Перманганат
 | |
 | |
| Имена | |
|---|---|
| Систематическое название ИЮПАК Перманганат | |
| Идентификаторы | |
3D model ( JSmol ) | |
| ЧЭБИ | |
| ХимическийПаук | |
ПабХим CID | |
| НЕКОТОРЫЙ | |
Панель управления CompTox ( EPA ) | |
| Характеристики | |
| MnO − 4 | |
| Молярная масса | 118.934 g·mol −1 |
| Конъюгатная кислота | Пермангановая кислота |
Если не указано иное, данные приведены для материалов в стандартном состоянии (при 25 °C [77 °F], 100 кПа). | |
Перманганат ə ( / p ər ˈ m æ ɡ n eɪ t ) , p ɜːr - / ŋ [1] представляет собой химическое соединение манганата (VII) с ионом . MnO −
4 , сопряженное основание кислоты марганцовой . Поскольку атом марганца +7 имеет степень окисления , ион перманганата (VII) является сильным окислителем . Ион представляет собой ион переходного металла с тетраэдрической структурой . [2] Растворы перманганата имеют фиолетовый цвет и устойчивы в нейтральных или слабощелочных средах. Точная химическая реакция зависит от присутствующих углеродсодержащих реагентов и используемого окислителя. Например, трихлорэтан (C 2 H 3 Cl 3 ) окисляется ионами перманганата с образованием диоксида углерода (CO 2 ), диоксида марганца (MnO 2 ), ионов водорода (H + ) и хлорид-ионы (Cl − ). [3]
- 8 МнО −
4 + 3С
22Ч
3 кл
3 → 6 СО
2 + 8 МnО
2 + Ч +
+ 4Ч
2O + 9Cl −
В кислом растворе перманганат(VII) восстанавливается до бледно-розового марганца(II) (Mn 2+ ) со степенью окисления +2.
- 8 ч. +
+ МnО −
4 + 5 и − → Мн 2+ + 4 Н 2 О
В сильноосновном или щелочном растворе перманганат(VII) восстанавливается до зеленого манганат- иона MnO. 2−
4 со степенью окисления +6.
- MnO −
4+ и − → МnО 2−
4
Однако в нейтральном растворе он восстанавливается до коричневого диоксида марганца MnO 2 со степенью окисления +4.
- 2 Н 2 О + МnО −
4 + 3 и − → MnO 2 + 4 ОН −
Производство
[ редактировать ]Перманганаты могут быть получены окислением соединений марганца, таких как хлорид марганца или сульфат марганца , сильными окислителями, например, гипохлоритом натрия или диоксидом свинца :
- 2 MnCl 2 + 5 NaClO + 6 NaOH → 2 NaMnO 4 + 9 NaCl + 3 H 2 O
- 2 MnSO 4 + 5 PbO 2 + 3 H 2 SO 4 → 2 HMnO 4 + 5 PbSO 4 + 2 H 2 O
также можно получить путем диспропорционирования манганатов Его с диоксидом марганца в качестве побочного продукта:
- 3 Na 2 MnO 4 + 2 H 2 O → 2 NaMnO 4 + MnO 2 + 4 NaOH
В промышленных масштабах их производят электролизом или окислением на воздухе щелочных растворов солей марганцовки ( MnO 2−
4 ). [4]
Использование
[ редактировать ]Это распространенное и сильное дезинфицирующее средство, регулярно используемое для дезинфекции ванн, туалетов и умывальников. [ нужна ссылка ] . Это дешевое и чрезвычайно эффективное соединение для этой задачи. [ нужна ссылка ]
Характеристики
[ редактировать ]
Перманганаты(VII) представляют собой соли марганцовой кислоты. Они имеют темно-фиолетовый цвет из-за перехода переноса заряда от -орбиталей оксо-лиганда p к пустым орбиталям, полученным из d -орбиталей марганца (VII). [5] Перманганат(VII) является сильным окислителем и похож на перхлорат . Поэтому в качественном анализе широко используются окислительно-восстановительные реакции ( перманганометрия ). По теории перманганат достаточно силен, чтобы окислять воду, но на самом деле этого ни в какой степени не происходит. Помимо этого, он стабилен.
Это полезный реагент , но он не очень селективен по отношению к органическим соединениям. Перманганат калия применяется в качестве дезинфицирующей и водоочистной добавки в аквакультуре. [6]
Манганаты (VII) термически не очень стабильны. Например, перманганат калия при 230 °C разлагается на манганат калия и диоксид марганца с выделением газообразного кислорода :
- 2 KMnO 4 → К 2 MnO 4 + MnO 2 + O 2
Перманганат может окислить амин до нитросоединения . [7] [8] спирт в кетон , [9] альдегид , в кислоту карбоновую [10] [11] концевой алкен карбоновой кислоты , [12] щавелевая кислота в углекислый газ , [13] и алкен к диолу . [14] Этот список не является исчерпывающим.
При окислении алкенов одним промежуточным продуктом является циклическая разновидность Mn(V): [15]
Соединения
[ редактировать ]- Перманганат аммония , NH 4 MnO 4
- Перманганат бария , Ba(MnO 4 ) 2
- Перманганат кальция , Ca(MnO 4 ) 2
- Перманганат лития , LiMnO 4
- Перманганат калия , KMnO 4
- Перманганат натрия , NaMnO 4
- Перманганат серебра , AgMnO 4
Безопасность
[ редактировать ]Смертельная доза перманганата составляет около 10 г, зафиксировано несколько смертельных отравлений. Сильный окислительный эффект приводит к некрозу слизистой оболочки . Например, поражается пищевод , если проглотить марганцовку. Лишь ограниченное количество всасывается в кишечнике, но это небольшое количество оказывает серьезное воздействие на почки и печень. [16] [17]
См. также
[ редактировать ]- Перхлорат , аналогичный ион с центром хлора (VII).
- Перманганатный индекс
- Хромат , изоэлектронный перманганату.
- Пертехнетат
Ссылки
[ редактировать ]- ^ «перманганат» . Словарь Merriam-Webster.com .
- ^ Сукалян Даш, Сабита Патель и Биджай К. Мишра (2009). «Окисление перманганатом: синтетические и механистические аспекты». Тетраэдр . 65 (4): 707–739. дои : 10.1016/j.tet.2008.10.038 .
- ^ «Гео-Клинз Интернэшнл, ИНК. | Перманганат» .
- ^ Коттон, Ф. Альберт; Уилкинсон, Джеффри; Карлос А. Мурильо; Манфред Бохманн (1999). Продвинутая неорганическая химия (6-е изд.). Нью-Йорк: John Wiley & Sons, Inc., с. 770. ИСБН 978-0471199571 .
- ^ Мисслер, Гэри Л.; Фишер, Пол Дж.; Тарр, Дональд А. (2014). Неорганическая химия (5-е изд.). Пирсон. п. 430. ИСБН 978-0321811059 .
- ^ Синдел. «Дезинфицирующее средство натрий-перманганат калия» .
- ^ А. Колдер, А. Р. Форрестер1 и С. П. Хепберн (1972). «2-метил-2-нитрозопропан и его димер» . Органические синтезы . 6 : 803
{{cite journal}}: CS1 maint: multiple names: authors list (link) CS1 maint: numeric names: authors list (link); Сборник томов , т. 52, с. 77 . - ^ Натан Корнблюм и Уиллард Дж. Джонс (1963). «4-нитро-2,2,4-триметилпентан» . Органические синтезы . 5 :845 ; Сборник томов , т. 43, с. 87 .
- ^ Дж. В. Корнфорт (1951). «Этилпируват» . Органические синтезы . 4 :467 ; Сборник томов , т. 31, с. 59 .
- ^ Р. Л. Шрайнер и ЕС Кляйдерер (1930). «Пиперониловая кислота» . Органические синтезы . 2 :538 ; Сборник томов , т. 10, с. 82 .
- ^ Джон Р. Рухофф (1936). «н-гептановая кислота» . Органические синтезы . 2 :315 ; Сборник томов , т. 16, с. 39 .
- ^ Дональд Г. Ли, Шеннон Э. Лэмб и Виктор С. Чанг (1981). «Карбоновые кислоты при окислении концевых алкенов перманганатом: нонадекановая кислота» . Органические синтезы . 7 : 397
{{cite journal}}: CS1 maint: multiple names: authors list (link); Сборник томов , т. 60, с. 11 . - ^ Ковач К.А., Гроф П., Бурай Л., Ридель М. (2004). «Пересмотр механизма перманганатно-оксалатной реакции». Дж. Физ. хим. А. 108 (50): 11026. Бибкод : 2004JPCA..10811026K . дои : 10.1021/jp047061u .
- ^ Э. Дж. Витземан, Wm. Ллойд Эванс, Генри Хасс и Э. Ф. Шредер (1931). «этилацеталь dl-глицеральдегида» . Органические синтезы . 2 : 307
{{cite journal}}: CS1 maint: multiple names: authors list (link); Сборник томов , т. 11, с. 52 . - ^ Ли, Дональд Г.; Чен, Тао (1993), «Восстановление манганата (VI) миндальной кислотой и его значение для разработки общего механизма окисления органических соединений высоковалентными оксидами переходных металлов», J. Am. хим. Соц. , 115 (24): 11231–36, doi : 10.1021/ja00077a023 .
- ^ Онг, КЛ; Тан, TH; Чунг, WL (1997). «Отравление перманганатом калия – редкая причина смертельного самоотравления» . Журнал неотложной медицины . 14 (1): 43–45. дои : 10.1136/emj.14.1.43 . ПМЦ 1342846 . ПМИД 9023625 .
- ^ Янг, Р.; Кричли, Дж.А.; Янг, К.К.; Фриберн, Колорадо; Рейнольдс, AP; Лолин, Ю.И. (1996). «Смертельная острая гепаторенальная недостаточность после приема перманганата калия». Человеческая и экспериментальная токсикология . 15 (3): 259–61. дои : 10.1177/096032719601500313 . ПМИД 8839216 . S2CID 8993404 .