Перманганат калия

В 1659 году немецкий химик Иоганн Рудольф Глаубер расплавил смесь минерала пиролюзита и карбоната калия, чтобы получить материал, который при растворении в воде давал зеленый раствор (манганат калия). Он медленно менял цвет на фиолетовый (перманганат калия) и, наконец, на красный. Этот отчет является первым описанием производства перманганата калия.

Чуть менее 200 лет спустя житель Лондона по имени Генри Боллманн Конди был химиком. Он интересовался дезинфицирующими средствами и делал некоторые вещи, например, озонированную воду. Он обнаружил, что если расплавить пиролюзит с гидроксидом натрия и растворить его в воде, то получится раствор, обладающий хорошими дезинфицирующими свойствами. Он запатентовал этот раствор и продавал его под названием "Жидкость Конди". Проблема заключалась в том, что раствор был не очень стабильным. Это удалось исправить, используя гидроксид калия, а не гидроксид натрия. Это дало более стабильный материал. Кроме того, его можно было высушить и получить такой же хороший порошок перманганата калия. Этот порошок был назван кристаллами Конди или порошком Конди. Перманганат калия было легко изготовить, поэтому Конди пытался помешать другим людям делать его и продавать самим.

Первые фотографы использовали его в порошке для вспышек.

Химические применения

Перманганат калия используется в качестве окислителя.^[3] Он также используется в дезинфицирующих и дезодорирующих средствах. Из него можно получить множество различных химических веществ. В очистке сточных вод он используется для избавления от сероводорода - зловонного токсичного газа. В аналитической химии точная концентрация KMnO₄ иногда используется для определения количества определенного восстановителя в титровании. В смежных областях он используется в качестве реагента для древесной массы. При смешивании перманганата калия и формальдегида получается слабый слезоточивый газ.

В качестве окислителя в органическом синтезе

Разбавленные растворы KMnO₄ превращают алкены в диолы (гликоли). Это поведение также используется в качестве качественного теста на наличие двойных или тройных связей в молекуле, поскольку в результате реакции раствор перманганата становится бесцветным. Иногда ее называют реактивом Бейера.

Концентрированные растворы окисляют метильную группу на ароматическом кольце, например, толуол до бензойной кислоты.

KMnO₄ окисляет гидрохлорид псевдоэфедрина с получением меткатинона - наркотика, включенного в Список I в США. Соответственно, DEA ограничило его использование и продажу, классифицировав его как контролируемый прекурсор Списка I. Перманганат калия включен в список прекурсоров Списка I Конвенции ООН о борьбе против незаконного оборота наркотических средств и психотропных веществ.

Кислоты и перманганат калия

Концентрированная серная кислота реагирует с перманганатом калия, образуя оксид марганца(VII), который может быть взрывоопасен. ^[4][5][6]. В результате этой реакции также образуется озон. Озон может воспламенить бумагу, смоченную в спирте. Эта реакция очень опасна.

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

Концентрированная HCl образует хлор.

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

Mn-содержащие продукты окислительно-восстановительных реакций зависят от pH. Кислые растворы перманганата восстанавливаются до тускло-розового иона Mn²⁺ , как в хлориде марганца(II). В нейтральном растворе перманганат восстанавливается до коричневого оксида марганца(IV), где Mn находится в состоянии окисления +4. Оксид марганца(IV) - это вещество, которое окрашивает кожу, когда на нее наносят перманганат калия. Перманганат калия самопроизвольно восстанавливается в основном растворе до манганата калия зеленого цвета, где марганец находится в состоянии окисления +6.

Биомедицинское использование

• Разбавленные растворы используются в качестве средства для лечения раковых язв (язв) (0,25%), дезинфицирующего средства для рук (около 1%) и лечения легкого помфоликсного дерматита или грибковых инфекций рук или ног.
• Разбавленный раствор подкисленного перманганата калия используется в гистологии для обесцвечивания меланина, который затемняет детали ткани.
• Перманганат калия можно использовать для дифференциации амилоида АА от других типов амилоида, патологически откладывающегося в тканях организма. Инкубация фиксированной ткани с перманганатом калия предотвращает окрашивание амилоида АА красным конго, в то время как другие типы амилоида остаются незатронутыми.^[7][8]

Различные виды использования

• Растворы KMnO₄ были использованы вместе с 80% перекисью водорода для приведения в движение ракеты. В таком применении оно было названо Z-Stoff. Это топливо до сих пор используется в торпедах.
• Разбавленный (10 мг/л) перманганат калия можно использовать для уничтожения улиток с растений перед помещением их в пресноводный аквариум.
• Высокосортный перманганат калия можно найти в магазинах товаров для бассейнов, он используется в сельской местности для удаления железа и сероводорода (запах тухлых яиц) из колодезной воды.
• KMnO₄ часто входит в наборы для выживания вместе с глицерином или таблеткой глюкозы для разведения огня. Таблетку глюкозы можно растолочь, смешать с перманганатом калия, и она будет гореть, если ее потереть. Ее также можно смешать с антифризом из автомобиля, чтобы развести огонь. Это может быть опасно, поэтому делать это нужно осторожно, окуная бумагу в антифриз и добавляя небольшое количество перманганата калия. Он также может стерилизовать воду и раны, поэтому может пригодиться в наборе для выживания.
• KMnO₄ используется для лечения некоторых паразитарных заболеваний рыб, для очистки питьевой воды, а также в качестве антидота при отравлении фосфором. В Африке он используется в качестве дезинфицирующего средства для овощей, таких как салат-латук.

Твердый перманганат калия является сильным окислителем, и в общем случае его следует держать отдельно от восстановителей. Для некоторых реакций необходимо немного воды. Например, порошкообразный перманганат калия и сахарная пудра воспламеняются (но не взрываются) через несколько секунд после добавления капли воды. Разбавленные растворы KMnO₄ не опасны. KMnO₄ образует опасные продукты при смешивании с концентрированными кислотами.

Перманганат калия окрашивает кожу и одежду, поэтому обращаться с ним следует осторожно. Пятна с одежды можно смыть с помощью уксусной кислоты. Пятна на коже исчезают в течение 48 часов.