Перманганат калію

Пермангана́т ка́лію — неорганічна сполука з формулою ${\ce {KMnO4}}$, що складається з іонів калію (${\ce {K+}}$) та перманганату (${\ce {MnO4-}}$).

Перманганат калію
Назва за IUPAC	Манганат калію (VII)
Систематична назва	Перманганат калію
Інші назви	Марганцовка
Ідентифікатори
Номер CAS	7722-64-7
PubChem	516875
Номер EINECS	231-760-3
Номер EC	231-760-3
DrugBank	DB13831
KEGG	D02053
Назва MeSH	D01.530.700 і D01.745.750
RTECS	SD6475000
Код ATC	V03AB18 і D08AX06
SMILES	[O-][Mn](=O)(=O)=O.[K+]
InChI	InChI=1S/K.Mn.4O/q+1;;;;;-1
Властивості
Молекулярна формула	KMnO4
Молярна маса	158,034 г/моль
Зовнішній вигляд	темно-фіолетові кристали з металевим блиском
Запах	без запаху
Густина	2,7 г/см³
Тпл	240  °C (розкладається)
Розчинність (вода)	76 г/л (25 °C) 250 г/л (65 °C)
Розчинність (спирти)	розкладається
Тиск насиченої пари	1Па при 20 °C
Показник заломлення (nD)	1.59
Структура
Кристалічна структура	Ромбічна
Термохімія
Ст. ентальпія утворення ΔfHo 298	−813,4 кДж/моль
Ст. ентропія So 298	171,7 Дж/(моль·К)
Теплоємність, co p	119,2 Дж/(моль·К)
Небезпеки
ЛД50	750 мг/кг (перорально, щури) 500 мг/кг (підшкурно, миші)
ГГС піктограми
NFPA 704	0 2 1 OX
Пов'язані речовини
Інші аніони	Пертехнетат калію Перренат калію
Інші катіони	Перманганат натрію Перманганат амонію Перманганат кальцію Перманганат срібла
Якщо не зазначено інше, дані наведено для речовин у стандартному стані (за 25 °C, 100 кПа)
Інструкція з використання шаблону
Примітки картки

У розчині перманганат-іони мають яскраво-фіолетовий колір, а тверда речовина має вигляд пурпурово-чорних кристалів.

Сполука має сильні властивості окисника, а ступінь окиснення мангану в перманганаті дорівнює +7.

В Україні перманганат калію внесено до переліку прекурсорів, що обмежує його продаж в аптеках.

Фізичні властивості

Зовнішній вигляд: темно-фіолетові кристали з металевим блиском. Показник заломлення σ 1,59 (при 20 °C). Розчиняється у воді (див. таблицю), рідкому аміаку, ацетоні (2:100), метанолі, піридині.

Розчинність перманганату калію у воді

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

Термодинамічні властивості перманганату калію за стандартних умов

Стандартна ентальпія утворення ΔH	−813,4 кДж/моль
Стандартна енергія Гіббза G	−713,8 кДж/моль
Стандартна молярна ентропія S	171,71 Дж/моль·K
Теплоємність Cp	119,2 Дж/моль·K

Отримання

Хімічна або електрохімічне окислення сполук марганцю, диспропорціонування калію. Наприклад:

• ${\ce {2MnO2 + 3Cl2 + 8KOH -> 2KMnO4 + 6KCl + 4H2O}}$
• ${\ce {2K2MnO4 + Cl2 -> 2KMnO4 + 2KCl}}$
• ${\ce {3K2MnO4 + 2H2O -> 2KMnO4 + MnO2 + 4KOH}}$
• ${\ce {2K2MnO4 + 2H2O -> 2KMnO4 + 2KOH + H2 ^}}$

Остання реакція відбувається при електролізі концентрованого розчину манганату калію і є ендотермічною. Вона є основним промисловим способом отримання перманганату калію.

Хімічні властивості

Є сильним окисником. Залежно від pH розчину, окислює різні речовини, відновлюючись до сполук марганцю різного ступеня окислення: у кислому середовищі — до сполук марганцю (II), в нейтральній — до сполук марганцю (IV), у сильно лужному — до сполук марганцю (VI).

Окисно-відновний потенціал

Окиснена форма	Відновлена ​​форма	Середовище	E0, В
MnO− 4	MnO2− 4	OH−	+0,56
MnO− 4	H2MnO4	H+	+1,22
MnO− 4	MnO2	H+	+1,69
MnO− 4	MnO2	OH−	+0,60
MnO− 4	Mn2+	H+	+1,51

Приклади реакцій наведено нижче (на прикладі взаємодії з сульфітом калію):

• В кислому середовищі:

  ${\ce {2KMnO4 + 5K2SO3 + 3H2SO4 -> 6K2SO4 + 2MnSO4 + 3H2O}}$

• в нейтральному середовищі:

  ${\ce {2KMnO4 + 3K2SO3 + H2O -> 3K2SO4 + 2MnO2 + 2KOH}}$

• в лужному середовищі:

  ${\ce {2KMnO4 + K2SO3 + 2KOH -> K2SO4 + 2K2MnO4 + H2O}}$

• в лужному середовищі: на холоді:

  ${\ce {KMnO4 + K2SO3 + KOH -> K2SO4 + K3MnO4 + H2O}}$

Однак треба зазначити, що остання реакція (у лужному середовищі) протікає за зазначеною схемою тільки при недоліку відновлення і високої концентрації лугу, який забезпечує уповільнення гідролізу манганату калію.

Водні розчини солей:

Co(NO3)2      K2Cr2O7

K2CrO4      NiCl2

CuSO4      KMnO4

При зіткненні з концентрованою сірчаною кислотою перманганат калію вибухає, однак при акуратному з'єднанні з холодною кислотою реагує з утворенням нестійкого оксиду марганцю (VII):

${\ce {2KMnO4 + 2H2SO4 -> 2KHSO4 + Mn2O7 + H2O}}$

При цьому, як проміжний продукт може утворюватися сполука — оксосульфат марганцю ${\ce {MnO3HSO4}}$.

По реакції з фторидом йоду (V) можна отримати аналогічний оксофторид марганцю:

${\ce {KMnO4 + IF5 -> KF + IOF3 + MnO3F}}$

При нагріванні розкладається з виділенням кисню (цим способом користуються в лабораторії для отримання чистого кисню). Схему реакції спрощено можна подати рівнянням:

${\ce {2KMnO4 ->[{t}] K2MnO4 + MnO2 + O2 ^}}$

Насправді реакція протікає набагато складніше, наприклад, при не дуже сильному нагріванні її можна приблизно описати рівнянням:

${\ce {5KMnO4 ->[{t}] K2MnO4 + K3MnO4 + 3MnO2 + 3O2 ^}}$

Реагує з солями двовалентного марганцю, наприклад:

${\ce {2KMnO4 + 3MnSO4 + 2H2O -> 5MnO2 + K2SO4 + 2H2SO4}}$

Ця реакція в принципі обернена дисмутації:

${\ce {K2MnO4}}$ на ${\ce {MnO2}}$ та ${\ce {KMnO4}}$.

Водні розчини перманганату калію термодинамічно нестабільні, але кінетично досить стійкі. Їх збереження різко підвищується при зберіганні в темряві.

Застосування

Застосування цієї солі найчастіше засноване на високій окиснювальної здатності перманганат-йона, що забезпечує антисептичну дію.

Медичне застосування

Перманганат калію (лікарський засіб)

Розбавлені розчини (близько 0,1 %) перманганату калію знайшли найширше застосування в медицині як антисептичний засіб, для полоскання горла, промивання ран, обробки опіків. Як блювотний засіб для прийому всередину при деяких отруєннях використовують розведений розчин.

Фармакологічна дія

Антисептичний засіб з групи окисників. При зіткненні з органічними речовинами виділяє атомарний кисень. Утворений при відновленні препарату оксид утворює з білками комплексні сполуки — альбумінати (за рахунок цього калію перманганат в малих концентраціях має в'яжучу, а в концентрованих розчинах — дражливу, припікаючу і дубильну дію). Дезодорує. Ефективний при лікуванні опіків і виразок. Здатність калію перманганату знешкоджувати деякі отрути лежить в основі використання його розчинів для промивання шлунку при отруєннях невідомою отрутою і харчових токсикоінфекціях. При попаданні всередину всмоктується, діючи (призводить до розвитку метгемоглобінемії). Використовується також в гомеопатії.

Показання

Змазування виразкових і опікових поверхонь — інфіковані рани, виразки і опіки шкіри. Полоскання порожнини рота та ротоглотки — при інфекційно-запальних захворюваннях слизової оболонки порожнини рота і ротоглотки (у тому числі при ангінах). Для промивання та спринцювання при гінекологічних та урологічних захворюваннях — кольпіти і уретрити. Для промивань — шлунку при отруєннях, викликаних прийомом всередину алкалоїдів (морфін, аконітин, нікотин), синильною кислотою, фосфором, хініном; шкіри — при попаданні на неї аніліну; очей — при ураженні їх отруйними комахами.

Протипоказання

Гіперчутливість.

Побічні дії

Алергічні реакції, при використанні концентрованих розчинів — опіки і подразнення. Передозування. Симптоми: різкий біль у порожнині рота, по ходу стравоходу, в животі, блювота, діарея; слизова оболонка порожнини рота і глотки — набрякла, темно-коричневого, фіолетового кольору, можливий набряк гортані, розвиток механічної асфіксії, опікового шоку, рухового збудження, судом, явищ паркінсонізму, геморагічного коліту, нефропатії, гепатопатії. При зниженій кислотності шлункового соку можливий розвиток метгемоглобінемії з вираженим ціанозом і задишкою. Смертельна доза для дітей — близько 3 г, для дорослих — 0,3–0,5 г/кг.

Лікування: метиленовий синій (50 мл 1 % розчину), аскорбінова кислота (в/в — 30 мл 5 % розчину), ціанокобаламін — до 1 мг, піридоксин (в/м — 3 мл 5 % розчину).

Спосіб застосування та дози

Зовнішньо, у водних розчинах для промивання ран (0,1–0,5 %), для полоскання рота і горла (0,01–0,1 %), для змазування виразкових і опікових поверхонь (2–5 %), для спринцювання (0,02–0,1 %) в гінекологічній і урологічній практиці, а також промивання шлунку при отруєннях.

Взаємодія

Хімічно несумісний з деякими органічними речовинами (вугілля, цукор, танін) і з речовинами, які легко окислюються — може статися вибух.

Інші сфери застосування

• Застосовується для визначення перманганатної окислюваності при оцінці якості води згідно з ГОСТ 2761-84 (ГОСТ 23268.12-78) за методом Кубеля.
• Лужний розчин перманганату калію добре відмиває лабораторний посуд від жирів і інших органічних речовин.
• Розчини (концентрації приблизно 3 г/л) широко застосовуються для тонування фотографій.
• У піротехніці застосовують як сильний окислювач.
• Застосовують як каталізатор розкладу перекису водню в космічних рідинно-ракетних двигунах.
• Водний розчин перманганату калію використовується для травлення дерева, як морилки.
• Водний розчин застосовується також для виведення татуювань. Результат досягається за допомогою хімічного опіку, при якому відмирають тканини, в яких міститься барвник. Цей метод мало чим відрізняється від простого зрізання шкіри, зазвичай він менш ефективний і неприємніший, оскільки опіки гояться набагато довше. Татуювання не видаляється повністю, на його місці залишаються шрами.
• Перманганат калію або біхромат натрію використовуються як окислювач при отриманні метану, і парафталевих кислот з мета- і пара-ксилолу відповідно.

Див. також

• Манган
• Перманганати

Джерела

• Вульфсон Н. С. — Препаративная органическая химия. —перевод с польского В. В. ШПАНОВА и В. С. ВОЛОДИНОЙ. — М., 1959. — С.656,657.(рос.)
• Казанский Б. А. (ред.) — Синтезы органических препаратов (Сборник 3) с.145.(рос.)
• Реми Г. — Курс неорганической химии (Том 1) с.817.(рос.)

Література

• Фармацевтична хімія : [арх. 11 березня 2021] : підручник / ред. П. О. Безуглий. — Вінниця : Нова Книга, 2008. — 560 с. — ISBN 978-966-382-113-9. (С.?)
• Фармакологія: підручник (ВНЗ І—ІІІ р. а.) / І. В. Нековаль, Т. В. Казанюк. — 7-е вид., переробл. і допов. — «Медицина», 2016 — 552 с. ISBN 978-617-505-507-6 (С.?)

Посилання

• КАЛІЮ ПЕРМАНГАНАТ [Архівовано 17 березня 2016 у Wayback Machine.] //Фармацевтична енциклопедія
• National Pollutant Inventory: Manganese and compounds Fact Sheet(англ.)
• The Use of Potassium Permanganate in Fish Ponds[Архівовано 6 червня 2011 у Wayback Machine.]
• Sugar, NaOH and KMnO4(англ.)