Oksidasie-reduksie prosesse onderlê die belangrikste verskynsels van lewende en lewelose natuur: verbranding, ontbinding van komplekse stowwe, sintese van organiese verbindings. Kaliumpermanganaat, die eienskappe waarvan ons in ons artikel sal bestudeer, is een van die kragtigste oksideermiddels wat in laboratorium- en industriële toestande gebruik word. Die oksidasievermoë daarvan hang af van die oksidasietoestand van die atoom, wat verander gedurende die verloop van die reaksie. Kom ons oorweeg dit op spesifieke voorbeelde van chemiese prosesse wat plaasvind met die deelname van KMnO-molekules 4.
Kenmerk van die stof
Die verbinding wat ons oorweeg (kaliumpermanganaat) is een van die stowwe wat die meeste in die industrie gebruik word - mangaanverbindings. Sout word voorgestel deur kristalle in die vorm van gereelde donkerpers prismas. Dit los goed in water op en vorm’n frambooskleurige oplossing met uitstekende bakteriedodende eienskappe.eienskappe. Daarom het die stof wye toepassing gevind, sowel in medisyne as in die alledaagse lewe as 'n bakteriedodende middel. Soos ander verbindings van sewewaardige mangaan, is sout in staat om baie verbindings van organiese en anorganiese aard te oksideer. Die ontbinding van kaliumpermanganaat word in chemiese laboratoriums gebruik om klein volumes suiwer suurstof te verkry. Die verbinding oksideer sulfietsuur na sulfaat. In die industrie word KMnO4 gebruik om chloorgas uit soutsuur te onttrek. Dit oksideer ook die meeste organiese stowwe en is in staat om ysterhoudende soute in sy ysterverbindings om te skakel.
Eksperimente met kaliumpermanganaat
'n Stof wat gewoonlik kaliumpermanganaat genoem word, ontbind wanneer dit verhit word. Die reaksieprodukte bevat vrye suurstof, mangaandioksied en 'n nuwe sout - K2MnO4. In die laboratorium word hierdie proses uitgevoer om suiwer suurstof te verkry. Die chemiese vergelyking vir die ontbinding van kaliumpermanganaat kan soos volg voorgestel word:
2KMnO4=K2MnO4 + MnO2 + O2.
Droë materiaal, wat pers kristalle in die vorm van gereelde prismas is, word verhit tot 'n temperatuur van +200 °C. Die mangaan katioon, wat deel is van die sout, het 'n oksidasietoestand van +7. Dit neem af in die reaksieprodukte tot onderskeidelik +6 en +4.
Etileenoksidasie
Gas koolwaterstowwe wat aan verskillende klasse behoortorganiese verbindings het beide enkel- en meervoudige bindings tussen koolstofatome in hul molekules. Hoe om die teenwoordigheid van pi-bindings onderliggend aan die onversadigde aard van 'n organiese verbinding te bepaal? Hiervoor word chemiese eksperimente uitgevoer deur die toetsstof (byvoorbeeld eteen of asetileen) deur 'n pers oplossing van kaliumpermanganaat te laat gaan. Die verkleuring daarvan word waargeneem, aangesien die onversadigde binding vernietig word. Die etileenmolekule word geoksideer en verander van 'n onversadigde koolwaterstof in 'n tweehidriese versadigde alkohol - etileenglikol. Hierdie reaksie is kwalitatief vir die teenwoordigheid van dubbel- of drievoudige bindings.
Kenmerke van chemiese manifestasies van KMnO4
As die oksidasietoestande van die reaktante en reaksieprodukte verander, vind 'n oksidasie-reduksie-reaksie plaas. Dit is gebaseer op die verskynsel van beweging van elektrone van een atoom na 'n ander. Soos in die geval van die ontbinding van kaliumpermanganaat, en in ander reaksies, vertoon die stof uitgesproke eienskappe van 'n oksideermiddel. Byvoorbeeld, in 'n versuurde oplossing van natriumsulfiet en kaliumpermanganaat word natrium-, kalium- en mangaansulfate gevorm, asook water:
5Na2SO3 + 2KMnO4 + 3H2 SO4 =2MnSO4 + 5Na2SO4 + K2SO4 + 3H20.
In hierdie geval is die swael-ioon 'n reduseermiddel, en mangaan, wat deel is van die komplekse anioon MnO4-, vertoon die eienskappe van 'n oksideermiddel. Dit aanvaar vyf elektrone, so sy oksidasietoestand gaan van +7 na +2.
Invloed van omgewing opdie vloei van 'n chemiese reaksie
Afhangende van die konsentrasie van waterstofione of hidroksielgroepe, word die suur, alkaliese of neutrale aard van die oplossing waarin die redoksreaksie plaasvind, onderskei. Byvoorbeeld, met 'n oormaat inhoud van waterstofkatione, verlaag 'n mangaanioon met 'n oksidasietoestand van +7 in kaliumpermanganaat dit tot +2. In 'n alkaliese omgewing, teen 'n hoë konsentrasie hidroksielgroepe, word natriumsulfiet, wat met kaliumpermanganaat in wisselwerking tree, tot sulfaat geoksideer. 'n Mangaanioon met 'n oksidasietoestand van +7 gaan in 'n katioon met 'n lading van +6, wat in die samestelling van K2MnO4 is, waarvan die oplossing 'n groen kleur het. In 'n neutrale omgewing reageer natriumsulfiet en kaliumpermanganaat met mekaar, en mangaandioksied presipiteer. Die oksidasietoestand van die mangaankation neem af van +7 tot +4. Natriumsulfaat en alkali - natriumhidroksied word ook in die reaksieprodukte aangetref.
Gebruik van soute van mangaansuur
Die reaksie van ontbinding van kaliumpermanganaat wanneer dit verhit word en ander redoksprosesse waarby soute van mangaansuur betrokke is, word dikwels in die industrie gebruik. Byvoorbeeld, die oksidasie van baie organiese verbindings, die vrystelling van gasvormige chloor uit soutsuur, die omskakeling van ysterhoudende soute na driewaardig. In die landbou word 'n oplossing van KMnO4 gebruik vir voorsaaibehandeling van sade en grond, in medisyne behandel hulle die oppervlak van wonde, ontsmet ontsteekte slymvliese van die neusholte,gebruik om persoonlike higiëne-items te ontsmet.
In ons artikel het ons nie net die proses van ontbinding van kaliumpermanganaat in detail bestudeer nie, maar ook die oksiderende eienskappe en toepassings daarvan in die alledaagse lewe en industrie oorweeg.
