Перманганат - Permanganate

Перманганат
Структура Льюиса аниона манганата (VII)
Перманганат-анион-3D-шары.png
Имена
Систематическое название ИЮПАК
Перманганат
Идентификаторы
3D модель ( JSmol )
ЧЭБИ
ChemSpider
UNII
  • InChI = 1S / Mn.4O / q ;;;; - 1
    Ключ: NPDODHDPVPPRDJ-UHFFFAOYSA-N
  • [O -] [Mn] (= O) (= O) = O
Характеристики
MnO-
4
Молярная масса 118,934  г · моль -1
Конъюгированная кислота Пермангановая кислота
Если не указано иное, данные приведены для материалов в их стандартном состоянии (при 25 ° C [77 ° F], 100 кПа).
Ссылки на инфобоксы

Перманганата это общее название для химического соединения , содержащего манганат (VII) ион , ( MnO-
4
). Поскольку марганец находится в степени окисления +7 , перманганат-ион (VII) является сильным окислителем . Ион имеет тетраэдрическую геометрию . Растворы перманганата имеют пурпурный цвет и стабильны в нейтральной или слабощелочной среде. Точная химическая реакция зависит от присутствующих органических загрязнителей и используемого окислителя. Например, трихлорэтан (C 2 H 3 Cl 3 ) окисляется перманганат-ионами с образованием диоксида углерода (CO 2 ), диоксида марганца (MnO 2 ), ионов водорода (H + ) и ионов хлора (Cl - ).

8 MnO-
4
+ 3 С
2
ЧАС
3
Cl
3
→ 6 СО
2
+ 8 MnO
2
+ H+
+ 4 часа
2
O
+ 9 Cl-

В кислом растворе перманганат (VII) восстанавливается до бледно-розовой степени окисления +2 иона марганца (II) (Mn 2+ ).

часов+
+ MnO-
4
+ 5 е - → Mn 2+ + 4 H 2 O

В сильно щелочном растворе перманганат (VII) восстанавливается до зеленой +6 степени окисления манганат- иона MnO.2-
4
.

MnO-
4
+ е -MnO2-
4

Однако в нейтральной среде он восстанавливается до степени окисления коричневого +4 диоксида марганца MnO 2 .

2 Н 2 О + MnO-
4
+ 3 e - → MnO 2 + 4 OH -

Производство

Перманганаты могут быть получены путем окисления соединений марганца, таких как хлорид марганца или сульфат марганца , сильными окислителями, например, гипохлоритом натрия или диоксидом свинца :

2 MnCl 2 + 5 NaClO + 6 NaOH → 2 NaMnO 4 + 9 NaCl + 3 H 2 O
2 MnSO 4 + 5 PbO 2 + 3 H 2 SO 4 → 2 HMnO 4 + 5 PbSO 4 + 2 H 2 O

Он также может быть получен путем диспропорционирования из манганатов , с диоксидом марганца в качестве побочного продукта:

3 Na 2 MnO 4 + 2 H 2 O → 2 NaMnO 4 + MnO 2 + 4 NaOH

Их производят в промышленных масштабах путем электролиза или окисления на воздухе щелочных растворов манганатных солей ( MnO2-
4
).

Серия растворов перманганата калия с различной концентрацией, увеличивающейся вправо.

Характеристики

Спектр поглощения водного раствора перманганата калия, показывающий вибронную прогрессию

Перманганаты (VII) являются солями из марганцовой кислоты . Они имеют темно-фиолетовый цвет из-за перехода заряда . Перманганат (VII) - сильный окислитель , похожий на перхлорат . Поэтому он широко используется в качественном анализе, который включает окислительно-восстановительные реакции ( перманганометрия ). Согласно теории, перманганат достаточно силен, чтобы окислять воду, но на самом деле этого не происходит ни в какой степени. Кроме того, он стабилен.

Это полезный реагент , но он не очень селективен по отношению к органическим соединениям. Перманганат калия используется как дезинфицирующее средство и добавка для очистки воды в аквакультуре.

Манганаты (VII) термически не очень стабильны. Например, перманганат калия разлагается при 230 ° C на манганат калия и диоксид марганца , выделяя газообразный кислород :

2 KMnO 4 → K 2 MnO 4 + MnO 2 + O 2

Перманганат может окислять амин до нитросоединения , спирт до кетона , альдегид до карбоновой кислоты , концевой алкен до карбоновой кислоты , щавелевую кислоту до диоксида углерода и алкен до диола . Этот список не является исчерпывающим.

При окислении алкенов одним промежуточным продуктом является циклическая разновидность Mn (V):

Механизм перманганатного окисления

Соединения

Смотрите также

Рекомендации