Structure du permanganate de potassium (KMnO4), propriétés



Le permanganate de potassium (KMnO4) est un composé inorganique formé par le manganèse - groupe de métal de transition 7 (VIIB) -, l 'oxygène et le potassium. C'est un solide vitreux violet foncé. Leurs solutions aqueuses sont également violet foncé; ces solutions deviennent moins violettes car elles sont diluées dans de plus grandes quantités d'eau.

Commercialement, il est obtenu dans des présentations de comprimés, de cristaux et de poussières. Il est connu sous les noms de cristaux Condy ou de minéraux caméléons. Le terme "caméléon" fait référence à la capacité du minéral: par exemple, s'il change de couleur au contact de la soude caustique et de la matière organique, le sucre est produit.

Le KMnO4 commence alors à subir des réductions (gain d'électrons) dans une succession de couleurs dans l'ordre suivant: violet> bleu> vert> jaune> incolore (avec un précipité brun de MnO2). Cette réaction présente une propriété importante du permanganate de potassium: c'est un agent oxydant très fort.

Index

  • 1 formule
  • 2 structure chimique
  • 3 utilisations
    • 3.1 Médecine et médecine vétérinaire
    • 3.2 Traitement de l'eau
    • 3.3 Conservation des fruits
    • 3.4 Action en feu
    • 3.5 Titrant Redox
    • 3.6 Réactif en synthèse organique
    • 3.7 Utilisations historiques
  • 4 Comment ça se passe?
  • 5 propriétés
    • 5.1 Décomposition
    • 5.2 Le pouvoir oxydant
  • 6 références

Formule

Sa formule chimique est KMnO4; c'est-à-dire pour chaque K cation+ il y a un anion MnO4- interagir avec cela

Structure chimique

La structure cristalline de KMnO est représentée dans l'image supérieure4, qui est orthorhombique. Les sphères violettes correspondent aux cations K+, alors que le tétraèdre formé par les quatre sphères rouges et la sphère bleuâtre correspond à l’anion MnO4-.

Pourquoi l'anion a-t-il une géométrie tétraédrique? Votre structure de Lewis répond à cette question. Les lignes en pointillés signifient que les doubles liaisons résonnent entre le Mn et le O. Pour pouvoir adopter cette structure, le centre métallique doit avoir une hybridation sp3.

Comme le manganèse est dépourvu de paires d’électrons sans partage, les liaisons Mn-O ne sont pas poussées dans le même plan. De même, la charge négative est répartie entre les quatre atomes d’oxygène, responsable de l’orientation des cations K+ dans les arrangements de cristal.

Utilise

Médecine et vétérinaire

En raison de son action bactéricide, il est utilisé dans de nombreuses maladies et affections qui provoquent des lésions cutanées, telles que les infections des pieds dues aux champignons, l’impétigo, les plaies superficielles, la dermatite et les ulcères tropicaux.

En raison de son action nocive, le permanganate de potassium doit être utilisé à de faibles concentrations (1: 10000), ce qui limite l’efficacité de son action.

Il est également utilisé dans le traitement des maladies parasitaires des poissons dans les aquariums qui produisent des infections des branchies et des ulcères de la peau.

Traitement de l'eau

C'est un régénérant chimique utilisé pour éliminer le fer, le magnésium et le sulfure d'hydrogène (d'une odeur désagréable) de l'eau et peut être utilisé pour purifier les eaux usées.

Le fer et le magnésium précipitent sous la forme de leurs oxydes insolubles dans l'eau. De plus, cela aide à éliminer la rouille présente dans les tuyaux.

La conservation des fruits

Le permanganate de potassium élimine par oxydation l'éthylène généré dans la banane pendant son stockage, ce qui lui permet de rester plus de 4 semaines sans mûrir, même à température ambiante.

En Afrique, ils l'utilisent pour faire tremper les légumes afin de neutraliser et d'éliminer tout agent bactérien présent.

Action en feu

Le permanganate de potassium est utilisé pour limiter la propagation des incendies. Basé sur la capacité du permanganate à démarrer le feu, il est utilisé pour créer des coupures de feu dans les incendies de forêt.

Titrant Redox

En chimie analytique, ses solutions aqueuses standardisées sont utilisées comme réactif oxydant dans les déterminations redox.

Réactif en synthèse organique

Il sert à convertir les alcènes en diols; c'est-à-dire que deux groupes OH sont ajoutés à la double liaison C = C. L'équation chimique suivante:

En outre, en solution d'acide sulfurique avec de l'acide chromique (H2Cro4) est utilisé pour l'oxydation des alcools primaires (R-OH) en acides carboxyliques (R-COOH ou RCO)2H).

Son pouvoir oxydant est suffisamment fort pour oxyder les groupes alkyles primaires ou secondaires des composés aromatiques les "carboxylant"; c'est-à-dire en transformant la chaîne latérale R (par exemple, un CH3) dans un groupe COOH.

Utilisations historiques

Il faisait partie de la poudre utilisée comme flash dans la photographie ou pour déclencher la réaction de la thermite.

Il a été utilisé pendant la seconde guerre mondiale pour camoufler les chevaux blancs pendant la journée. Pour cela, ils ont utilisé du dioxyde de manganèse (MnO2) qui est brune; de cette façon, ils sont passés inaperçus.

Comment ça se fait?

La pirolusite minérale contient du dioxyde de manganèse (MnO)2) et du carbonate de potassium (CaCO)3).

En 1659, le chimiste Johann R.Glauber a fait fondre le minéral et l'a dissous dans l'eau, en observant l'apparition d'une coloration verte dans la solution, qui s'est ensuite transformée en violet et finalement en rouge. Cette dernière couleur correspond à la génération de permanganate de potassium.

Au milieu du dix-neuvième siècle, Henry Condy cherchait un produit antiseptique et traitait initialement la pyrolusite avec du NaOH, puis avec du KOH, produisant les cristaux de Condy. c'est-à-dire le permanganate de potassium.

Le permanganate de potassium est produit industriellement à partir du dioxyde de manganèse présent dans la pirolusite minérale. Le MnO2 présent dans le minéral réagit avec l'hydroxyde de potassium et est ensuite chauffé en présence d'oxygène.

2 MnO2 + 4 KOH + O2 => 2 K2MnO4 + 2 h2O

Manganate de potassium (K2MnO4) est converti en permanganate de potassium par oxydation électrolytique en milieu alcalin.

2 K2MnO4 + 2 h2O => 2 KMnO4 +2 KOH + H2

Dans une autre réaction pour produire du permanganate de potassium, le manganate de potassium réagit avec le CO2, accélérant le processus de disproportionation:

3 K2MnO4 + 2 CO2 => 2 KMnO4 + MnO2 + K2CO3

En raison de la génération de MnO2 (dioxyde de manganèse) le procédé est défavorable, KOH doit être généré à partir de K2CO3.

Propriétés

C'est un solide cristallin violet qui fond à 240 ° C, qui a une densité de 2,7 g / ml et un poids moléculaire d'environ 158 g / mol.

Il est peu soluble dans l'eau (6,4 g / 100 ml à 20 ° C), ce qui indique que les molécules d'eau ne solvatent pas beaucoup les ions MnO4-, car peut-être leurs géométries tétraédriques nécessitent beaucoup d'eau pour leur dissolution. De la même manière, il peut également être dissous dans l'alcool méthylique, l'acétone, l'acide acétique et la pyridine.

Décomposition

Il se décompose à 240 ° C, libérant de l'oxygène:

2KMnO4 => K2MnO4 + MnO2 + O2

Il peut se décomposer sous l'action de l'alcool et d'autres solvants organiques, ainsi que par l'action d'acides forts et d'agents réducteurs.

Pouvoir oxydant

Dans ce sel, le manganèse présente son état d'oxydation le plus élevé (+7), ou le même, à la quantité maximale d'électrons pouvant être perdue de manière ionique. À son tour, la configuration électronique du manganèse est de 3d54s2; par conséquent, dans le permanganate de potassium, la totalité de la couche de valence de l'atome de manganèse est "vide".

Ainsi, l'atome de manganèse a une tendance naturelle à gagner des électrons; c'est-à-dire être réduit à d'autres états d'oxydation dans des milieux alcalins ou acides. C'est l'explication de pourquoi le KMnO4 C'est un puissant agent oxydant.

Références 

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