- Fórmula
- Estrutura química
- Formulários
- Medicina e veterinária
- Tratamento de água
- Preservação de frutas
- Ação em chamas
- Titulante redox
- Reagente em síntese orgânica
- Usos históricos
- Como se faz?
- Propriedades
- Decomposição
- Poder oxidante
- Referências
O permanganato de potássio (KMnO 4) é um composto inorgânico constituído por manganês - metal do grupo de transição 7 (VIIB) -, oxigênio e potássio. É um sólido vítreo roxo profundo. Suas soluções aquosas também são roxas escuras; essas soluções tornam-se menos violetas à medida que são diluídas em grandes quantidades de água.
O KMnO 4 então começa a sofrer reduções (ganhar elétrons) em uma sucessão de cores na seguinte ordem: roxo> azul> verde> amarelo> incolor (com precipitado marrom de MnO 2). Esta reação demonstra uma propriedade importante do permanganato de potássio: é um agente oxidante muito forte.
Fórmula
Sua fórmula química é KMnO 4; ou seja, para cada cátion K + há um ânion MnO 4 - interagindo com este
Estrutura química
A imagem superior representa a estrutura cristalina do KMnO 4, que é do tipo ortorrômbico. As esferas roxas correspondem aos cátions K +, enquanto o tetraedro formado pelas quatro esferas vermelhas e a esfera azulada correspondem ao ânion MnO 4 -.
Por que o ânion tem uma geometria tetraédrica? Sua estrutura de Lewis responde a esta pergunta. As linhas pontilhadas significam que as ligações duplas estão ressonando entre Mn e O. Para adotar essa estrutura, o centro do metal deve ter uma hibridização sp 3.
Como o manganês não tem pares de elétrons não compartilhados, as ligações Mn-O não são empurradas para o mesmo plano. Da mesma forma, a carga negativa é distribuída entre os quatro átomos de oxigênio, sendo responsável pela orientação dos cátions K + dentro dos arranjos cristalinos.
Formulários
Medicina e veterinária
Por sua ação bactericida, é utilizado em inúmeras doenças e condições que causam lesões cutâneas, tais como: infecções fúngicas nos pés, impetigo, feridas superficiais, dermatites e úlceras tropicais.
Por sua ação nociva, o permanganato de potássio deve ser utilizado em baixas concentrações (1: 10.000), o que limita a eficácia de sua ação.
Também é usado para tratar parasitas de peixes em aquários que causam infecções nas guelras e úlceras cutâneas.
Tratamento de água
É um regenerante químico usado para remover ferro, magnésio e sulfeto de hidrogênio (com odor desagradável) da água e pode ser usado para purificar águas residuais.
O ferro e o magnésio precipitam como seus óxidos insolúveis em água. Além disso, ajuda a remover a ferrugem presente nas tubulações.
Preservação de frutas
O permanganato de potássio remove o etileno gerado nas bananas durante o armazenamento por oxidação, permitindo que permaneça verde por mais de 4 semanas, mesmo em temperatura ambiente.
Na África, eles usam para embeber vegetais, a fim de neutralizar e eliminar os agentes bacterianos presentes.
Ação em chamas
O permanganato de potássio é usado para limitar a propagação de incêndios. Baseado na capacidade do permanganato de iniciar fogo, ele é usado para criar combate a incêndios florestais.
Titulante redox
Em química analítica, suas soluções aquosas padronizadas são usadas como titulante oxidante em determinações redox.
Reagente em síntese orgânica
Serve para converter alcenos em dióis; isto é, dois grupos OH são adicionados à ligação dupla C = C. A seguinte equação química:
Da mesma forma, em solução de ácido sulfúrico com ácido crômico (H 2 CrO 4) é usado para a oxidação de álcoois primários (R-OH) em ácidos carboxílicos (R-COOH ou RCO 2 H).
Seu poder oxidante é forte o suficiente para oxidar os grupos alquil primário ou secundário dos compostos aromáticos, "carboxilando-os"; isto é, transformar a cadeia lateral R (por exemplo, um CH 3) em um grupo COOH.
Usos históricos
Fazia parte dos pós usados como flash em fotografia ou para iniciar a reação termite.
Foi usado na Segunda Guerra Mundial para camuflar cavalos brancos durante o dia. Para isso, usaram dióxido de manganês (MnO 2), de cor marrom; dessa forma, eles passaram despercebidos.
Como se faz?
A pirolusita mineral contém dióxido de manganês (MnO 2) e carbonato de potássio (CaCO 3).
Em 1659 o químico Johann R. Glauber derreteu o mineral e o dissolveu em água, observando o aparecimento de uma coloração verde na solução, que posteriormente mudou para violeta e finalmente vermelha. Esta última cor correspondeu à geração do permanganato de potássio.
Em meados do século XIX, Henry Condy estava procurando um produto anti-séptico e inicialmente tratou a pirolusita com NaOH e depois com KOH, produzindo os chamados cristais Condy; isto é, permanganato de potássio.
O permanganato de potássio é produzido industrialmente a partir do dióxido de manganês presente na pirolusita mineral. O MnO 2 presente no mineral reage com o hidróxido de potássio e é posteriormente aquecido na presença de oxigênio.
2 MnO 2 + 4 KOH + O 2 => 2 K 2 MnO 4 + 2 H 2 O
O manganato de potássio (K 2 MnO 4) é convertido em permanganato de potássio por oxidação eletrolítica em meio alcalino.
2 K 2 MnO 4 + 2 H 2 O => 2 KMnO 4 + 2 KOH + H 2
Em outra reação para produzir permanganato de potássio, o manganato de potássio é reagido com CO 2, acelerando o processo de desproporção:
3 K 2 MnO 4 + 2 CO 2 => 2 KMnO 4 + MnO 2 + K 2 CO 3
Devido à geração de MnO 2 (dióxido de manganês) o processo é desfavorável, tendo que gerar KOH a partir de K 2 CO 3.
Propriedades
É um sólido cristalino roxo que funde a 240 ºC, que tem densidade de 2,7 g / mL e peso molecular de aproximadamente 158 g / mol.
É pouco solúvel em água (6,4 g / 100 ml a 20 ºC), o que indica que as moléculas de água não solvatam íons MnO 4 - em grande medida, porque talvez suas geometrias tetraédricas requeiram muita água para sua dissolução. Da mesma forma, também pode ser dissolvido em álcool metílico, acetona, ácido acético e piridina.
Decomposição
Ele se decompõe a 240 ºC, liberando oxigênio:
2KMnO 4 => K 2 MnO 4 + MnO 2 + O 2
Pode sofrer decomposição pela ação do álcool e outros solventes orgânicos, bem como pela ação de ácidos fortes e agentes redutores.
Poder oxidante
Nesse sal, o manganês exibe seu maior estado de oxidação (+7), ou o que é igual, ao número máximo de elétrons que pode perder ionicamente. Por sua vez, a configuração eletrônica do manganês é 3 d 5 4 s 2; portanto, no permanganato de potássio, toda a camada de valência do átomo de manganês está "vazia".
Portanto, o átomo de manganês tem a tendência natural de ganhar elétrons; isto é, para ser reduzido a outros estados de oxidação em meio alcalino ou ácido. Esta é a explicação de porque o KMnO 4 é um poderoso agente oxidante.
Referências
- Wikipedia. (2018). Permanganato de potássio. Obtido em 13 de abril de 2018, em: en.wikipedia.org
- F. Albert Cotton e Geoffrey Wilkinson, FRS. (1980). Química Inorgânica Avançada. Editorial Limusa, México, 2ª edição, páginas 437-452.
- Robin Wasserman. (14 de agosto de 2017). Usos médicos do permanganato de potássio. Obtido em 13 de abril de 2018, em: livestrong.com
- Clark D. (30 de setembro de 2014). Os 3 usos finais do permanganato de potássio. Obtido em 13 de abril de 2018, em: technology.org
- James H. Pohl, Ali Ansary, Irey RK (1988). Modular Thermodynamics, Vol. 5, Avaliação de mudanças nas propriedades. Ediciones Ciencia y Técnica, SA México, Editorial Limusa, fls. 273-280.
- JM Medialdea, C. Arnáiz e E. Díaz. Permanganato de potássio: um oxidante poderoso e versátil. Departamento de Engenharia Química e Ambiental. Escola Universitária de Sevilha.
- Hasan Zulic. (27 de outubro de 2009). Tratamento Biológico de Águas Residuais.. Obtido em 13 de abril de 2018, em: es.wikipedia.org
- Adam Rędzikowski. (12 de março de 2015). Permanganato de potássio simples.. Obtido em 13 de abril de 2018, em: commons.wikimedia.org