Kálium-permanganát

Történelem

1659-ben egy német kémikus, Johann Rudolf Glauber a piroluszit ásvány és a kálium-karbonát keverékét megolvasztotta, hogy olyan anyagot kapjon, amely vízben feloldva zöld oldatot (kálium-manganát) képzett. Ez lassan lilára (kálium-permanganát), majd végül vörösre változtatta a színét. Ez a jelentés az első leírás a kálium-permanganát előállításáról.

Alig 200 évvel később egy Henry Bollmann Condy nevű londoni vegyész. Érdeklődött a fertőtlenítőszerek iránt, és olyan dolgokat készített, mint az ozonizált víz. Úgy találta, hogy amikor piroluszitot nátrium-hidroxiddal megolvasztotta és vízben feloldotta, olyan oldatot kapott, amely jó fertőtlenítő tulajdonságokkal rendelkezett. Ezt az oldatot szabadalmaztatta, és Condy-folyadék néven árulta. A probléma az volt, hogy az oldat nem volt túl stabil. Ezt úgy oldotta meg, hogy nátrium-hidroxid helyett kálium-hidroxidot használt. Ez stabilabb anyagot eredményezett. Emellett ugyanolyan jó kálium-permanganát port lehetett belőle szárítani. Ezt a port Condy kristályoknak vagy Condy pornak nevezték el. A kálium-permanganátot könnyű volt előállítani, ezért Condy megpróbálta megakadályozni, hogy mások is előállítsák és maguk is eladják.

A korai fotósok vakuporban használták.

Használja a

Kémiai alkalmazások

A kálium-permanganátot oxidálószerként használják.^[3] Fertőtlenítőszerekben és szagtalanítókban is használják. Sokféle vegyi anyagot lehet belőle előállítani. A szennyvízkezelésben a kénhidrogén, egy bűzös, mérgező gáz eltávolítására használják. Az analitikai kémiában a KMnO₄ pontos koncentrációját néha arra használják, hogy lássák, mennyi egy bizonyos redukálószer a titrálásban. Ehhez kapcsolódóan a fapép reagenseként használják. A kálium-permanganát és a formaldehid keverésével enyhe könnygáz keletkezik.

Oxidálószerként a szerves szintézisben

A KMnO híg oldatai ₄alkének diolokká (glikolokká) alakulnak át. Ezt a viselkedést a molekulában lévő kettős- vagy hármas kötések jelenlétének minőségi tesztjeként is használják, mivel a reakció hatására a permanganátoldat színtelenné válik. Néha Baeyer-reagensként is említik.

A koncentrált oldatok egy aromás gyűrűn, pl. toluolon lévő metilcsoportot benzoesavvá oxidálnak.

A KMnO₄ oxidálja a pszeudoefedrin-hidrokloridot, és metkatinont állít elő, amely az Egyesült Államokban az I. listán szereplő kábítószer. Következésképpen a DEA korlátozta a használatát és az értékesítését azáltal, hogy az I. listán szereplő ellenőrzött prekurzorok közé sorolta. A kálium-permanganát a kábítószerek és pszichotróp anyagok tiltott kereskedelme elleni ENSZ-egyezmény I. táblázatban szereplő prekurzorok között szerepel.

Savak és kálium-permanganát

A koncentrált kénsav kálium-permanganáttal reagálva mangán(VII)-oxid keletkezik, amely robbanásveszélyes lehet. ^[4][5][6]. Ebben a reakcióban ózon is keletkezik. Az ózon meggyújthatja az alkoholba áztatott papírt. Ez a reakció nagyon veszélyes.

6 KMnO₄ + 9 H₂ SO₄ → 6 MnSO₄ + 3 K₂ SO₄ + 9 H₂ O + 5 O₃

A koncentrált HCl klórt állít elő.

2 KMnO₄ + 16 HCl → 2 MnCl₂ + 2 KCl + 8 H₂ O + 5 Cl₂

A redoxireakciók Mn-tartalmú termékei a pH-tól függenek. A permanganát savas oldatai a mangán(II)-kloridhoz hasonlóan a halvány rózsaszínű Mn²⁺ ionná redukálódnak. Semleges oldatban a permanganát barna mangán(IV)-oxiddá redukálódik, ahol az Mn +4 oxidációs állapotban van. A mangán(IV)-oxid az az anyag, amely a kálium-permanganátra kenve elszínezi a bőrt. A kálium-permanganát bázikus oldatban spontán redukálódik zöld színű kálium-manganáttá, ahol a mangán +6-os oxidációs állapotban van.

Biomedicinális felhasználás

• Híg oldatokat használnak bélfekélyek (fekélyek) kezelésére (0,25%), kézfertőtlenítésre (kb. 1%) és enyhe pompholyx dermatitis vagy a kezek vagy lábak gombás fertőzéseinek kezelésére.
• A savasított kálium-permanganát híg oldatát a szövettanban a szöveti részleteket elfedő melanin fehérítésére használják.
• A kálium-permanganát felhasználható az AA amiloid megkülönböztetésére a testszövetekben kórosan lerakódott amiloid más típusaitól. A rögzített szövetek kálium-permanganáttal történő inkubálása megakadályozza az amiloid AA kongóvörössel történő festését, míg más típusú amiloidok nem festődnek meg.^[7][8]

Különféle felhasználási módok

• A KMnO₄ oldatait 80%-os hidrogén-peroxiddal együtt használták rakéta meghajtására. Ezt a felhasználást Z-Stoffnak nevezték el. Ezt a hajtóanyagot ma is használják torpedókban.
• Híg (10 mg/l) kálium-permanganát hígításával a csigák eltávolíthatók a növényekről, mielőtt azokat édesvízi akváriumba helyeznénk.
• A nagy minőségű kálium-permanganátot a medenceboltokban lehet kapni, és vidéken használják a vas és a hidrogén-szulfid (záptojásszag) eltávolítására a kútvízből.
• A KMnO₄ gyakran szerepel a túlélőkészletekben a tűzgyújtáshoz szükséges glicerinnel vagy glükóztablettával együtt. A glükóztablettát meg lehet őrölni, el lehet keverni a kálium-permanganáttal, és ha megdörzsöljük, égni fog. Egy járműből származó fagyállóval is összekeverhető, hogy tüzet gyújtson. Ez veszélyes lehet, és óvatosan kell csinálni, úgy, hogy a fagyállóba mártunk egy kis papírt, majd hozzáadunk egy kis mennyiségű kálium-permanganátot. A vizet és a sebeket is sterilizálhatja, így hasznos lehet egy túlélőkészletben.
• A KMnO₄ a halak egyes parazitás betegségeinek kezelésére, ivóvízkezelésre, valamint foszformérgezés ellenszereként használatos. Afrikában zöldségfélék, például saláta fertőtlenítésére használják.

Oldott kálium-permanganát

Veszélyek

A szilárd kálium-permanganát erős oxidálószer, ezért általában a redukálószerektől elkülönítve kell tartani. Egyes reakciókhoz egy kis vízre van szükség. Például a porított kálium-permanganát és a porcukor néhány másodperccel egy csepp víz hozzáadása után meggyullad (de nem robban). A KMnO₄ híg oldatai nem veszélyesek. A KMnO₄ veszélyes termékeket képez, ha koncentrált savakkal keveredik.

A kálium-permanganát foltot hagy a bőrön és a ruházaton, ezért óvatosan kell vele bánni. A ruhafoltok ecetsavval lemoshatók. A bőrfoltok 48 órán belül eltűnnek.