Калиев перманганат

История

През 1659 г. немският химик Йохан Рудолф Глаубер разтопява смес от минерала пиролузит и калиев карбонат, за да получи материал, който при разтваряне във вода се превръща в зелен разтвор (калиев манганат). Той бавно променя цвета си до виолетов (калиев перманганат) и накрая до червен. Този доклад е първото описание на производството на калиев перманганат.

Малко по-малко от 200 години по-късно лондончанинът Хенри Болман Конди е химик. Той се интересувал от дезинфектанти и създал някои неща като озонирана вода. Той открил, че когато разтопил пиролузит с натриев хидроксид и го разтворил във вода, се получил разтвор, който имал добри дезинфекционни свойства. Той патентова този разтвор и го продава под името Condy's Fluid. Проблемът бил, че разтворът не бил много стабилен. Това било отстранено чрез използване на калиев хидроксид вместо натриев хидроксид. Така се получава по-стабилен материал. Освен това той можел да се изсушава до също толкова добър калиев перманганат на прах. Този прах е наречен "кристали на Конди" или "прах на Конди". Калиевият перманганат се приготвял лесно, затова Конди се опитал да попречи на други хора да го приготвят и да го продават сами.

Ранните фотографи го използват в праха за светкавици.

Използва

Химически приложения

Калиевият перманганат се използва като окислител.^[3] Използва се също в дезинфектанти и дезодоранти. Може да се използва за производството на много различни видове химикали. При пречистването на отпадъчни води той се използва за отстраняване на сероводорода - миризлив токсичен газ. В аналитичната химия понякога се използва точна концентрация на KMnO₄ , за да се види колко от определен редуктор има в титруването. По подобен начин той се използва като реактив за дървесна маса. При смесване на калиев перманганат и формалдехид се получава лек сълзотворен газ.

Като окислител в органичния синтез

Разредените разтвори на KMnO₄ превръщат алкените в диоли (гликоли). Това поведение се използва и като качествен тест за наличието на двойни или тройни връзки в дадена молекула, тъй като реакцията прави перманганатния разтвор безцветен. Понякога тя се нарича реактив на Байер.

Концентрираните разтвори окисляват метилова група на ароматен пръстен, например толуол, до бензоена киселина.

KMnO₄ окислява псевдоефедринов хидрохлорид, за да произведе метатинон - наркотик от Списък I в САЩ. Вследствие на това DEA е ограничила употребата и продажбата му, като го е класифицирала като контролиран прекурсор от Списък I. Калиевият перманганат е включен в списък I на прекурсорите съгласно Конвенцията на ООН за борба срещу незаконния трафик на упойващи и психотропни вещества.

Киселини и калиев перманганат

Концентрираната сярна киселина реагира с калиев перманганат, при което се получава манганов(VII) оксид, който може да бъде взривоопасен. ^[4][5][6]. При тази реакция се образува и озон. Озонът може да възпламени хартия, напоена със спирт. Тази реакция е много опасна.

6 KMnO₄ + 9 H₂ SO₄ → 6 MnSO₄ + 3 K₂ SO₄ + 9 H₂ O + 5 O₃

Концентрираният HCl създава хлор.

2 KMnO₄ + 16 HCl → 2 MnCl₂ + 2 KCl + 8 H₂ O + 5 Cl₂

Съдържащите Mn продукти от окислително-редукционните реакции зависят от рН. Киселите разтвори на перманганат се редуцират до слабо розовия Mn²⁺ йон, както в манганов(II) хлорид. В неутрален разтвор перманганатът се редуцира до кафяв манганов(IV) оксид, в който Mn е в състояние на окисление +4. Мангановият(IV) оксид е веществото, което оцветява кожата, когато върху нея се постави калиев перманганат. Калиевият перманганат спонтанно се редуцира в основен разтвор до зелен на цвят калиев манганат, където манганът е в окислително състояние +6.

Биомедицински приложения

• Разредените разтвори се използват за лечение на рани от рак (язви) (0,25%), за дезинфекция на ръцете (около 1%) и за лечение на лек помфоличен дерматит или гъбични инфекции на ръцете или краката.
• Разреденият разтвор на подкиселен калиев перманганат се използва в хистологията за избелване на меланина, който затъмнява детайлите на тъканите.
• Калиевият перманганат може да се използва за разграничаване на амилоид АА от други видове амилоид, патологично отложен в телесните тъкани. Инкубацията на фиксирана тъкан с калиев перманганат ще попречи на оцветяването на амилоидния АА с конго червено, докато другите видове амилоид не се повлияват.^[7][8]

Различни употреби

• Разтвори на KMnO₄ са използвани заедно с 80% водороден пероксид за задвижване на ракета. Тази употреба е наречена Z-Stoff. Това ракетно гориво все още се използва в торпедата.
• Разреден (10 mg/l) калиев перманганат може да се използва за отстраняване на охлюви от растения преди поставянето им в сладководен аквариум.
• Висококачественият калиев перманганат може да се намери в магазините за басейни и се използва в селските райони за отстраняване на желязо и сероводород (миризма на развалени яйца) от водата в кладенците.
• KMnO₄ често се включва в комплектите за оцеляване заедно с глицерин или таблетка глюкоза за разпалване на огън. Глюкозната таблетка може да се раздроби, да се смеси с калиевия перманганат и да изгори, ако се разтрие. Тя може да се смеси и с антифриз от превозно средство, за да се разпали огън. Това може да бъде опасно и трябва да се направи внимателно, като се потопи хартия в антифриза и след това се добави малко количество калиев перманганат. Той може също така да стерилизира вода и рани, така че е полезен в комплекта за оцеляване.
• KMnO₄ се използва за лечение на някои паразитни заболявания на рибите, за пречистване на питейна вода, както и като антидот при фосфорно отравяне. В Африка се използва като дезинфектант за зеленчуци, например марули.

Разтворен калиев перманганат

Опасности

Твърдият калиев перманганат е силен окислител и по принцип трябва да се съхранява отделно от редуциращи агенти. Някои реакции се нуждаят от малко вода. Например прахообразен калиев перманганат и пудра захар ще се възпламенят (но няма да експлодират) няколко секунди след добавянето на капка вода. Разредените разтвори на KMnO₄ не са опасни. KMnO₄ образува опасни продукти, когато се смеси с концентрирани киселини.

Калиевият перманганат оцветява кожата и дрехите и с него трябва да се работи внимателно. Петната по дрехите могат да се отмият с оцетна киселина. Петната по кожата изчезват в рамките на 48 часа.