og CSIO ₄ . (- Hva betyr egentlig "krystallstrukturen til ..."? -). I: Journal of Inorganic and General Chemistry . 625 (7), 1999, s. 1125-1142, doi : 10.1002 / (SICI) 1521-3749 (199907) 625: 7 <1135 :: AID-ZAAC1135> 3.0.CO; 2-L .
4. ↑ Eberhard Schweda: Jander / Blasius Uorganisk kjemi 1 . 17. utgave. Hirzel Verlag, Stuttgart 2012, ISBN 978-3-7776-2134-0 , s. 324 . 
5. ↑ Innføring av kaliumpermanganat. I: Römpp Online . Georg Thieme Verlag, åpnet 15. juni 2014.
6. ^ Arnold Willmes, pocket-kjemiske stoffer , Harri Deutsch, Frankfurt (M.), 2007.
7. ↑ Forordning (EF) nr. 889/2008 Vedlegg II: Pesticider .
8. ↑ FR Kreißl, O. Krätz, ild og flamme, lyd og røyk. , Wiley-VCH Weinheim, 2. utgave 2008, ISBN 978-3-527-32276-3 , s. 123 ( begrenset forhåndsvisning i Google-boksøk).
9. ↑ Kokain og sprekk på EMCDDA- nettstedet , åpnet 24. mai 2014.
10. ↑ Bernhard Schultz: Farbwarenkunde . Vieweg + Teubner Verlag, Wiesbaden 1953, ISBN 3-322-97907-5 , s. 46 , doi : 10.1007 / 978-3-322-98438-8_4 . 
11. ↑ Kathrin Werner: Nå laserbiter en robot det brukte utseendet i jeans . I: Tages-Anzeiger, Tages-Anzeiger . ( tagesanzeiger.ch [åpnet 28. februar 2018]). 
12. ↑ Lutz Roth, Max Daunderer, Kurt Kormann: Poison planter-plantegiftstoff. Forekomst, effekt, terapi . 2. utgave. Ecomed, Landsberg 1988, ISBN 3-609-64810-4 , pp. 810 ff . 
13. ↑ G. Wietzel: Produksjon av syntetiske fettsyrer ved oksidasjon av parafiniske hydrokarboner med molekylært oksygen . I: Kjemisk ingeniørvitenskap . teip 3 , 1954, s. 17 - IN4 , doi : 10.1016 / S0009-2509 (54) 80003-0 . 
14. ↑ Derek Lowe, Das Chemiebuch, Librero 2017
15. ^ RAC-avgjørelse 9. desember 2016
16. ↑ European Chemicals Agency (ECHA): Konklusjon og evaluering av stoffevaluering .
17. ↑ Rullende handlingsplan for samfunnet ( CoRAP ) fra European Chemicals Agency (ECHA): Kaliumpermanganat , tilgjengelig 26. mars 2019.