Kalio permanganatas

Istorija

1659 m. vokiečių chemikas Johannas Rudolfas Glauberis išlydė mineralo pirolusito ir kalio karbonato mišinį, kad gautų medžiagą, kurią ištirpinus vandenyje susidarė žalias tirpalas (kalio manganatas). Jis pamažu pakeitė spalvą į violetinę (kalio permanganatas) ir galiausiai į raudoną. Šioje ataskaitoje pirmą kartą aprašyta kalio permanganato gamyba.

Praėjus kiek mažiau nei 200 metų londonietis Henris Bollmanas Kondis (Henry Bollmann Condy) buvo chemikas. Jis domėjosi dezinfekavimo priemonėmis ir gamino kai kuriuos dalykus, pavyzdžiui, ozonuotą vandenį. Jis nustatė, kad išlydžius pirolusitą su natrio hidroksidu ir ištirpinus jį vandenyje, susidarė tirpalas, kuris pasižymėjo geromis dezinfekuojančiomis savybėmis. Šį tirpalą jis užpatentavo ir pardavinėjo kaip Condy's Fluid. Problema buvo ta, kad tirpalas nebuvo labai stabilus. Tai buvo išspręsta naudojant ne natrio hidroksidą, o kalio hidroksidą. Taip buvo gauta stabilesnė medžiaga. Ją taip pat buvo galima išdžiovinti iki tokių pat gerų kalio permanganato miltelių. Šie milteliai buvo pavadinti Kondžio kristalais arba Kondžio milteliais. Kalio permanganatą buvo lengva pagaminti, todėl Condy stengėsi, kad kiti žmonės jo negamintų ir nepardavinėtų.

Ankstyvieji fotografai jį naudojo blykstės milteliams.

Naudoja

Cheminės priemonės

Kalio permanganatas naudojamas kaip oksidatorius.^[3] Jis taip pat naudojamas dezinfekavimo priemonėse ir dezodorantuose. Iš jo galima gaminti daug įvairių cheminių medžiagų. Nuotekų valymui jis naudojamas siekiant atsikratyti vandenilio sulfido - smirdančių nuodingų dujų. Analitinėje chemijoje kartais naudojama tiksli KMnO koncentracija₄ , kad būtų galima nustatyti, kiek tam tikro reduktoriaus yra titruojant. Taip pat jis naudojamas kaip reagentas medienos celiuliozės gamybai. Sumaišius kalio permanganatą ir formaldehidą gaunamos silpnos ašarinės dujos.

Kaip oksidantas organinėje sintezėje

Praskiesti KMnO tirpalai ₄alkenus paverčia dioliais (glikolais). Ši reakcija taip pat naudojama kaip kokybinis dvigubų ar trigubų ryšių molekulėje buvimo testas, nes dėl šios reakcijos permanganato tirpalas tampa bespalvis. Kartais ji vadinama Baejerio reagentu.

Koncentruoti tirpalai oksiduoja aromatinio žiedo metilo grupę, pvz., tolueno, iki benzenkarboksirūgšties.

KMnO₄ oksiduoja pseudoefedrino hidrochloridą ir gamina metkatinoną, Jungtinėse Amerikos Valstijose įtrauktą į I sąrašą. Todėl DEA apribojo jo naudojimą ir pardavimą, priskirdama jį I sąrašo kontroliuojamam prekursoriui. Pagal Jungtinių Tautų konvenciją prieš neteisėtą narkotinių ir psichotropinių medžiagų apyvartą kalio permanganatas yra įtrauktas į I sąrašo prekursorių sąrašą.

Rūgštys ir kalio permanganatas

Koncentruota sieros rūgštis reaguoja su kalio permanganatu ir susidaro mangano(VII) oksidas, kuris gali būti sprogus. ^[4][5][6]. Dėl šios reakcijos taip pat susidaro ozonas. Ozonas gali uždegti alkoholyje išmirkytą popierių. Ši reakcija yra labai pavojinga.

6 KMnO₄ + 9 H₂ SO₄ → 6 MnSO₄ + 3 K₂ SO₄ + 9 H₂ O + 5 O₃

Iš koncentruoto HCl susidaro chloras.

2 KMnO₄ + 16 HCl → 2 MnCl₂ + 2 KCl + 8 H₂ O + 5 Cl₂

Mn turintys redokso reakcijų produktai priklauso nuo pH. Rūgštūs permanganato tirpalai redukuojami iki silpnai rausvo Mn²⁺ jono, kaip ir mangano(II) chloridas. Neutraliame tirpale permanganatas redukuojamas iki rudo mangano(IV) oksido, kuriame Mn yra +4 oksidacijos būsenos. Mangano(IV) oksidas - tai medžiaga, kuri nudažo odą, kai ant jos užtepamas kalio permanganatas. Kalio permanganatas baziniame tirpale savaime redukuojasi iki žalios spalvos kalio manganato, kuriame manganas yra +6 oksidacijos būsenos.

Biomedicininiai naudojimo būdai

• Praskiestais tirpalais gydomos opos (0,25 %), dezinfekuojamos rankos (apie 1 %) ir gydomas lengvas rankų ar kojų pomfoliacinis dermatitas arba grybelinės infekcijos.
• Skiedžiamas parūgštinto kalio permanganato tirpalas naudojamas histologijoje melaninui, kuris užgožia audinių detales, balinti.
• Kalio permanganatas gali būti naudojamas amiloidui AA atskirti nuo kitų amiloido rūšių, patologiškai nusėdusių kūno audiniuose. Inkubavus fiksuotą audinį kalio permanganatu, AA amiloidinis AA nesidažo kongo raudonuoju, o kitų tipų amiloidai nesidažo.^[7][8]

Įvairūs naudojimo būdai

• KMnO₄ tirpalai buvo naudojami kartu su 80 % vandenilio peroksidu raketai paleisti. Šis panaudojimas buvo pavadintas "Z-Stoff". Šis raketinis kuras vis dar naudojamas torpedose.
• Praskiestu (10 mg/l) kalio permanganato tirpalu galima išnaikinti sraiges iš augalų prieš dedant juos į gėlavandenį akvariumą.
• Aukštos kokybės kalio permanganato galima rasti baseinų reikmenų parduotuvėse; kaimo vietovėse jis naudojamas geležies ir vandenilio sulfido (supuvusių kiaušinių kvapo) šalinimui iš šulinių vandens.
• KMnO₄ dažnai įtraukiamas į išgyvenimo rinkinius kartu su glicerinu arba gliukozės tabletėmis, skirtomis ugniai kurti. Gliukozės tabletę galima sumalti, sumaišyti su kalio permanganatu ir, patrynus, ji degs. Ją taip pat galima sumaišyti su transporto priemonės antifrizu ir taip sukurti ugnį. Tai daryti gali būti pavojinga, todėl tai reikia daryti atsargiai - į antifrizą pamerkti šiek tiek popieriaus ir į jį įpilti nedidelį kiekį kalio permanganato. Jis taip pat gali sterilizuoti vandenį ir žaizdas, todėl yra naudingas išgyvenimo rinkinyje.
• KMnO₄ naudojamas kai kurioms parazitinėms žuvų ligoms gydyti, geriamajam vandeniui valyti, taip pat kaip priešnuodis apsinuodijus fosforu. Afrikoje jis buvo naudojamas kaip daržovių, pavyzdžiui, salotų, dezinfekavimo priemonė.

Ištirpintas kalio permanganatas

Pavojai

Kietasis kalio permanganatas yra stiprus oksidatorius, todėl paprastai jis turi būti laikomas atskirai nuo reduktorių. Kai kurioms reakcijoms reikia šiek tiek vandens. Pavyzdžiui, miltelių pavidalo kalio permanganatas ir cukraus milteliai užsidegs (bet nesprogs) praėjus kelioms sekundėms po to, kai bus įpiltas lašas vandens. Praskiesti KMnO tirpalai₄ nėra pavojingi. KMnO₄ susidaro pavojingi produktai, kai maišomas su koncentruotomis rūgštimis.

Kalio permanganatas nudažo odą ir drabužius, todėl su juo reikia elgtis atsargiai. Drabužių dėmes galima nuplauti acto rūgštimi. Odos dėmės išnyksta per 48 valandas.