Quá trình oxy hóa - khử là cơ sở của các hiện tượng quan trọng nhất của bản chất hữu hình và vô tính: sự cháy, sự phân hủy của các chất phức tạp, sự tổng hợp của các hợp chất hữu cơ. Kali pemanganat, các tính chất mà chúng ta sẽ nghiên cứu trong bài viết của mình, là một trong những chất oxy hóa mạnh nhất được sử dụng trong các điều kiện phòng thí nghiệm và công nghiệp. Khả năng oxy hóa của nó phụ thuộc vào trạng thái oxy hóa của nguyên tử, trạng thái này thay đổi trong quá trình phản ứng. Hãy xem xét điều này trên các ví dụ cụ thể về các quá trình hóa học xảy ra với sự tham gia của các phân tử KMnO4.
Đặc trưng của chất
Hợp chất chúng ta đang xem xét (thuốc tím) là một trong những chất được sử dụng rộng rãi nhất trong công nghiệp - các hợp chất mangan. Muối được biểu diễn bằng các tinh thể có dạng hình lăng trụ đều màu tím sẫm. Nó hòa tan tốt trong nước và tạo thành dung dịch màu quả mâm xôi với đặc tính diệt khuẩn tuyệt vời.đặc trưng. Vì vậy, chất này đã được ứng dụng rộng rãi cả trong y học và đời sống hàng ngày như một chất diệt khuẩn. Giống như các hợp chất khác của mangan mạnh, muối có khả năng oxy hóa nhiều hợp chất có bản chất hữu cơ và vô cơ. Sự phân hủy kali pemanganat được sử dụng trong phòng thí nghiệm hóa học để thu được lượng nhỏ oxy tinh khiết. Hợp chất này oxy hóa axit sunfit thành sunfat. Trong công nghiệp, KMnO4được dùng để tách khí clo từ axit clohiđric. Nó cũng oxy hóa hầu hết các chất hữu cơ và có khả năng chuyển đổi muối sắt thành các hợp chất sắt của nó.
Thí nghiệm với thuốc tím
Một chất thường được gọi là thuốc tím bị phân hủy khi đun nóng. Các sản phẩm phản ứng chứa oxy tự do, mangan dioxide và một muối mới - K2MnO4. Trong phòng thí nghiệm, quá trình này được thực hiện để thu được oxy tinh khiết. Phương trình hóa học để phân hủy kali pemanganat có thể được biểu diễn như sau:
2KMnO4=K2MnO4+ MnO2+ O2.
Chất khô, là tinh thể màu tím ở dạng lăng trụ đều, được nung đến nhiệt độ +200 ° C. Cation mangan, là một phần của muối, có trạng thái oxi hóa +7. Nó giảm trong các sản phẩm phản ứng xuống +6 và +4, tương ứng.
Oxy hóa ethylene
Hydrocacbon khí thuộc các lớp khác nhaucác hợp chất hữu cơ có cả liên kết đơn và liên kết đa giữa các nguyên tử cacbon trong phân tử của chúng. Làm thế nào để xác định sự có mặt của liên kết pi cơ bản tính chất không no của một hợp chất hữu cơ? Đối với điều này, các thí nghiệm hóa học được thực hiện bằng cách cho chất thử (ví dụ, etilen hoặc axetilen) đi qua dung dịch thuốc tím. Sự đổi màu của nó được quan sát thấy, vì liên kết không bão hòa bị phá hủy. Phân tử etylen bị oxi hóa và biến từ một hiđrocacbon không no thành một ancol no đơn chức - etylen glicol. Phản ứng này mang tính chất định tính đối với sự hiện diện của liên kết đôi hoặc liên kết ba.
Tính năng biểu hiện hóa học của KMnO4
Nếu trạng thái oxi hóa của chất phản ứng và sản phẩm phản ứng thay đổi thì phản ứng oxi hóa - khử xảy ra. Nó dựa trên hiện tượng chuyển động của các electron từ nguyên tử này sang nguyên tử khác. Như trong trường hợp phân hủy kali pemanganat, và trong các phản ứng khác, chất này thể hiện các đặc tính rõ rệt của một chất oxi hóa. Ví dụ, trong dung dịch axit hóa natri sulfit và kali pemanganat, natri, kali và mangan sulfat được hình thành, cũng như nước:
5Na2SO3+ 2KMnO4+ 3H2SO4=2MnSO4+ 5Na2SO4+ K2SO4+ 3H20.
Trong trường hợp này, ion lưu huỳnh là chất khử và mangan, là một phần của anion phức MnO4-, thể hiện tính chất của một chất oxi hóa. Nó nhận năm electron, vì vậy trạng thái oxy hóa của nó đi từ +7 đến + 2.
Ảnh hưởng của môi trường đếndòng chảy của phản ứng hóa học
Tùy thuộc vào nồng độ của ion hydro hoặc nhóm hydroxyl, tính chất axit, kiềm hoặc trung tính của dung dịch mà phản ứng oxi hóa khử xảy ra được phân biệt. Ví dụ, với một hàm lượng dư thừa của các cation hydro, một ion mangan có trạng thái oxy hóa +7 trong thuốc tím sẽ làm giảm nó xuống +2. Trong môi trường kiềm, ở nồng độ cao của các nhóm hydroxyl, natri sulfit, tương tác với thuốc tím, bị oxy hóa thành sunfat. Ion mangan có trạng thái oxi hóa +7 chuyển thành cation có điện tích +6, trong thành phần của K2MnO4, dung dịch có màu xanh lục. Trong môi trường trung tính, natri sulfit và kali pemanganat phản ứng với nhau, và mangan đioxit kết tủa. Trạng thái oxy hóa của cation mangan giảm từ +7 đến +4. Natri sunfat và kiềm - natri hydroxit cũng được tìm thấy trong các sản phẩm phản ứng.
Sử dụng muối của axit mangan
Phản ứng phân hủy kali pemanganat khi đun nóng và các quá trình oxi hóa khử khác liên quan đến muối của axit mangan thường được sử dụng trong công nghiệp. Ví dụ, quá trình oxy hóa nhiều hợp chất hữu cơ, giải phóng clo ở dạng khí từ axit clohiđric, sự chuyển đổi muối đen thành hóa trị ba. Trong nông nghiệp, dung dịch KMnO4được sử dụng để xử lý trước khi gieo hạt và đất, trong y học, chúng xử lý bề mặt vết thương, khử trùng màng nhầy bị viêm của khoang mũi,dùng để khử trùng các vật dụng vệ sinh cá nhân.
Trong bài báo của chúng tôi, chúng tôi không chỉ nghiên cứu chi tiết quá trình phân hủy của thuốc tím mà còn xem xét các đặc tính oxy hóa và ứng dụng của nó trong cuộc sống hàng ngày và công nghiệp.
