과망간산 칼륨 (KMnO 4) 망간으로 이루어지는 무기 화합물 인 - 금속 전이 그룹 (7) (VIIB) - 산소 칼륨. 진한 보라색 유리체 고체입니다. 그 수용액은 또한 진한 보라색입니다. 이러한 용액은 더 많은 양의 물에 희석 될 때 덜 보라색이됩니다.
KMnO 4 는 다음 순서로 연속적인 색상으로 환원 (전자 획득)을 시작합니다 : 보라색> 파란색> 녹색> 노란색> 무색 (MnO 2의 갈색 침전물 포함 ). 이 반응은 과망간산 칼륨의 중요한 특성을 보여줍니다. 이것은 매우 강력한 산화제입니다.
공식
그것의 화학 공식은 KMnO 4 ; 즉, K 각각에 대해 +의 양이온 을 MnO가 4 음이온 - 이 상호 작용
화학 구조
상단 이미지는 사방 정계 유형 인 KMnO 4 의 결정 구조를 나타냅니다 . 보라색 분야는 K에 대응 + 양이온 면체 네 개의 적색 및 MnO를 분야에 청 구에 대응하여 형성되는 반면, 4 - 음이온 .
음이온이 사면체 기하학을 갖는 이유는 무엇입니까? 당신의 루이스 구조는이 질문에 답합니다. 점선은 이중 결합이 Mn과 O 사이에 공명하고 있음을 의미합니다.이 구조를 채택하려면 금속 중심에 sp 3 혼성화가 있어야합니다 .
망간에는 공유되지 않은 전자 쌍이 없기 때문에 Mn-O 결합은 동일한 평면으로 밀리지 않습니다. 마찬가지로 음전하는 4 개의 산소 원자 사이에 분포 되어 결정 배열 내에서 K + 양이온의 배향을 담당합니다 .
응용
의학 및 수의학
살균 작용으로 인해 곰팡이 발 감염, 농가진, 표재성 상처, 피부염 및 열대성 궤양과 같은 피부 병변을 유발하는 수많은 질병 및 상태에 사용됩니다.
유해한 작용으로 인해 과망간산 칼륨은 저농도 (1 : 10,000)로 사용해야하며, 이는 작용의 효과를 제한합니다.
또한 아가미 감염과 피부 궤양을 일으키는 수족관에서 물고기 기생충을 치료하는 데 사용됩니다.
물 처리
물에서 철, 마그네슘, 황화수소 (불쾌한 냄새)를 제거하는 화학 재생 제로 폐수를 정화하는 데 사용할 수 있습니다.
철과 마그네슘은 수 불용성 산화물로 침전됩니다. 또한 파이프에 존재하는 녹을 제거하는 데 도움이됩니다.
과일 보존
과망간산 칼륨은 보관 중 바나나에서 생성 된 에틸렌을 산화에 의해 제거하여 실온에서도 4 주 이상 설 익은 상태를 유지합니다.
아프리카에서는 박테리아를 중화하고 제거하기 위해 야채를 담그는 데 사용합니다.
화재에 대한 조치
과망간산 칼륨은 화재 확산을 제한하는 데 사용됩니다. 과망간산 염이 불을 시작하는 능력에 따라 산불에서 소방을 만드는 데 사용됩니다.
산화 환원 적정 제
분석 화학에서 표준화 된 수용액은 산화 환원 측정에서 산화 적정 제로 사용됩니다.
유기 합성의 시약
알켄을 디올로 전환하는 역할을합니다. 즉, 두 개의 OH 그룹이 C = C 이중 결합에 추가됩니다. 다음 화학 방정식 :
마찬가지로, 크롬산 (H 2 CrO 4 ) 을 포함한 황산 용액 에서 1 차 알코올 (R-OH)을 카르 복실 산 (R-COOH 또는 RCO 2 H)으로 산화시키는 데 사용됩니다 .
그것의 산화력은 방향족 화합물의 1 차 또는 2 차 알킬기를 산화시켜 "카복실 화"할만큼 충분히 강하다. 즉, R 측쇄 (예를 들어, CH 3 )를 COOH 그룹으로 변환하는 것입니다.
역사적 용도
그것은 사진에서 플래시로 사용되거나 테르밋 반응을 시작하는 데 사용되는 분말의 일부였습니다.
그것은 2 차 세계 대전에서 낮 동안 흰 말의 위장을 위해 사용되었습니다. 이를 위해 그들은 갈색의 이산화망간 (MnO 2 ) 을 사용 했습니다. 이런 식으로 그들은 눈에 띄지 않았습니다.
어떻게 되나요?
미네랄 파이 롤루 사이트에는 이산화망간 (MnO 2 )과 탄산 칼륨 (CaCO 3 )이 포함되어 있습니다.
1659 년 화학자 Johann R. Glauber는 광물을 녹여 물에 녹여 용액에서 녹색으로 변한 것을 관찰했는데, 나중에 보라색으로 바뀌고 마침내 빨간색으로 변했습니다. 이 마지막 색은 과망간산 칼륨의 생성에 해당합니다.
19 세기 중반에 Henry Condy는 방부제를 찾고 있었으며 처음에는 pyrolusite를 NaOH로 처리하고 나중에는 KOH로 처리하여 소위 Condy 결정을 생성했습니다. 즉, 과망간산 칼륨입니다.
과망간산 칼륨은 광물 피로 석에 존재하는 이산화망간으로부터 산업적으로 생산됩니다. 미네랄에 존재 하는 MnO 2 는 수산화 칼륨과 반응하여 산소가있는 상태에서 가열됩니다.
2 MnO 2 + 4 KOH + O 2 => 2 K 2 MnO 4 + 2 H 2 O
망간 산 칼륨 (K 2 MnO 4 )은 알칼리 매질에서 전해 산화에 의해 과망간산 칼륨으로 전환됩니다.
2 K 2 MnO 4 + 2 H 2 O => 2 KMnO 4 + 2 KOH + H 2
과망간산 칼륨을 생성하는 또 다른 반응에서 망간 산 칼륨은 CO 2 와 반응 하여 불균형 화 과정을 가속화합니다.
3 K 2 MnO 4 + 2 CO 2 => 2 KMnO 4 + MnO 2 + K 2 CO 3
MnO 2 (이산화망간) 의 생성으로 인해 공정이 바람직하지 않으며 K 2 CO 3 에서 KOH를 생성해야 합니다.
속성
240ºC에서 녹는 보라색 결정 고체로 밀도 2.7g / mL, 분자량 약 158g / mol입니다.
이는 물에 난용 (6.4 g / 20 ºC 100 mL)로 물 분자가 크게화물을 MnO하지 나타내고, 4 - 이온 아마도 그들의 사면체 형상은 많은 물을 필요로하기 때문에, 그 해산. 마찬가지로 메틸 알코올, 아세톤, 아세트산 및 피리딘에 용해시킬 수도 있습니다.
분해
240ºC에서 분해되어 산소를 방출합니다.
2KMnO 4 => K 2 MnO 4 + MnO 2 + O 2
알코올 및 기타 유기 용매의 작용뿐만 아니라 강산 및 환원제의 작용에 의해 분해 될 수 있습니다.
산화력
이 염에서 망간은 가장 높은 산화 상태 (+7)를 나타내거나 이온으로 잃을 수있는 전자의 최대 수와 같습니다. 차례로, 망간의 전자 배열은 3 d 5 4 s 2 ; 따라서 과망간산 칼륨에서 망간 원자의 전체 원자가 껍질은 "비어 있습니다".
그래서 망간 원자는 자연적으로 전자를 얻는 경향이 있습니다. 즉, 알칼리성 또는 산성 매체에서 다른 산화 상태로 환원됩니다. 이것이 KMnO 4 가 강력한 산화제 인 이유 입니다.
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