Hợp Hóa chất KMnO4 là gì? Nó còn có tên gọi là gì? Cấu trúc, tính chất vật lý, hóa học, ứng dụng, cách điều chế và các thông tin liên quan đến hợp chất KMnO4 sẽ được thuvienhoidap.net giải thích cụ thể trong nội dung về đề tài hóa học này.
Khái niệm KMnO4 là gì?
KMnO4 có tên quốc tế là Kali Pemanganat, công thức hóa học là KMnO4 là một hợp Hóa chất vô cơ. Trong thực tiễn hợp chất này còn được gọi là thuốc tím vì khi hòa tan trong dung dịch nước sẽ tạo thành chất lỏng có màu tím.
KMnO4 là chất oxy hóa mạnh và không tạo ra chất độc hại cho sản phẩm. Nó thường được điều chế từ các khoáng chất khác như oxit mangan.
Nó có màu tím sẫm, tinh thể hoặc hạt hình lăng trụ, có ánh kim loại màu xanh lam, không mùi và dễ nổ khi tiếp xúc với một số chất hữu cơ hoặc oxit dễ dàng , hòa tan trong nước, dung dịch kiềm, ít tan trong methanol, axeton, axit sunfuric.
Nhà hóa học người Đức Johann Rudolf Glauber là người trước hết phát xuất hiện việc sản xuất KMnO4 vào năm 1659. Hợp chất này tan trong nước và bao gồm hai ion: ion pemanganat và ion kali.
Tính chất lý hóa của KMnO4
Tính chất vật lý
-
Nó là chất rắn kết tinh không mùi, có màu tím đến đỏ tươi.
-
Thuốc tím có thể hòa tan trong nước, axeton, axit axetic, metanol và pyridin.
-
Hòa tan nhanh trong etanol và dung môi hữu.
-
Hòa tan trong nước và hòa tan nhiều hơn trong nước sôi.
-
Có khối lượng riêng là 2,7g / ml và khối lượng mol của nó là 158,034g / mol.
-
Có nhiệt độ nóng chảy cao là 2400℃
-
Nó hầu hết được tìm thấy ở dạng bột, tinh thể hoặc ở dạng viên nén.
-
Điểm sôi: 100℃
-
Chỉ số oxy hóa: +7
-
Cấu trúc phân tử của KMnO4
-
Kali pemanganat là một hợp chất ion bao gồm cation kali (K +) và anion pemanganat (MnO4-).
- nguyên tử oxy thông qua ba link đôi và một link đơn.
Trong anion pemanganat (MnO4-), nguyên tử mangan được link với bốnoxy thông qua ba link đôi và một link đơn.
-
Trạng thái oxi hóa của gốc mangan trong muối này là +7.
-
Cấu trúc tinh thể của KMnO4 rắn là hình thoi. Mỗi cấu trúc MnO4- đều có dạng hình học tứ diện.
Tính Hóa chất của thuốc tím
-
Kali pemanganat là một chất oxy hóa rất mạnh và có thể được sử dụng như một chất oxy hóa trong một loạt các phản ứng hóa học.
-
Có thể thấy khả năng oxi hóa của thuốc tím khi thực hiện phản ứng oxi hóa khử với nó, trong đó dung dịch màu tím sẫm chuyển thành không màu và sau đó chuyển thành dung dịch màu nâu.
-
Phản ứng oxi hóa khử của KMnO4 có thể thực hiện trong môi trường axit hoặc môi trường bazơ.
Phản ứng hóa học của KMnO4
Vì là chất oxi hóa mạnh nên KMnO4 có thể phản ứng với kim loại hoạt động mạnh, axit hay các hợp chất hữu cơ dễ dàng.
a – Phản ứng phân hủy bởi nhiệt độ cao
2KMnO4 → K2MnO4 + MnO2 + O2
Khi pha loãng tinh thể pemanganat dưới ánh sáng mặt trời trực tiếp, oxi được giải phóng
4KMnO4 + 2H2O → 4KOH + 4MnO2 + 3O2
b – Phản ứng với axit
KMnO4 có thể phản ứng với nhiều axit mạnh như H2SO4, HCl hay HNO3, các phương trình phản ứng minh họa gồm:
-
2 KMnO4+ H2SO4 → Mn2O7 + K2SO₄ + H2O
-
2KMnO4 + 16HCl → 2KCl + 2MnCl2 + 5Cl2 + 8H2O
-
3K2MnO4 + 4HNO3 → 2KMnO4 + MnO2 + 4KNO3 + 2H2O
c – Phản ứng với bazơ
Thuốc tím có thể tác dụng với nhiều dung dịch kiềm hoạt động mạnh như KOH, NaOH, phương trình phản ứng minh họa:
-
4KMnO4 + 4KOH → 4K2MnO4 + 2H2O + O2
-
4KMnO4 4NaOH + → 2K2MnO4 + 2Na2MnO4 + 2H2O + O2
d- Tính chất oxy hóa của KMnO4
Vì thuốc tím là chất oxy hóa mạnh nên có thể phản ứng với nhiều loại dung dịch và cho ra nhiều sản phẩm khác nhau.
Trong môi trường axit, mangan bị khử thành Mn2+
2KMnO4+ 5Na2SO3 + 3H2SO4? 2MnSO4 + 5Na2SO₄ + K2SO4 + 3H2O
Trong môi trường trung tính, tạo thành MnO2 có cặn màu nâu.
2KMnO4 + 3K2SO3 + H2O ? 3K2SO4+2MnO2 + 2KOH
Trong môi trường kiềm, bị khử thành MnO42-
2KMnO4 + Na2SO3 + 2KOH ? 2K2MnO4 + Na2SO4 + H2O
e – Phản ứng với các hợp chất hữu cơ
Phản ứng với etanol
4KMnO4 + 3C2H5OH → 3CH3COOH + 4MnO2 + 4KOH + H2O
Phản ứng với axetilen trong môi trường kiềm:
C2H2 + 10KMnO4 + 14KOH → 10K2MnO4 + 2K2CO3 + 8H2O
Phản ứng với axetilen trong môi trường trung tính:
3C2H2 + 10KMnO4 + 2KOH → 6K2CO3 + 10MnO2 + 4H2O
Phản ứng với axetilen trong môi trường axit
C2H2 + 2KMnO4 + 3H2SO4 → 2CO2 + 2MnSO4 + K2SO4 + 4H20
KMnO4 phản ứng với Ethylene trong môi trường kiềm:
12KMnO4 + C2H4 + 16KOH → 12K2MnO4 + 2K2CO3 + 10H2O
KMnO4 phản ứng với Ethylene trong môi trường trung tính
4KMnO4 + C2H4 → 2K2CO3 + 4MnO2 + 2H2O
Phản ứng với glycerol
14KMnO4 + 4C3H8O3 → 7K2CO3 + 7Mn2O3 + 5CO2 + 16H2O
g – Các phản ứng khác của KMnO4
Thuốc tím tác dụng với H2O2
2KMnO4 + 3H2O2 → 2KOH + 2MnO2 + 3O2+ 2H2O
KMnO4 tác dụng với H2S
2KMnO4 + 3H2SO4 + 5H2S → 5S + 8H2O + K2SO4 + 2Mn
Cách điều chế KMnO4
Kali pemanganat được điều chế thương mại bằng cách trộn dung dịch KOH và oxit mangan dạng bột, với các chất oxy hóa như kali clorat. Hỗn hợp được đun sôi cho cất cánh hơi và phần cặn được đun nóng trong chảo sắt cho đến khi có được độ nhão.
-
6KOH + 3MnO2 + 6KClO3 → 3K 2 MnO4 + 6KCl + 3H2O
Kali manganate (màu xanh lá cây) được tạo thành được đun sôi với một lượng lớn nước và dòng điện của clo, CO2 và không khí bị ozon hóa được truyền vào chất lỏng cho đến khi chuyển hóa thành pemanganat. MnO2 được tạo thành được loại bỏ liên tục để ngăn nó phá vỡ pemanganat.
-
6K2MnO4 + 3Cl2 → 6KMnO4 + 6KCl
Dung dịch KMnO4 được tạo ra từ bất kỳ kết tủa nào của MnO2 đậm đặc và kết tinh. Các tinh thể được ly tâm và làm khô.
Tác dụng và ứng dụng của thuốc tím (KMnO4)
-
Thuốc tím được sử dụng trong phân tích định tính để xác nhận giá trị pemanganat.
-
KMnO4 cũng được sử dụng như một hóa chất tái sinh trong xử lý nước giếng để loại bỏ hydro sunfua và sắt.
-
Hợp chất này cũng được sử dụng như một chất khử trùng để chữa một số bệnh về da như nhiễm nấm chân, viêm da.
-
Một ứng dụng trọng yếu khác của thuốc tím là trong điều trị các bệnh nhiễm trùng do vi khuẩn.
-
KMnO4 cũng được biết là được sử dụng trong da thuộc da, vải in.
-
Hợp chất này thậm chí có thể được sử dụng như một chất tẩy trắng, làm thuốc trừ sâu và chất khử trùng.
-
Một trong những ứng dụng công nghiệp trọng yếu nhất của thuốc tím là chất oxy hóa trong quá trình tổng hợp hóa học của nhiều hợp chất trọng yếu.
-
Nó có thể được sử dụng như một loại thuốc giải độc trong trường hợp ngộ độc phốt pho.
Tác hại của thuốc tím đến sức khỏe con người
-
KMnO4 là một hóa chất nguy hiểm vì ngay cả khi tiếp xúc trong thời gian ngắn cũng có thể gây khó chịu, một vài tác hại của thuốc tím gồm:
-
KMnO4 đậm đặc gây kích ứng da và mắt. Tiếp xúc lâu dài có thể làm hỏng mắt vĩnh viễn.
-
Nếu hít phải nó có thể gây kích ứng mũi và họng. Thậm chí, phổi có thể bị tác động gây ho, khó thở và phù phổi.
-
KMnO4 cũng có thể tác động đến gan và thận.
-
Tiếp xúc lâu dài với thuốc tim có thể tác động đến khả năng sinh sản.
Tổng kết: Đây là câu trả lời cho thắc mắc KMnO4 là gì? Nó có những tính chất lý hóa và phản ứng hóa học gì? cụ thể và đầy đủ nhất.
