Окисление воды перманганатом калия. Калия перманганат (Potassium permanganate). Марганцовокислый Калий

ОПРЕДЕЛЕНИЕ

Перманганат калия (калиевая соль марганцовой кислоты) в твердом виде представляет собой кристаллы темно-фиолетового цвета (почти черные призмы), которые умеренно растворимы в воде (рис. 1).

Раствор KMnO 4 имеет темно-малиновый цвет, а при большой концентрации - фиолетовый цвет, свойственный перманганат ионам (MnO 4 —).

Рис. 1. Кристаллы перманганата калия. Внешний вид.

Брутто формула перманганата калия - KMnO 4 . Как известно, молекулярная масса молекулы равна сумме относительных атомных масс атомов, входящих в состав молекулы (значения относительных атомных масс, взятых из Периодической таблицы Д.И. Менделеева, округлим до целых чисел).

Mr(KMnO 4) = Ar(K) + Ar(Mn) + 4×Ar(O);

Mr(KMnO 4) = 39 + 55 + 4×16 = 39 + 55 +64 =158.

Молярная масса (М) - это масса 1 моль вещества. Легко показать, что численные значения молярной массы М и относительной молекулярной массы M r равны, однако первая величина имеет размерность [M] = г/моль, а вторая безразмерна:

M = N A × m (1 молекулы) = N A × M r × 1 а.е.м. = (N A ×1 а.е.м.) × M r = × M r .

Это означает, что молярная масса перманганата калия равна 158 г/моль .

Примеры решения задач

ПРИМЕР 1

Задание

Составьте формулу соединения калия, хлора и кислорода, если массовые доли элементов в нём: ω(К) = 31,8%, ω(Cl) = 29,0%, ω(O) = 39,2%.

Решение

Обозначим количество моль элементов, входящих в состав соединения за «х» (калий), «у» (хлор), «z» (кислород). Тогда, мольное отношение будет выглядеть следующим образом (значения относительных атомных масс, взятых из Периодической таблицы Д.И. Менделеева округлим до целых чисел):

x:y:z = ω(K)/Ar(K) : ω(Cl)/Ar(Cl) : ω(O)/Ar(O);

x:y:z= 31,8/39: 29/35,5: 39,2/16;

x:y:z= 0,82: 0,82: 2,45 = 1: 1: 3.

Значит формула соединения калия, хлора и кислорода будет иметь вид KClO 3 . Это бертолетова соль.

Ответ

KClO 3

ПРИМЕР 2

Задание

Составьте формулы двух оксидов железа, если массовые доли железа в них 77,8% и 70,0%.

Решение

Массовая доля элемента Х в молекуле состава НХ рассчитывается по следующей формуле:

ω (Х) = n × Ar (X) / M (HX) × 100%.

Найдем массовую долю в каждом из оксидов меди:

ω 1 (О) = 100% — ω 1 (Fe) = 100% — 77,8% = 22,2%;

ω 2 (О) = 100% — ω 2 (Fe) = 100% — 70,0% = 30,0%.

Обозначим количество моль элементов, входящих в состав соединения за «х» (железо) и «у» (кислород). Тогда, мольное отношение будет выглядеть следующим образом (значения относительных атомных масс, взятых из Периодической таблицы Д.И. Менделеева округлим до целых чисел):

x:y = ω 1 (Fe)/Ar(Fe) : ω 1 (O)/Ar(O);

x:y = 77,8/56: 22,2/16;

x:y = 1,39: 1,39 = 1: 1.

Значит формула первого оксида железа будет иметь вид FeO.

x:y = ω 2 (Fe)/Ar(Fe) : ω 2 (O)/Ar(O);

x:y = 70/56: 30/16;

x:y = 1,25: 1,875 = 1: 1,5 = 2: 3.

Значит формула второго оксида железа будет иметь вид Fe 2 O 3 .

Ответ

FeO, Fe 2 O 3

Выпуск 15

Состав марганцовки

В новом видеоуроке химии профессор Дмитрий Иванович расскажет о составе марганцовки (перманганата калия). Марганцовка или перманганат калия (КМnO4) используется в медицине, ветеринарии. Это вещество — одно из самых известных соединений металла, известного под названием марганца.

Как видно из формулы, состав марганцовки включает в себя калий, марганец и кислород. С виду марганцовка ничем не примечательна, — это тёмно-фиолетовое кристаллическое вещество, кристаллы которого имеют металлический блеск. Она хорошо растворима в воде и представляет собой сильный окислитель. Нагревание заставляет марганцовку разлагаться, высвобождая связанный кислород. Этим пользуются химики, если нужно получить чистый кислород.

Состав марганцовки делает её хорошим антисептическим средством. Контактируя с органикой перманганат калия начинает выделять атомарный кислород. При этом образуется окись марганца. Поэтому марганцовку используют при лечении ран. Состав марганцовки таков, что при её взаимодействии с некоторыми химическими веществами может произойти взрыв. Поэтому не следует смешивать это вещество с углём, танином или сахаром.

Буквенное обозначение KMnO. Соприкасаясь с органикой, образует белок - альбуминат, в ощущениях тела эта реакция передается чувством жжения, вязания, локального раздражения, при этом обладая заживляющим эффектом и свойством дезодоранта и противоядия.

Получают перманганат калия путем электрохимического окисления марганцевых соединений либо изменением их пропорций. Вот некоторые на перманганат калия реакции, широко используемые в промышленности и фармакологии:

2MnO2 +3 Cl2 + 8KOH → 2KMnO4 + 6KCl + 4H2O

2K2MnO4 + 2H2O → 2KMnO4 +H2 + 2KOH.

Здесь, как мы видим, марганец, окисляясь, взаимодействует с солями хлора и молекулами калия. Вторая по счету реакция широко используется в промышленности, так как при ней перманганат калия вырабатывается эндотермическим путем при электролизе концентрата.

Химические свойства перманганата калия

Вещество "перманганат калия" является довольно сильным окислителем. В зависимости от рН-среды он воздействует на разные типы веществ, восстанавливаясь в уравнении до марганцевых соединений различных Например, в кислой среде - II, в щелочной - до VI, в нейтральной среде, соответственно, - до IV.

Соприкасаясь с концентратом перманганат калия, химические свойства которого указывают на окисление, становится причиной взрывной реакции, а при нагревании выделяет кислород - этот метод добычи О2 повсеместно используют в промышленности.

Применение перманганата калия

В современном лабораторном производстве перманганат калия распространен в органическом синтезе в виде окислителя. В щелочном растворе является действенным моющим и обезжиривающим препаратом. Популярно и универсально применение 0,1% раствора в медицине при лечении ожогов, полосканиях, обеззараживании, выводе токсинов. Некоторые аптеки не отпускают это вещество, так как приказом Министерства оно причислено к взрывоопасным. Зато можно достать перманганат калия в садово-огородных магазинах, где его продают в виде удобрения.

Применение перманганата калия показано строго по инструкции, польза марганца для здоровья очевидна. Всем хорошо известно, что такое марганцовка, и какие эффекты в организме такое средство обеспечивает. По своим фармакологическим свойствам это мощный антисептик, предназначенный для использования наружно и перорально. Чаще рекомендован водный раствор перманганата калия, а сам медицинский препарат выпускается в форме дозированного порошка.

Что такое перманганат калия

Не секрет, как выглядит марганцовка, которая обязательно найдется в каждой семейной аптечке. Это порошок красного или насыщенно фиолетового цвета, который имеет форму кристаллов. По своим фармакологическим свойствам является местным антисептиком, который используется во многих направлениях современной медицины. Действие марганцовки системное, поэтому такой медицинский препарат должен быть назначен лечащим врачом, а, используя высокую концентрацию перманганат калия, можно спровоцировать сильное отравление, проблемы с пищеварением.

Формула

Применение антисептического препарата должно быть дозированным, иначе активные компоненты не лечат, а вызывают серьезные проблемы со здоровьем. Химическая формула перманганат калия выглядит так: KMnO4. По плотности 2 кристалла составляют 2,703 г/см3, растворимость в воде умеренная, а сами водные растворы термодинамически нестабильны. Это представитель водных растворов, который в современной фармакологии поставляют не в каждую аптеку.

Свойства

Необходимость лечения марганцовкой возникает одинаково в детском и взрослом возрасте. Препарат обладает бактерицидными, антисептическими, обеззараживающими, вяжущими, регенерирующими, прижигающими свойствами, действует быстро и целенаправленно на очаг патологии. Перманганат калия обладает уникальными способностями, обеспечивает положительную динамику в следующих клинических картинах:

истребление патогенной флоры при инфекциях горла;
желаемый результат при лечении ран, не травмирует кожу;
способность перманганата обезвреживать микробов, выводить их из организма;
препарат полезен для лечения ожогов, обработки язв;
польза наблюдается для промывания желудка;
решение урологической проблемы со здоровьем;
обработка пораженных слизистых оболочек ротовой полости, репродуктивной системы.

Инструкция по применению перманганата калия

Кристаллы марганцовки в современной медицине применяют для промывания раны и остановки кровотечения, но также уместно такое фармакологическое назначение при стоматите в качестве регулярных полосканий горла и даже в случае вагинального кандидоза с ежедневными спринцеваниями на ночь. При отравлениях используют перманганат, представленный слабо розовым раствором, важно контролировать концентрацию органических соединений. Перед приемом лекарства требуется проконсультироваться с лечащим врачом.

Показания к применению

Порошок добавляют в воду, чтобы кристаллы полностью растворились. Затем снова соединяют с водной основой для дальнейшего применения внутрь. Это важно, иначе можно пожечь слизистую оболочку, вызвать повышенную отечность гортани, приступ асфиксии с цианозом, удушьем. Необходимость регулярного полоскания розовым раствором возникает в следующих клинических картинах:

промывание желудка при отравлениях;
спринцевания в гинекологии, урологии;
обработка язв, ожогов, открытых ран.

Дозировка

При характерных заболеваниях важно контролировать разовую дозу концентрированного раствора, избегать попадания нерастворенных кристаллов на слизистые оболочки. Инструкция должна быть изучена первой, однако самолечение исключено. Чаще пациенты применяют водные растворы разбавленные, присутствие темно-фиолетовых кристаллов важно полностью исключить. Если говорить о процентном соотношении, указанные растворы марганцовки соответствуют определенным недугам:

для промывания ран – 0,1-0,5% раствор;
с целью спринцевания – 0,02-0,1%;
для полоскания горла – 0,01-0,1%;
с целью обработки ожогов и язв – 2-5%;
для промывания желудка - 0.02-0.1%.

Особые указания

Марганцовокислый калий хранят в стеклянных колбах, которые плотно закрываются резиновой крышкой. Для применения препарата берется порция порошка, которую показано растворить водой. Подкисленный раствор перманганата калия в концентрированном виде имеет фиолетовый цвет, а при разбавлении водой светлеет до бледно розового оттенка. При беременности лучше не использовать это лекарство, поскольку при нарушении суточных дозировок можно нанести вред ребенку.

Противопоказания и побочные эффекты

Медицинские ограничения отсутствуют за исключением повышенной чувствительности организма к действующим компонентам. Побочные явления представлены признаками диспепсии, тошнотой и другими симптомами отравления. При передозировке кожа отличается коричневым оттенком, наблюдается разъедание слизистой оболочки и отдельных внутренних органов. Могут остаться шрамы, как напоминание, что дозы перманганата калия нельзя завышать.

Марганцовокислый калий, калиевая соль марганцовой кислоты или в просторечии – марганцовка – является сильнодействующим окислителем и представляет собой фиолетовые (практически черные) кристаллы с металлическим отливом, которые, при растворении в воде, образуют антисептический раствор различной степени интенсивности цвета (в зависимости от количества вещества от блекло розового до насыщенно малинового).

Именно окисляющая способность марганцовки обеспечивает антисептические и антимикробные качества этой соли. Обеззараживающее действие перманганата калия обусловлено способностью порошка окислять различные органические соединения, в процессе чего выделяется кислород. В годы Великой Отечественной войны кристаллы марганцовки обязательно присутствовали в фельдшерских сумках врачей, медсестер и санитаров. Раствор марганцовокислого калия применялся широко для обработки ран и лечения всевозможных повреждений в госпиталях.

Терапевтические свойства водного раствора марганцовки:

антимикробное;
антисептическое;
противовоспалительное;
дезинфицирующее;
обеззараживающее;
противотоксическое;
рвотное.

Чем полезна марганцовка для человека

Диапазон применения состава достаточно широк даже, несмотря на доступность новомодных лекарственных препаратов синтетического происхождения. В различных концентрациях (в зависимости от врачебных рекомендаций) раствор марганцовки используют в следующих случаях:

Промывание ран.
Ожоги кожных покровов.
Полоскание ротовой полости, горла при инфекционных заболеваниях слизистой и воспалительных явлениях, в том числе, и при ангине.
Обработка ожоговых поверхностей ран.
Смазывание язвенных поверхностей и инфицированных ран.
Спринцевание при гинекологических и урологических болезнях, в частности, при кольпите и уретрите.
Промывание желудка при различных отравлениях, спровоцированных попаданием в организм алкалоидов (никотин, морфин и пр.), фосфора, хинина и других, ядовитых для человека веществ.
Дезинфекция органов ЖКТ при диарее.
Промывание слизистой глаз при повреждении их насекомыми с ядовитыми свойствами.
Промывание кожи при попадании на нее ядовитого вещества – анилин.
Промывание места укуса и примочки при атаке ядовитых змей, тарантула, скорпиона, каракурта.

Разведение марганцовки для различных целей: дозировка и способ применения

Чтобы получить 1% раствор марганцовокислого калия в 99 мл чистой, слегка подогретой (оптимальная температура 35-40°С) воды растворяют 1 гр кристаллов. Не следует для приготовления раствора использовать предметы кухонной утвари из металлов, пластика и т.д. Помните, что перманганат калия – соль, химическое соединение, достаточно активно реагирующее на контакт с различными элементами. Кроме того, красноватые следы марганцовки достаточно трудно удалить с различных поверхностей, например, со стенок эмалированного ковшика или миски. Лучше всего для приготовления раствора воспользоваться стеклянной емкостью нужного объема, например, бутылка из-под сока или банка.

Водный раствор перманганата калия 0,02-0,1% (красный цвет, высокая степень прозрачности) пьют при отравлении (от 0,5 л жидкости), после чего вызывают рвоту для освобождения желудка от содержимого и его детоксикации. Жидкость этой же концентрации используется в урологической и гинекологической практике в виде спринцеваний.

Слабо-розовый раствор марганцовки (0,01-0,1%) употребляют для полоскания ротовой полости и горла при . В случае поноса такой же раствор принимать по 1 стакану состава утром и вечером. После двукратного приема диарея должна прекратиться.

Раствор с процентным содержанием марганцовки 0,1-0,5% (колер красного вина) используют для наружной обработки и дезинфекции ран .

Насыщенно красный раствор (2-5%) готовят для наружной обработки кожных покровов при лечении длительно незаживающих язв и ожогов. Пораженные участки аккуратно смазывают составом. Эту же концентрацию раствора готовят для холодных примочек при свежих ожогах.

Крепкий раствор перманганата калия – 10% применяют для детоксикации и обработки ран, полученных при укусе ядовитой змеи .

Чем полезен перманганат калия для растений

Помимо применения в лечебных целях, марганцовка, благодаря своему обеззараживающему действию, активно используется дачниками в саду и огороде.

Дезинфекция семян марганцовкой

Чаще всего в слабом растворе бледно-розового цвета (0,5%) дезинфицируют посадочный материал (семена и луковицы) большинства цветочных и овощных культур, замачивая их, в зависимости от рекомендаций агрономов, на период от 20 минут до нескольких часов. Помимо обеззараживания такая процедура способствует ускорению прорастания семян, повышая всхожесть посадок, обеспечивает на начальном этапе вегетации потребность в марганце и усиливает иммунитет растений к различным инфекционным заболеваниям.

Польза марганцовки для почвы

Раствор марганцовки (0,2%) используют для обработки почвы как на открытых грядках, так и в теплицах, с целью уничтожения возбудителей многих болезней растений. С этой целью приготовленным раствором проливают землю на грядках или же перед высадкой рассады в каждую лунку вливают по 1 литру такого состава.

Марганцовка в борьбе с заболеваниями садово-огородных культур

3% раствор марганцовки активно используют для борьбы с мучнистой росой на огуречных посадках. Обработку растений проводят каждые 3 дня. Для избавления от мучнистой росы на ягодных кустах (крыжовник, смородина) готовят несколько иной состав: в стандартном ведре воды разводят 50 гр калийной селитры и 3 гр перманганата калия. Обработка растений раствором существенно приостанавливает развитие заболеваний.

Соблюдение осторожности при использовании марганцовки:

Следует понимать, что такое сильнодействующее вещество, при не соблюдении рекомендованных дозировок, может нанести существенный вред здоровью. Высокие концентрации марганцовки при попадании в организм могут вызвать отек слизистых всех органов ЖКТ, ротовой полости и горла, а также усиленную рвоту и расстройство желудка. Поэтому соблюдайте максимальную осторожность при использовании марганцовки. Обязательно храните марганцовокислый калий в недоступном для детей месте.

Имейте в виду, что перманганат калия, при взаимодействии с некоторыми органическими веществами, может образовывать взрывоопасные смеси. Вот почему кристаллы следует сберегать только в стеклянной емкости с плотно притертыми пробками. Приготовленный впрок раствор рекомендуется хранить в затененном месте в бутылях темного стекла, так как при воздействии солнечных лучей и при дневном свете состав быстро разлагается, теряя все свои свойства.