Manganistan draselný

Manganistan draselný
	Buňka krystalové mřížky manganistanu draselného
Obecné
Systematický název	manganistan draselný
Triviální název	hypermangan
Latinský název	Kalii permanganas; Kalium permanganicum
Anglický název	Potassium permanganate
Německý název	Kaliumpermanganat
Sumární vzorec	KMnO4
Vzhled	fialová krystalická látka; temně růžový roztok
Identifikace
Registrační číslo CAS	7722-64-7
EC-no (EINECS/ELINCS/NLP)	231-760-3
Indexové číslo	025-002-00-9
PubChem	24400
UN kód	1490
Číslo RTECS	SD6475000
Vlastnosti
Molární hmotnost	158,034 g/mol
Molární koncentrace cM	0,394 mol/dm3 (6% roztok)
Teplota rozkladu	240 °C (513 K)
Hustota	2,703 8 g/cm3 (20 °C); 2,71 g/cm3 (25 °C); 1,039 g/cm3 (6% roztok)
Dynamický viskozitní koeficient	0,985 cP (20 °C, 6% roztok)
Kinematický viskozitní koeficient	0,948 cS (20 °C, 6% roztok)
Rozpustnost ve vodě	2,82 g/100 g (0 °C); 7,63 g/100 g (25 °C); 12,5 g/100 g (40 °C); 25 g/100 g (65 °C)
Měrná magnetická susceptibilita	2,26×10−6 cm3g−1
Struktura
Krystalová struktura	kosočtverečná
Hrana krystalové mřížky	a= 910,5 pm; b= 572 pm; c= 742,5 pm
Koordinační geometrie	tetraedr
Termodynamické vlastnosti
Standardní slučovací entalpie ΔHf°	−837,6 kJ/mol
Entalpie rozpouštění ΔHrozp	275,6 J/g
Standardní molární entropie S°	171,8 JK−1mol−1
Standardní slučovací Gibbsova energie ΔGf°	−738 kJ/mol
Izobarické měrné teplo cp	0,744 JK−1g−1
Bezpečnost
	; GHS03 ; GHS07 ; GHS08 ; GHS09; Varování
H-věty	H272 H302 H410
R-věty	R8, R22, R50/53
S-věty	S2, S60, S61
NFPA 704	0 2 0 OX
Teplota vznícení	nehořlavý
	Není-li uvedeno jinak, jsou použity; jednotky SI a STP (25 °C, 100 kPa). Některá data mohou pocházet z datové položky.

Manganistan draselný, KMnO₄, známý též pod označením hypermangan, je sloučenina manganu s černo-šedými krystalky, která se velmi dobře rozpouští ve vodě za vzniku fialového roztoku. V analytické chemii jsou roztoky KMnO₄ jedním ze základních oxidimetrických činidel pro redoxní titrace v tzv. manganometrii. V lékařství se využívá pro své oxidační vlastnosti jako antiseptikum.

Fyzikálně-chemické vlastnosti

Manganistan draselný je dobře rozpustný ve vodě za vzniku temně fialového (při nízké koncentraci růžového) roztoku. Díky silným oxidačním vlastnostem manganistanu dochází pomalu k jeho částečnému rozkladu na oxid manganičitý (MnO₂) a z vody se uvolňuje kyslík. Při delším stání roztoku je rozklad manganistanu znatelný a na dně se objevuje černý prášek oxidu manganičitého. Rozpustný je manganistan draselný dále v kyselině sírové (H₂SO₄), vodném roztoku kyseliny dusičné (HNO₃(aq)) a acetonu (CH₃COCH₃). Kyselinu chlorovodíkovou (HCl) oxiduje manganistan na chlór a ethanol (CH₃CH₂OH) na oxid uhličitý. Jeho reakce s peroxidem vodíku lze využít k přípravě kyslíku. Manganistan se při této reakci redukuje na burel.

2 KMnO₄ + 3 H₂O₂ → 2 MnO₂ + 2 KOH + 3 O₂ + 2 H₂O

Příprava

Manganistan draselný je vyráběn ve velkém měřítku, kvůli jeho univerzálnímu použití v laboratořích. V první fázi pyrolýzy, v níž je oxid manganičitý ve své přirozené podobě, je tento taven s hydroxidem draselným a zahříván v atmosféře s dusičnanem draselným (zdroj kyslíku). Takto vznikne manganan draselný, který při elektrolýze v alkalickém roztoku přechází v manganistan draselný.

2 MnO₂ + 4 OH⁻ + O₂ → 2 MnO₄²⁻ + 2 H₂O

2 MnO₄²⁻ + Cl₂ → 2 MnO₄⁻ + 2 Cl⁻

Manganistany mohou být připraveny smícháním roztoků Mn²⁺ kationtů s velmi silným oxidačním činidlem, které ochotně přidá dioxid, PbO₂ nebo NaBiO₃. Tyto reakce byly používány pro testování přítomnosti manganu očekávaného ve formě fialové barvy manganistanu.

Využití

Téměř všechny způsoby využití manganistanu draselného jsou odvozeny od toho, že je oxidační činidlo použitelné v různých chemických reakcích v laboratořích i v průmyslu.

Oxidace glycerinu pomocí manganistanu draselného probíhá podle následující rovnice, reakce probíhá velmi bouřlivě.^[2]

14 KMnO₄ + 4 C₃H₈O₃ → 7 K₂CO₃ + 7 Mn₂O₃ + 5 CO₂ + 16 H₂O

V laboratoři se také používá pro získání kyslíku rozkladem peroxidu vodíku.

2 KMnO₄ + 3 H₂O₂ → 2 MnO₂ + 2 KOH + 3 O₂ + 2 H₂O

Lékařské využití

Manganistan draselný se díky svým oxidačním vlastnostem využívá v lékařství jako antiseptikum. Dobře dezinfikuje a vysouší. Účinně působí na kožní problémy způsobené infekcí, typicky jsou to především plísně na nohách. Je také účinný na čištění ran a vředů různého původu. Dále se používá na nemoc zvanou impetigo.^[3]

Úprava vody

Manganistan draselný se hojně používá v průmyslu úpravy vody. Používá se jako regenerační chemikálie k odstraňování železa a sirovodíku (zápachu po zkažených vejcích) ze studniční vody prostřednictvím filtru "manganového písku". Historicky se používal k dezinfekci pitné vody a může vodu zbarvit do růžova. Moderní příručky pro přežití nedoporučují používat manganistan draselný v terénu, protože je obtížné ho správně dávkovat. V současné době nachází uplatnění při kontrole obtížných organismů jako jsou Slávičky mnohotvárné v systémech pro odběr a úpravu sladké vody.

Zachování ovoce

Etylenové absorbenty prodlužují dobu skladování banánů i při vysokých teplotách. Tohoto účinku lze využít balením banánů do polyethylenu spolu s manganistanem draselným. Odstraněním etylenu oxidací manganistan zpožďuje dozrávání, čímž prodlužuje dobu skladování ovoce až na 4 týdny bez nutnosti chlazení.

Požární služba

Manganistan draselný se přidává do "dávkovačů plastových koulí", aby se vytvořily požáry a řízené hoření. Polymerové koule připomínající pingpongové míčky obsahující malé množství manganistanu jsou vstříknuty ethylenglykolem a vystřeleny směrem k místu požadovaného vznícení, kde se po několika sekundách samovolně vznítí. Používají se ruční systémy bezpilotních letadel (UAS) nebo rozprašovače plastových koulí umístěné na lodích.

Bezpečnost

Pevný KMnO₄ je silné oxidační činidlo, ale hlavně by měl být oddělený od látek, které by mohly zrezavět (Fe atd.). Zředěný vodný roztok KMnO₄ není nebezpečný. KMnO₄ vytváří nebezpečné sloučeniny s koncentrovanými kyselinami. Například reakce s koncentrovanou H₂SO₄ produkuje vysoce reaktivní oxid manganistý, explozi iniciuje i malé množství organických látek. Při smíšení pevného KMnO₄ s čistým glycerolem se směs bouřlivě vznítí.

Jako oxidační činidlo manganistan draselný poskvrní ruce a oblečení, protože probíhá redukce na MnO₂. Skvrny na oblečení mohou být odstraněny použitím kyseliny octové. Skvrny na pokožce, které jsou typicky hnědé, zmizí během 48 hodin či se dají odstranit kyselinou citronovou.

Podobné sloučeniny

Reference

V tomto článku byl použit překlad textu z článku Potassium permanganate na anglické Wikipedii.

↑ ^a ^b Potassium permanganate. pubchem.ncbi.nlm.nih.gov [online]. PubChem [cit. 2021-05-23]. Dostupné online. (anglicky)
↑ Nechte na zahradě explodovat sopku. Lidovky.cz [online]. 2008-04-26 [cit. 2020-04-29]. Dostupné online.
↑ Dezinficiencia a antiseptika – WikiSkripta. www.wikiskripta.eu [online]. [cit. 2021-04-30]. Dostupné online.

Literatura

VOHLÍDAL, Jiří; ŠTULÍK, Karel; JULÁK, Alois. Chemické a analytické tabulky. 1. vyd. Praha: Grada Publishing, 1999. ISBN 80-7169-855-5.

Externí odkazy

Obrázky, zvuky či videa k tématu manganistan draselný na Wikimedia Commons

[pubchem_cid_516875-1] Potassium permanganate. pubchem.ncbi.nlm.nih.gov [online]. PubChem [cit. 2021-05-23]. Dostupné online. (anglicky)

[2] Nechte na zahradě explodovat sopku. Lidovky.cz [online]. 2008-04-26 [cit. 2020-04-29]. Dostupné online.

[3] Dezinficiencia a antiseptika – WikiSkripta. www.wikiskripta.eu [online]. [cit. 2021-04-30]. Dostupné online.

[1]

[2]

[3]

Anorganické soli draselné

Halogenidy a pseudohalogenidy	Hydrogendifluorid draselný (K H F₂) • Fluorid draselný (K F) • Bromid draselný (K Br) • Chlorid draselný (K Cl) • Jodid draselný (K I) • Kyanid draselný (K C N) • Kyanatan draselný (K O C N) • Isokyanát draselný (K N C O) • Fulminát draselný (K C N O) • Thiokyanatan draselný (K S C N) • Isothiokyanatan draselný (K N C S)

Soli kyslíkatých kyselin (neuvedeny soli se záměnou kyslíku za jiný prvek, složené a „zásadité“)	Chlornan draselný (K O Cl) • Chloritan draselný (K Cl O₂) • Chlorečnan draselný (K Cl O₃) • Chloristan draselný (K Cl O₄) • Bromnan draselný (K O Br) • Bromitan draselný (K Br O₂) • Bromičnan draselný (K Br O₃) • Jodičnan draselný (K I O₃) • Hydrogendijodičnan draselný (K H I₂O₆) Jodistan draselný (K I O₄) • Siřičitan draselný (K₂S O₃) • Hydrogensiřičitan draselný (K H S O₃) • Disiřičitan draselný (K₂S₂O₅) • Dithioničitan draselný (K₂S₂O₄) • Dithionan draselný (K₂S₂O₆) • Síran draselno-hlinitý (K Al(S O₄)₂) • Síran draselný (K₂S O₄) • Hydrogensíran draselný (K H S O₄) • Disíran draselný (K₂S₂O₇) • Peroxosíran draselný (K₂S O₅) • Hydrogenperoxosíran draselný (K H S O₅) • Peroxodisíran draselný (K₂S₂O₈) • Seleničitan draselný (K₂Se O₃) • Selenan draselný (K₂Se O₄) • Telluričitan draselný (K₂Te O₃) • Metatelluran draselný (K₂Te O₄) • Tetrahydrogenorthotelluran draselný (K₂H₄Te O₆) • Dusitan draselný (K N O₂) • Dusičnan draselný (K N O₃) • Orthodusičnan draselný (K₃N O₄) • Peroxydusitan draselný (K O O N O) • Fosfornan draselný (K P O₂H₂) • Dihydrogenfosforitan draselný (K₂P O₃) • Hydrogenfosforitan draselný (K₂H P O₃) • Dihydrogenfosforečnan draselný (K H₂P O₄) • Hydrogenfosforečnan draselný (K₂H P O₄) • Fosforečnan draselný (K₃P O₄) • Dihydrogendifosforečnan didraselný (K₂H₂P₂O₇) • Hydrogendifosforečnan tridraselný (K₃H P₂O₇) • Difosforečnan draselný (K₄P₂O₇) • Trifosforečnan draselný (K₅P₃O₁₀) • Metafosforečnan draselný (K P O₃) • Cyklotrifosforečnan draselný (K₃P₃O₉) • Cyklohexafosforečnan draselný (K₆P₆O₁₈) • Arsenitan draselný (K As O₂) • Dihydrogenarseničnan draselný (K H₂As O₄) • Hydrogenarseničnan draselný (K₂H As O₄) • Arseničnan draselný (K₃As O₄) • Hexahydrogenantimoničnan draselný (K Sb (OH)₆) • Antimonitan draselný (K Sb O₂) • Bismutičnan draselný (K Bi O₃) • Uhličitan draselný (K₂C O₃) • Hydrogenuhličitan draselný (K H C O₃) • Šťavelan draselný (K₂(C O₂)₂) • Hydrogenšťavelan draselný (K H(C O₂)₂) • Orthokřemičitan draselný (K₄Si O₄) • Metakřemičitan draselný (~K₂Si O₃~) • Dikřemičitan draselný (K₂Si₂O₅) • Trikřemičitan draselný (K₂Si₃O₇) • Cínatan draselný (K₂Sn O₂) • Cíničitan draselný (K₂Sn O₃) • Metaboritan draselný (K B O₂) • Tetraboritan draselný (K₂[B₄O₅(OH)₄]•8H₂O) • Oktaboritan draselný (K₂B₈O₁₃•4H₂O) • Perboritan draselný (K₂H₄B₂O₈) • Hlinitan draselný (K₂Al₂O₄) • Tetrahydroxidozinečnatan draselný (K₂Zn(OH)₄) • Zinečnatan draselný (K₂Zn O₂) • Železičitan draselný (K₂Fe O₃) • Železan draselný (K₂Fe O₄) • Osman draselný (K₂Os O₄) • Manganitan draselný (~K Mn O₂~) • Manganečnan draselný (K₃Mn O₄) • Manganan draselný (K₂Mn O₄) • Manganistan draselný (K Mn O₄) • Technecistan draselný (K Tc O₄) • Rhenistan draselný (K Re O₄) • Chromitan draselný (K₃[Cr(OH)₆]) • Chroman draselný (K₂Cr O₄) • Dichroman draselný (K₂Cr₂O₇) • Molybdenan draselný (K₂Mo O₄) • Wolframan draselný (K₂W O₄) • Metavanadičnan draselný (K V O₃) • Orthovanadičnan draselný (K₃V O₄) • Trititaničitan draselný (K₂Ti₃O₇) • Zirkoničitan draselný (K₂Zr O₃) • Berylnatan draselný (K₂Be O₂)

Soli tvořené záměnou vodíku ze sloučenin typu prvek_x – vodík_y	Hydrid draselný (K H) • Hydroxid draselný (K OH) • Oxid draselný (K₂O) • Peroxid draselný (K₂O₂) • Superoxid draselný (K O₂) • Ozonid draselný (K O₃) • Hydrogensulfid draselný (K S H) • Sulfid draselný (K₂S) • Selenid draselný (K₂Se) • Tellurid draselný (K₂Te) • Polonid draselný (K₂Po) • Amid draselný (K N H₂) • Imid draselný (K₂N H) • Nitrid draselný (K₃N) • Azid draselný (K N₃) • Fosfid draselný (K₃P) • Tetrahydridoboritan draselný (K B H₄) • Tetrahydridohlinitan draselný (K Al H₄)