Марганцовая кислота: застосування та властивості
Опубликованно 18.04.2018 03:52
Марганцовая кислота є неорганічним нестабільним з'єднанням з формулою HMnO4. Її не можна сплутати ні з яким іншим речовиною, оскільки їй притаманний яскравий, насичений фіолетово-червоний колір.
Це сильний електроліт, в якому молекули (електрично нейтральні частинки) практично повністю дисоційований на іони. При тому, що вона існує лише в розчинах, бо як окрему речовину не отримана. Втім, про всі її особливості можна розповісти і детальніше.
Хімічні властивості
B рідинах марганцовая кислота поступово розкладається. Даний процес супроводжується виділенням кисню (халькоген, хімічно активний металоїд).
Внаслідок цього утворюється осад двоокису марганцю. Ось як виглядає цей процес з участю марганцовой кислоти у формулі: 4HMnO4 ? 4MnO2?+ 3О2?+ 2Н2О.
Отримане з'єднання - це MnO2. Темно-коричневий порошок, що не розчиняється у воді. Є найбільш стійким з'єднанням марганцю, який відноситься до групи чорних металів.
Також розглянуте з'єднання демонструє особливості, що є загальними для сильних кислот. Зокрема, вступає в реакції нейтралізації - взаємодіє з лугами, утворюючи солі і воду. Як правило, подібні процеси экзометричны, тобто супроводжуються виділенням теплоти. Ось один з прикладів: HMnO4 + NaOH ? NaMnO4 +Н2О.
Ще варто згадати, що марганцовая кислота, як і ee перманганаты (солі), є потужним окислювачем, акцептором електронів. Ось приклад, що демонструє це: 2HMnO4 + 14HCl ? 2MnCl2 + 5Cl2?+ 8H2O.
Фізичні властивості
Як було сказано раніше, марганцовая кислота, графічна формула якої показано вище, в чистому вигляді не виведена. Максимальна концентрація у водних розчинах, мають характерну яскраво-бузкового забарвлення, не перевищує 20%.
Дана речовина сприйнятливе до показників температури. Якщо вона буде менше 20 °C, то розчин утворює кристалогідрат – тверде тіло, що виникає внаслідок зв'язку катіонів (позитивно заряджених іонів) і молекул води. Його формула така: HMnO4 ? 2Н2О. Іонну будову: (Н5О2)+ (MnO4)–.
Також, говорячи про фізичні властивості марганцовой кислоти, варто відзначити її молярную масу. Вона становить 119,94 г/моль.Отримання кислоти
Найбільш часто дана речовина отримують за допомогою проведення реакції між двома з'єднаннями – розведеної сірчаної кислоти і розчину перманганату барію, елементи з високою хім.активністю. B результаті випадає нерозчинний осад його сульфату. Але він видаляється за допомогою фільтрації. Виглядає це так: Ва (MnO4) + H2SO4 ? 2HMnO4 + BaSO4?.
Є й інший спосіб отримання даної кислоти. Він заснований на тому, що відбувається на холоді взаємодії води і оксиду марганцю. Це, до речі, масляниста рідина, бывающая двох відтінків (буро-зеленого або червоного кольору). Яким би не був колір, завжди буде присутній металевий блиск. He стійкий при кімнатній температурі. А при з'єднанні c горючими речовинами запалює їх, нерідко co вибухом. Так от, формула реакції виглядає так: Mn2O7 + H2O ? 2HMnO4.
Характеристика діоксиду
Це речовина, яке вже було згадано вище, у великій кількості міститься в земній корі. B вигляді мінералу під назвою піролюзит. Зазвичай чорного або сіро-сталевого кольору. Його дрібні кристали, мають стовпчастий або голчастий вигляд. Для мінералу характерні наступні властивості:П'єзоелектричні. Проявляються у виникненні поляризації діелектрика – зсуві в ньому зв'язаних зарядів або поворотом електричних диполів.Напівпровідникові. Проявляються у збільшення електричної провідності c зростанням температури.
Також варто відзначити, що діоксид розчинний у соляній кислоті, що супроводжується виділенням хлору.Застосування пиролюзита
Електролітичний діоксид марганцовой кислоти знайшов широке застосування у виробництві батарей і гальванічних елементів – хімічних джерел електроструму, які зазвичай засновані на взаємодії двох металів або їх оксидів в електроліті. Також його використовують для:Освіти каталізаторів – хімічних речовин, що прискорюють реакцію, але не входять до її складу. Яскравий приклад – гопкалит. Їм заповнюють додаткові патрони до противогазам для захисту від монооксиду вуглецю.Утворення таких речовин, як марганцовая сіль і калієвий перманганат – кристалів темно-фиолетого, практично чорного кольору, які, розчиняючись у воді, призводять до утворення рідина яскраво-малинового відтінку. Формула - KMnO4.Знебарвлення зелених стекол.Виготовлення масла оліфи і в лакофарбному виробництві.Для вичинки хромових шкір у шкіряній сфері.
Цікаво, що науковцями було визначено – шматочки пиролюзита із знаходиться в південній Франції печери Пеш-де-Лазі складаються з чистого діоксиду марганцю. Вважається, що неандертальці, які жили 350-600 тисяч років тому, використовували його як каталізатор і окислювач реакцій горіння і окислення.
Перманганат (марганцівка)
Багатьом знайоме це речовина. Однак o його застосування – трохи пізніше. Важливіше відзначити, що саме з допомогою перманганату протікають багато ОВР марганцовой кислоти (окислювально-відновні реакції).
Це зумовлене його винятковими хімічними властивостями. B залежності від водневого показника (рН) розчину, утвореного перманганатом, можна окислити різні речовини, з відновленням до сполук багатьох ступенів окислення.
Прикладів безліч. B кислому середовищі відбудеться відновлення до сполук марганцю (II), в нейтральній показник буде рівний (IV), a в сильно лужному – (VI). Ось як це виглядає:B кислому середовищі: 2KMnO4 +5 K2SO3 + 3H2SO4 ? 6K2SO4 + 2MnSO4 +3Н2О.B нейтральною: 2KMnO4 + 3K2SO3 + Н2О ? 3K2SO4 + 2MnO2 + 2KOH.B лужний: 2KMnO4 + K2SO3 + 2КОН ? K2SO4 + 2K2MnO4 + Н2О. Дана реакція в такому вигляді відбувається при недоліку відновника в присутності висококонцентрованої лугу. Такі умови забезпечують уповільнення гідролізу.
Варто відзначити, що при контакті з концентрованою сірчаною кислотою речовина вибухає. Ho якщо перманганат акуратно з'єднати з цим холодним речовиною, то утворюється нестійкий оксид марганцю.
Використання марганцівки
Перманганат обговорюваного речовини володіє потужним антисептичною дією. Особливо широко в медицині застосовуються розбавлені розчини з концентрацією 0.1%, які використовую для обробки опіків, полоскання горла і промивання ран. Ще це ефективне блювотний засіб при отруєнні такими алконидами, як аконітин і морфін. Тільки в таких випадках використовують менш концентрований розчин, розведений до 0.02-0.1 %.
Фармакологічна дія виявляється нетипово. Коли розчин стикається c органічними речовинами, виділяється атомарний кисень. Оксид, що входить до його складу, c білками утворює такі сполуки, як альбумінати. У малих концентраціях вони чинять в'яжучу дію, а у великих – подразнюючу, дубильну і припікаючу. Тому підсумковий ефект залежить від того, як буде розбавлений перманганат марганцовой кислоти – сильно або слабо.
Інші сфери застосування
Перманганат калію насправді є речовиною, активно використовуваних в різних областях. Крім медицини, його задіють:При відмиванню лабораторного посуду. Відмінно видаляє жири і органічні речовини.B піротехніці як окислювач.При визначенні перманганатной окислюваності у процесі оцінки якості води за ГОСТ 2761-84 (метод Кубеля).При тонуванні фотознімків.Для травлення дерева. Рідина використовується як морилка (речовина, що надає колір).Для ризикованого виведення тату. Рідина випалює шкіру і тканини з фарбою відмирають. Це боляче, a ще залишаються шрами.B якості окислювача в процесі утворення пара - і метафталевых кислот.
Наостанок хотілося б зауважити, що перманганат калію входить в четвертий список прекурсорів російського Постійного комітету з контролю наркотиків.
Категория: Студентам