فرایندهای کاهش اکسیداسیون زیربنای مهم ترین پدیده های طبیعت جاندار و بی جان هستند: احتراق، تجزیه مواد پیچیده، سنتز ترکیبات آلی. پرمنگنات پتاسیم که در مقاله خود به بررسی خواص آن می پردازیم، یکی از قوی ترین عوامل اکسید کننده مورد استفاده در شرایط آزمایشگاهی و صنعتی است. توانایی اکسیداسیون آن به حالت اکسیداسیون اتم بستگی دارد که در طی واکنش تغییر می کند. بیایید این را در مورد نمونه‌های خاصی از فرآیندهای شیمیایی که با مشارکت مولکول‌های KMnO رخ می‌دهند در نظر بگیریم 4.
ویژگی ماده
ترکیب مورد نظر ما (پرمنگنات پتاسیم) یکی از پرمصرف ترین مواد در صنعت - ترکیبات منگنز است. نمک توسط کریستال هایی به شکل منشورهای معمولی بنفش تیره نشان داده می شود. به خوبی در آب حل می شود و محلولی به رنگ تمشک با خاصیت ضد باکتریایی عالی تشکیل می دهد.مشخصات. بنابراین، این ماده هم در پزشکی و هم در زندگی روزمره به عنوان یک عامل باکتری کش کاربرد گسترده ای پیدا کرده است. مانند سایر ترکیبات منگنز هفت ظرفیتی، نمک قادر است بسیاری از ترکیبات با طبیعت آلی و معدنی را اکسید کند. از تجزیه پرمنگنات پتاسیم در آزمایشگاه های شیمیایی برای به دست آوردن حجم کمی از اکسیژن خالص استفاده می شود. این ترکیب اسید سولفیت را به سولفات اکسید می کند. در صنعت، KMnO4 برای استخراج گاز کلر از اسید هیدروکلریک استفاده می شود. همچنین اکثر مواد آلی را اکسید می کند و قادر است نمک های آهنی را به ترکیبات آهنی خود تبدیل کند.
آزمایش با پرمنگنات پتاسیم
ماده ای که معمولاً پرمنگنات پتاسیم نامیده می شود با حرارت دادن تجزیه می شود. محصولات واکنش حاوی اکسیژن آزاد، دی اکسید منگنز و یک نمک جدید - K2MnO4. در آزمایشگاه، این فرآیند برای به دست آوردن اکسیژن خالص انجام می شود. معادله شیمیایی برای تجزیه پرمنگنات پتاسیم را می توان به صورت زیر نشان داد:
2KMnO4=K2MnO4 + MnO۲ + O2.
ماده خشک که بلورهای بنفش به شکل منشورهای منظم است تا دمای 200+ درجه سانتیگراد گرم می شود. کاتیون منگنز که بخشی از نمک است دارای حالت اکسیداسیون +7 است. در محصولات واکنش به ترتیب به 6+ و 4+ کاهش می‌یابد.
اکسیداسیون اتیلن
هیدروکربن های گازی متعلق به طبقات مختلفترکیبات آلی دارای پیوندهای منفرد و چندگانه بین اتم‌های کربن در مولکول‌های خود هستند. چگونه می توان وجود پیوندهای پی را در زیربنای ماهیت غیراشباع یک ترکیب آلی تعیین کرد؟ برای این، آزمایش های شیمیایی با عبور ماده آزمایش (به عنوان مثال، اتن یا استیلن) از طریق محلول بنفش پرمنگنات پتاسیم انجام می شود. تغییر رنگ آن مشاهده می شود، زیرا پیوند غیراشباع از بین می رود. مولکول اتیلن اکسید می شود و از یک هیدروکربن غیر اشباع به یک الکل اشباع دی هیدریک - اتیلن گلیکول تبدیل می شود. این واکنش برای وجود پیوندهای دوتایی یا سه گانه کیفی است.
ویژگی های تظاهرات شیمیایی KMnO4
اگر حالت های اکسیداسیون واکنش دهنده ها و محصولات واکنش تغییر کند، آنگاه یک واکنش اکسیداسیون - احیا رخ می دهد. بر اساس پدیده حرکت الکترون ها از یک اتم به اتم دیگر است. همانطور که در مورد تجزیه پرمنگنات پتاسیم، و در واکنش های دیگر، این ماده خواص برجسته یک عامل اکسید کننده را نشان می دهد. به عنوان مثال، در محلول اسیدی سولفیت سدیم و پرمنگنات پتاسیم، سولفات های سدیم، پتاسیم و منگنز و همچنین آب تشکیل می شود:
5Na2SO3 + 2KMnO4 + 3H2 SO4 =2MnSO4 + 5Na2SO4 + K2SO4 + 3H20.
در این مورد، یون گوگرد یک عامل کاهنده است و منگنز که بخشی از آنیون پیچیده MnO4- است. ، خواص یک عامل اکسید کننده را نشان می دهد. پنج الکترون می پذیرد، بنابراین حالت اکسیداسیون آن از +7 به +2 می شود.
تاثیر محیط برجریان یک واکنش شیمیایی
بسته به غلظت یون های هیدروژن یا گروه های هیدروکسیل، ماهیت اسیدی، قلیایی یا خنثی محلولی که در آن واکنش ردوکس رخ می دهد، متمایز می شود. به عنوان مثال، با محتوای اضافی کاتیون های هیدروژن، یون منگنز با حالت اکسیداسیون +7 در پرمنگنات پتاسیم آن را به +2 کاهش می دهد. در یک محیط قلیایی، در غلظت بالایی از گروه های هیدروکسیل، سولفیت سدیم، در تعامل با پرمنگنات پتاسیم، به سولفات اکسید می شود. یون منگنز با حالت اکسیداسیون 7+ وارد کاتیونی با بار 6+ می شود که در ترکیب K2MnO4 است.که محلول آن رنگ سبز دارد. در یک محیط خنثی، سولفیت سدیم و پرمنگنات پتاسیم با یکدیگر واکنش می دهند و دی اکسید منگنز رسوب می کند. حالت اکسیداسیون کاتیون منگنز از 7+ به 4+ کاهش می یابد. سولفات سدیم و قلیا - هیدروکسید سدیم نیز در محصولات واکنش یافت می شوند.
استفاده از نمک های اسید منگنز
واکنش تجزیه پرمنگنات پتاسیم هنگام گرم شدن و سایر فرآیندهای ردوکس شامل نمک اسید منگنز اغلب در صنعت استفاده می شود. به عنوان مثال، اکسیداسیون بسیاری از ترکیبات آلی، آزاد شدن کلر گازی از اسید هیدروکلریک، تبدیل نمک های آهن به سه ظرفیتی. در کشاورزی از محلول KMnO4 برای درمان قبل از کاشت بذر و خاک استفاده می شود، در پزشکی سطح زخم ها را درمان می کنند، غشاهای مخاطی ملتهب حفره بینی را ضد عفونی می کنند.برای ضد عفونی کردن وسایل بهداشت شخصی استفاده می شود.
در مقاله خود، نه تنها فرآیند تجزیه پرمنگنات پتاسیم را به تفصیل بررسی کردیم، بلکه خواص اکسید کننده و کاربردهای آن را در زندگی روزمره و صنعت نیز در نظر گرفتیم.
