Os processos de oxidação-redução estão na base dos fenômenos mais importantes da natureza animada e inanimada: combustão, decomposição de substâncias complexas, síntese de compostos orgânicos. O permanganato de potássio, cujas propriedades estudaremos em nosso artigo, é um dos agentes oxidantes mais poderosos usados em condições laboratoriais e industriais. Sua capacidade oxidante depende do estado de oxidação do átomo, que muda durante o curso da reação. Vamos considerar isso em exemplos específicos de processos químicos que ocorrem com a participação de moléculas de KMnO 4.
Característica da substância
O composto que estamos considerando (permanganato de potássio) é uma das substâncias mais utilizadas na indústria - compostos de manganês. O sal é representado por cristais na forma de prismas roxos escuros regulares. Dissolve-se bem em água e forma uma solução cor de framboesa com excelentes propriedades bactericidas.características. Portanto, a substância encontrou ampla aplicação tanto na medicina quanto na vida cotidiana como agente bactericida. Como outros compostos de manganês heptavalente, o sal é capaz de oxidar muitos compostos de natureza orgânica e inorgânica. A decomposição do permanganato de potássio é utilizada em laboratórios químicos para obter pequenos volumes de oxigênio puro. O composto oxida o ácido sulfito em sulfato. Na indústria, KMnO4 é usado para extrair o gás cloro do ácido clorídrico. Também oxida a maioria das substâncias orgânicas e é capaz de converter sais ferrosos em seus compostos férricos.
Experiências com permanganato de potássio
Uma substância comumente chamada permanganato de potássio se decompõe quando aquecida. Os produtos da reação contêm oxigênio livre, dióxido de manganês e um novo sal - K2MnO4. No laboratório, esse processo é realizado para obter oxigênio puro. A equação química para a decomposição do permanganato de potássio pode ser representada da seguinte forma:
2KMnO4=K2MnO4 + MnO2 + O2.
Matéria seca, que são cristais roxos na forma de prismas regulares, é aquecida a uma temperatura de +200 °C. O cátion manganês, que faz parte do sal, tem um estado de oxidação de +7. Ela diminui nos produtos da reação para +6 e +4, respectivamente.
Oxidação do etileno
hidrocarbonetos gasosos pertencentes a diferentes classescompostos orgânicos têm ligações simples e múltiplas entre os átomos de carbono em suas moléculas. Como determinar a presença de ligações pi subjacentes à natureza insaturada de um composto orgânico? Para isso, são realizados experimentos químicos passando a substância de teste (por exemplo, eteno ou acetileno) através de uma solução roxa de permanganato de potássio. Sua descoloração é observada, pois a ligação insaturada é destruída. A molécula de etileno é oxidada e se transforma de um hidrocarboneto insaturado em um álcool di-hídrico saturado - etilenoglicol. Esta reação é qualitativa para a presença de ligações duplas ou triplas.
Características das manifestações químicas do KMnO4
Se os estados de oxidação dos reagentes e produtos da reação mudam, ocorre uma reação de oxidação-redução. Baseia-se no fenômeno do movimento de elétrons de um átomo para outro. Como no caso da decomposição do permanganato de potássio, e em outras reações, a substância apresenta propriedades pronunciadas de um agente oxidante. Por exemplo, em uma solução acidificada de sulfito de sódio e permanganato de potássio, são formados sulfatos de sódio, potássio e manganês, assim como água:
5Na2SO3 + 2KMnO4 + 3H2 SO4 =2MnSO4 + 5Na2SO4 + K2SO4 + 3H20.
Neste caso, o íon enxofre é um agente redutor, e o manganês, que faz parte do ânion complexo MnO4-, exibe as propriedades de um agente oxidante. Ele aceita cinco elétrons, então seu estado de oxidação vai de +7 a +2.
Influência do ambiente nao fluxo de uma reação química
Dependendo da concentração de íons hidrogênio ou grupos hidroxila, distingue-se a natureza ácida, alcalina ou neutra da solução na qual ocorre a reação redox. Por exemplo, com um teor excessivo de cátions de hidrogênio, um íon manganês com um estado de oxidação de +7 em permanganato de potássio reduz para +2. Em um ambiente alcalino, em alta concentração de grupos hidroxila, o sulfito de sódio, interagindo com o permanganato de potássio, é oxidado a sulfato. Um íon manganês com estado de oxidação +7 entra em um cátion com carga +6, que está na composição de K2MnO4, cuja solução tem uma cor verde. Em um ambiente neutro, o sulfito de sódio e o permanganato de potássio reagem entre si e o dióxido de manganês precipita. O estado de oxidação do cátion manganês diminui de +7 para +4. Sulfato de sódio e hidróxido de sódio alcalino também são encontrados nos produtos da reação.
Uso de sais de ácido de manganês
A reação de decomposição do permanganato de potássio quando aquecido e outros processos redox envolvendo sais de ácido manganês são frequentemente utilizados na indústria. Por exemplo, a oxidação de muitos compostos orgânicos, a liberação de cloro gasoso do ácido clorídrico, a conversão de sais ferrosos em trivalentes. Na agricultura, uma solução de KMnO4 é usada para tratamento pré-semeadura de sementes e solo, na medicina tratam a superfície de feridas, desinfetam mucosas inflamadas da cavidade nasal,usado para desinfetar itens de higiene pessoal.
Em nosso artigo, não só estudamos em detalhes o processo de decomposição do permanganato de potássio, mas também consideramos suas propriedades oxidantes e aplicações na vida cotidiana e na indústria.
