HimMax

Калий марганцевокислый

ФС 42-3007-93

KMnO₄

Перманганат калия (распространённое название в быту — марганцовка) — марганцовокислый калий, калиевая соль марганцовой кислоты. Химическая формула — KMnO₄. Представляет собой тёмно-фиолетовые, почти чёрные кристаллы, при растворении в воде образующие ярко окрашенный раствор цвета фуксии.

Физические свойства

Внешний вид: тёмно-фиолетовые кристаллы с металлическим блеском. Показатель преломления составляет 1,59 (при 20 °C).

Растворяется в воде (см. таблицу), жидком аммиаке, ацетоне (2:100), метаноле, пиридине.

Растворимость перманганата калия в воде

Температура, °C	10	20	25	30	40	50	65
Растворимость, г/100 г воды	4,22	6,36	7,63	9	12,5	16,8	25

Термодинамические свойства

Термодинамические свойства перманганата калия

Стандартная энтальпия образования ΔH	−813,4 кДж/моль (т) (при 298 К)
Стандартная энергия Гиббса образования G	−713,8 кДж/моль (т) (при 298 К)
Стандартная энтропия S	171,71 Дж/(моль·K) (т) (при 298 К)
Стандартная мольная теплоёмкость Cp	119,2 Дж/(моль·K) (т) (при 298 К)

Химические свойства

Стандартные окислительно-восстановительные потенциалы по отношению к водородному электроду

Окисленная форма	Восстановленная форма	Среда	E0, В
MnO4−	MnO42−	OH−	+0,56
MnO4−	H2MnO4	H+	+1,22
MnO4−	MnO2	H+	+1,69
MnO4−	MnO2	OH−	+0,60
MnO4−	Mn2+	H+	+1,51

Является сильным окислителем. В зависимости от pH раствора окисляет различные вещества, восстанавливаясь до соединений марганца разной степени окисления. В кислой среде — до соединений марганца(II), в нейтральной — до соединений марганца(IV), в сильно щелочной — до соединений марганца(VI). Примеры реакций приведены ниже (на примере взаимодействия с сульфитом калия):

• в кислой среде:

2 K M n O 4 + 5 K 2 S O 3 + 3 H 2 S O 4 → 6 K 2 S O 4 + 2 M n S O 4 + 3 H 2 O {\displaystyle {\mathsf {2KMnO_{4}+5K_{2}SO_{3}+3H_{2}SO_{4}\rightarrow 6K_{2}SO_{4}+2MnSO_{4}+3H_{2}O}}}

• в нейтральной среде:

2 K M n O 4 + 3 K 2 S O 3 + H 2 O → 3 K 2 S O 4 + 2 M n O 2 + 2 K O H {\displaystyle {\mathsf {2KMnO_{4}+3K_{2}SO_{3}+H_{2}O\rightarrow 3K_{2}SO_{4}+2MnO_{2}+2KOH}}}

• в щелочной среде:

2 K M n O 4 + K 2 S O 3 + 2 K O H → K 2 S O 4 + 2 K 2 M n O 4 + H 2 O {\displaystyle {\mathsf {2KMnO_{4}+K_{2}SO_{3}+2KOH\rightarrow K_{2}SO_{4}+2K_{2}MnO_{4}+H_{2}O}}}

Однако надо отметить, что последняя реакция (в щелочной среде) идёт по указанной схеме только при недостатке восстановителя и высокой концентрации щёлочи, которая обеспечивает замедление гидролиза манганата калия.

При соприкосновении с концентрированной серной кислотой перманганат калия взрывается, однако при аккуратном соединении с холодной кислотой реагирует с образованием неустойчивого оксида марганца(VII):

2 K M n O 4 + H 2 S O 4 → K 2 S O 4 + M n 2 O 7 + H 2 O {\displaystyle {\mathsf {2KMnO_{4}+H_{2}SO_{4}\rightarrow K_{2}SO_{4}+Mn_{2}O_{7}+H_{2}O}}}

при этом в качестве промежуточного продукта может образовываться интересное соединение — оксосульфат марганца MnO₃HSO₄. По реакции с фторидом иода(V) можно получить аналогичный оксофторид:

K M n O 4 + I F 5 → K F + I O F 3 + M n O 3 F {\displaystyle {\mathsf {KMnO_{4}+IF_{5}\rightarrow KF+IOF_{3}+MnO_{3}F}}}

При нагревании разлагается с выделением кислорода (этим способом пользуются в лаборатории для получения чистого кислорода). Схему реакции упрощённо можно представить уравнением:

2 K M n O 4 → o t K 2 M n O 4 + M n O 2 + O 2 {\displaystyle {\mathsf {2KMnO_{4}{\xrightarrow[{}]{^{o}t}}K_{2}MnO_{4}+MnO_{2}+O_{2}}}}

На самом деле реакция идёт намного сложнее, например, при не очень сильном нагревании её можно примерно описать уравнением:

5 K M n O 4 → o t K 2 M n O 4 + K 3 M n O 4 + 3 M n O 2 + 3 O 2 {\displaystyle {\mathsf {5KMnO_{4}{\xrightarrow[{}]{^{o}t}}K_{2}MnO_{4}+K_{3}MnO_{4}+3MnO_{2}+3O_{2}}}}

Реагирует с солями двухвалентного марганца, например:

2 K M n O 4 + 3 M n S O 4 + 2 H 2 O → 5 M n O 2 + K 2 S O 4 + 2 H 2 S O 4 {\displaystyle {\mathsf {2KMnO_{4}+3MnSO_{4}+2H_{2}O\rightarrow 5MnO_{2}+K_{2}SO_{4}+2H_{2}SO_{4}}}}

Эта реакция в принципе обратна дисмутации (диспропорционирование) K₂MnO₄ на MnO₂ и KMnO₄.

Окисляет органические вещества. В частности, разбавленные растворы перманганата калия в щелочной и нейтральной среде окисляют алкены до диолов (реакция Вагнера):

Водные растворы перманганата калия термодинамически нестабильны, но кинетически довольно устойчивы. Их сохранность резко повышается при хранении в темноте.

При смеси с пероксидом водорода протекает следующая реакция:

2 K M n O 4 + 3 H 2 O 2 → 2 M n O 2 + 3 O 2 + 2 H 2 O + 2 K O H {\displaystyle {\mathsf {2KMnO_{4}+3H_{2}O_{2}\rightarrow 2MnO_{2}+3O_{2}+2H_{2}O+2KOH}}}

Применение

Применение этой соли чаще всего основано на высокой окисляющей способности перманганат-иона, обеспечивающей антисептическое действие.

Медицинское применение

Перманганат калия
Kalii permanganas
Химическое соединение
ИЮПАК	Перманганат калия
Брутто-формула	KMnO4
CAS	7722-64-7
PubChem	516875
DrugBank	13831
Классификация
Фармакол. группа	Антисептики и дезинфицирующие средства
АТХ	D08AX06
Лекарственные формы
порошок для приготовления раствора
Другие названия
KMnO4, Калия перманганат, Марганцовка, Хамелеон минеральный, Марганцевокислый калий, Марганцовокислый калий, Калий марганцевокислый

Разбавленные растворы (около 0,1 %) перманганата калия нашли широчайшее применение в медицине как антисептическое средство, для полоскания горла, промывания ран, обработки ожогов. В качестве рвотного средства для приёма внутрь при отравлениях морфином, аконитином и некоторыми другими алкалоидами используют разбавленный (0,02—0,1 %) раствор перманганата калия.

Фармакологическое действие

Антисептическое средство. При соприкосновении с органическими веществами выделяет атомарный кислород. Образующийся при восстановлении препарата оксид образует с белками комплексные соединения — альбуминаты (за счёт этого калия перманганат в малых концентрациях оказывает вяжущее, а в концентрированных растворах — раздражающее, прижигающее и дубящее действие). Обладает также дезодорирующим эффектом. Эффективен при лечении ожогов и язв. Способность калия перманганата обезвреживать некоторые яды лежит в основе использования его растворов для промывания желудка при отравлениях неизвестным ядом и пищевых токсикоинфекциях. При попадании внутрь всасывается, оказывая действие (приводит к развитию метгемоглобинемии).

Показания

Смазывание язвенных и ожоговых поверхностей — инфицированные раны, язвы и ожоги кожи. Полоскание полости рта и ротоглотки — при инфекционно-воспалительных заболеваниях слизистой оболочки полости рта и ротоглотки (в том числе при ангинах). Для промывания и спринцеваний при гинекологических и урологических заболеваниях — кольпиты и уретриты. Для промываний — желудка при отравлениях, вызванных приёмом внутрь алкалоидов (морфин, аконитин, никотин), синильной кислотой, фосфором, хинином; кожи — при попадании на неё анилина; глаз — при поражении их ядовитыми насекомыми.

Противопоказания

Гиперчувствительность.

При передозировке: резкая боль в полости рта, по ходу пищевода, в животе, рвота, диарея; слизистая оболочка полости рта и глотки — отёчная, тёмно-коричневого, фиолетового цвета, возможен отёк гортани, развитие механической асфиксии, ожогового шока, двигательного возбуждения, судорог, явлений паркинсонизма, геморрагического колита, нефропатии, гепатопатии. При пониженной кислотности желудочного сока возможно развитие метгемоглобинемии с выраженным цианозом и одышкой. Смертельная доза для детей — около 3 г, для взрослых — 0,3—0,5 г/кг.

Лечение: метиленовый синий (50 мл 1 % раствора), аскорбиновая кислота (внутривенно — 30 мл 5 % раствора), цианокобаламин — до 1 мг, пиридоксин (внутримышечно — 3 мл 5 % раствора).

Способ применения и дозы

Наружно, в водных растворах для промывания ран (0,1—0,5 %), для полоскания рта и горла (0,01—0,1 %), для смазывания язвенных и ожоговых поверхностей (2—5 %), для спринцевания (0,02—0,1 %) в гинекологической и урологической практике, а также промывания желудка при отравлениях.

Предосторожности

Активно взаимодействует при нагреве и даже при комнатной температуре с большинством восстановителей, например, органическими веществами (сахарозой, танинами, глицерином и многими другими), легкоокисляющимися веществами, поэтому при смешивании происходит саморазогревание, что иногда вызывает самовоспламенение смеси (с концентрированным раствором глицерина, или безводным — всегда) и может привести к взрыву.

Очень опасно растирание сухого перманганата калия с органическими веществами и порошками активных металлов и неметаллов (кальцием, алюминием, магнием, фосфором, серой и др.) — весьма вероятен взрыв.

Другие сферы применения

• Применяется для определения перманганатной окисляемости при оценке качества воды согласно ГОСТ 2761-84 по методу Кубеля .
• Щелочной раствор перманганата калия хорошо отмывает лабораторную посуду от жиров и других органических веществ.
• Растворы (концентрации примерно 3 г/л) широко применяются при тонировании фотографий.
• В пиротехнике применяют в качестве сильного окислителя.
• Применяют в качестве катализатора разложения перекиси водорода в космических жидкостно-ракетных двигателях.
• Водный раствор перманганата калия используется для травления дерева, в качестве морилки.
• Водный раствор применяется также для выведения татуировок. Результат достигается посредством химического ожога, при котором отмирают ткани, в которых содержится красящее вещество. Данный метод немногим отличается от простого срезания кожи, обычно он менее эффективен и более неприятен, так как ожоги заживают намного дольше. Татуировка не удаляется полностью, на её месте остаются шрамы.
• Перманганат калия или бихромат натрия используются в качестве окислителя при получении мета- и парафталевых кислот из мета- и параксилолов соответственно (см. Терефталевая кислота).

Получение

Химическое или электрохимическое окисление соединений марганца, диспропорционирование манганата калия. Например:

2 M n O 2 + 3 C l 2 + 8 K O H → 2 K M n O 4 + 6 K C l + 4 H 2 O {\displaystyle {\mathsf {2MnO_{2}+3Cl_{2}+8KOH\rightarrow 2KMnO_{4}+6KCl+4H_{2}O}}}

2 K 2 M n O 4 + C l 2 → 2 K M n O 4 + 2 K C l {\displaystyle {\mathsf {2K_{2}MnO_{4}+Cl_{2}\rightarrow 2KMnO_{4}+2KCl}}}

3 K 2 M n O 4 + 2 H 2 O → 2 K M n O 4 + M n O 2 + 4 K O H {\displaystyle {\mathsf {3K_{2}MnO_{4}+2H_{2}O\rightarrow 2KMnO_{4}+MnO_{2}+4KOH}}}

2 K 2 M n O 4 + 2 H 2 O → 2 K M n O 4 + H 2 ↑ + 2 K O H {\displaystyle {\mathsf {2K_{2}MnO_{4}+2H_{2}O\rightarrow 2KMnO_{4}+H_{2}\uparrow +2KOH}}}

Последняя реакция происходит при электролизе концентрированного раствора манганата калия и эндотермична, она является основным промышленным способом получения перманганата калия.