Nadmanganian potasu

W 1659 roku niemiecki chemik, Johann Rudolf Glauber, stopił mieszaninę minerału piroluzytu i węglanu potasu, aby otrzymać materiał, który po rozpuszczeniu w wodzie tworzył zielony roztwór (manganian potasu). Powoli zmieniał on kolor na fioletowy (nadmanganian potasu), a następnie na czerwony. Sprawozdanie to jest pierwszym opisem produkcji nadmanganianu potasu.

Niecałe 200 lat później pewien londyńczyk o nazwisku Henry Bollmann Condy był chemikiem. Interesował się on środkami dezynfekującymi i stworzył kilka rzeczy, takich jak woda ozonowana. Odkrył, że kiedy stopił piroluzyt z wodorotlenkiem sodu i rozpuścił go w wodzie, powstał roztwór, który miał dobre właściwości dezynfekujące. Opatentował ten roztwór i sprzedawał go jako Condy's Fluid. Problem polegał na tym, że roztwór nie był zbyt stabilny. Rozwiązano go, stosując wodorotlenek potasu zamiast wodorotlenku sodu. Dzięki temu uzyskano bardziej stabilny materiał. Można go było również wysuszyć do postaci równie dobrego proszku nadmanganianu potasu. Proszek ten nazywany był kryształami Condy'ego lub proszkiem Condy'ego. Nadmanganian potasu był łatwy w produkcji, więc Condy próbował powstrzymać innych ludzi przed jego produkcją i sprzedażą.

Pierwsi fotografowie używali go w proszku do lamp błyskowych.

Zastosowania chemiczne

Nadmanganian potasu jest używany jako środek utleniający. ^[3] Jest on również używany w środkach dezynfekujących i dezodorantach. Może być używany do produkcji wielu różnych rodzajów chemikaliów. W oczyszczaniu ścieków, jest on używany do pozbycia się siarkowodoru, śmierdzącego, toksycznego gazu. W chemii analitycznej, dokładne stężenie KMnO4 jest czasami używane do sprawdzenia, jak dużo pewnego środka redukującego znajduje się w miareczkowaniu. W pokrewny sposób, jest on używany jako odczynnik do produkcji masy drzewnej. Mieszanie nadmanganianu potasu z formaldehydem daje łagodny gaz łzawiący.

Jako utleniacz w syntezie organicznej

Rozcieńczone roztwory KMnO4 przekształcają alkeny w diole (glikole). Zachowanie to jest również wykorzystywane jako test jakościowy na obecność wiązań podwójnych lub potrójnych w cząsteczce, ponieważ reakcja powoduje, że roztwór nadmanganianu staje się bezbarwny. Jest on czasami określany jako odczynnik Baeyera.

Stężone roztwory utleniają grupę metylową na pierścieniu aromatycznym, np. toluen do kwasu benzoesowego.

KMnO4 utlenia chlorowodorek pseudoefedryny do produkcji metkatynonu, narkotyku z listy I w Stanach Zjednoczonych. W związku z tym DEA ograniczyła jego użycie i sprzedaż, klasyfikując go jako prekursor kontrolowany w wykazie I. Nadmanganian potasu jest wymieniony jako prekursor w wykazie I na mocy Konwencji Narodów Zjednoczonych o zwalczaniu nielegalnego obrotu środkami odurzającymi i substancjami psychotropowymi.

Kwasy i nadmanganian potasu

Stężony kwas siarkowy reaguje z nadmanganianem potasu, dając tlenek manganu(VII), który może być wybuchowy. ^[4][5][6]. W wyniku tej reakcji powstaje również ozon. Ozon może zapalić papier nasączony alkoholem. Reakcja ta jest bardzo niebezpieczna.

6 KMnO4 + 9 _H2SO4 → 6 MnSO4 + 3 _K2SO4 + 9 _H2O + 5 O3

Stężony HCl wytwarza chlor.

2 KMnO4 + 16 HCl → 2 MnCl2 + 2 KCl + 8 _H2O + 5 Cl2

Produkty zawierające Mn w reakcjach redoks zależą od pH. W roztworach kwaśnych nadmanganian redukuje się do słabo różowego jonu Mn2+, tak jak w chlorku manganu(II). W roztworze obojętnym nadmanganian redukuje się do brązowego tlenku manganu(IV), gdzie Mn jest w stanie utlenienia +4. Tlenek manganu(IV) to substancja, która barwi skórę po nałożeniu na nią nadmanganianu potasu. Nadmanganian potasu spontanicznie redukuje się w roztworze zasadowym do manganianu potasu o zielonej barwie, gdzie mangan znajduje się na +6 stopniu utlenienia.

Zastosowania biomedyczne

• Rozcieńczone roztwory są stosowane w leczeniu owrzodzeń (wrzodów) (0,25%), środek dezynfekujący do rąk (około 1%) i leczenie łagodnego pompholyx zapalenia skóry lub infekcji grzybiczych rąk lub stóp.
• Rozcieńczony roztwór zakwaszonego nadmanganianu potasu jest używany w histologii do wybielania melaniny, która przesłania szczegóły tkanki.
• Nadmanganian potasu może być użyty do odróżnienia amyloidu AA od innych rodzajów amyloidu patologicznie odkładających się w tkankach ciała. Inkubacja utrwalonej tkanki z nadmanganianem potasu zapobiegnie barwieniu amyloidu AA czerwienią Kongo, podczas gdy inne rodzaje amyloidu pozostają nienaruszone. ^[7][8]

Różne zastosowania

• Roztwory KMnO4 były używane razem z 80% nadtlenkiem wodoru do napędzania rakiety. W tym zastosowaniu nazywany był on Z-Stoff. Ten materiał pędny jest nadal używany w torpedach.
• Rozcieńczony (10 mg/l) nadmanganian potasu może być użyty do wyeliminowania ślimaków z roślin przed umieszczeniem ich w akwarium słodkowodnym.
• Wysokiej jakości nadmanganian potasu można znaleźć w sklepach z zaopatrzeniem dla basenów i jest on używany na obszarach wiejskich do usuwania żelaza i siarkowodoru (zapach zgniłych jaj) z wody studziennej.
• KMnO4 jest często dołączany do zestawów przetrwania wraz z gliceryną lub tabletką glukozy do rozpalania ognia. Tabletka glukozy może być zmielona, zmieszana z nadmanganianem potasu i będzie się palić po potarciu. Można ją również zmieszać z płynem niezamarzającym z samochodu, aby rozpalić ogień. Może to być niebezpieczne i należy to robić ostrożnie, zanurzając papier w płynie przeciw zamarzaniu, a następnie dodając niewielką ilość nadmanganianu potasu. Może on również sterylizować wodę i rany, więc jest przydatny w zestawie przetrwania.
• KMnO4 jest stosowany w leczeniu niektórych chorób pasożytniczych ryb, w uzdatnianiu wody pitnej, a także jako antidotum w zatruciach fosforem. W Afryce jest stosowany jako środek dezynfekujący do warzyw, takich jak sałata.

Nadmanganian potasu w postaci stałej jest silnym utleniaczem i generalnie powinien być trzymany oddzielnie od środków redukujących. Niektóre reakcje wymagają odrobiny wody. Na przykład, sproszkowany nadmanganian potasu i sproszkowany cukier zapalą się (ale nie wybuchną) kilka sekund po dodaniu kropli wody. Rozcieńczone roztwory KMnO4 nie są niebezpieczne. KMnO4 tworzy niebezpieczne produkty po zmieszaniu ze stężonymi kwasami.

Nadmanganian potasu plami skórę i odzież, dlatego należy obchodzić się z nim ostrożnie. Plamy na ubraniach można zmyć kwasem octowym. Plamy na skórze znikają w ciągu 48 godzin.