Los procesos de oxidación-reducción subyacen a los fenómenos más importantes de la naturaleza animada e inanimada: combustión, descomposición de sustancias complejas, síntesis de compuestos orgánicos. El permanganato de potasio, cuyas propiedades estudiaremos en nuestro artículo, es uno de los agentes oxidantes más poderosos utilizados en condiciones industriales y de laboratorio. Su capacidad oxidante depende del estado de oxidación del átomo, que cambia durante el curso de la reacción. Consideremos esto en ejemplos específicos de procesos químicos que ocurren con la participación de moléculas de KMnO 4.
Característica de la sustancia
El compuesto que estamos considerando (permanganato de potasio) es una de las sustancias más utilizadas en la industria: los compuestos de manganeso. La sal está representada por cristales en forma de prismas regulares de color púrpura oscuro. Se disuelve bien en agua y forma una solución de color frambuesa con excelentes propiedades bactericidas.características. Por lo tanto, la sustancia ha encontrado una amplia aplicación tanto en medicina como en la vida cotidiana como agente bactericida. Al igual que otros compuestos de manganeso heptavalente, la sal es capaz de oxidar muchos compuestos de naturaleza orgánica e inorgánica. La descomposición del permanganato de potasio se utiliza en laboratorios químicos para obtener pequeños volúmenes de oxígeno puro. El compuesto oxida el ácido sulfito a sulfato. En la industria, el KMnO4 se utiliza para extraer cloro gaseoso del ácido clorhídrico. También oxida la mayoría de las sustancias orgánicas y es capaz de convertir las sales ferrosas en sus compuestos férricos.
Experimentos con permanganato de potasio
Una sustancia comúnmente llamada permanganato de potasio se descompone cuando se calienta. Los productos de reacción contienen oxígeno libre, dióxido de manganeso y una nueva sal: K2MnO4. En el laboratorio se realiza este proceso para obtener oxígeno puro. La ecuación química para la descomposición del permanganato de potasio se puede representar de la siguiente manera:
2KMnO4=K2MnO4 + MnO2 + O2.
La materia seca, que son cristales de color púrpura en forma de prismas regulares, se calienta a una temperatura de +200 °C. El catión manganeso, que forma parte de la sal, tiene un estado de oxidación de +7. Disminuye en los productos de reacción a +6 y +4, respectivamente.
Oxidación de etileno
Hidrocarburos gaseosos pertenecientes a diferentes clasesLos compuestos orgánicos tienen enlaces simples y múltiples entre los átomos de carbono en sus moléculas. ¿Cómo determinar la presencia de enlaces pi subyacentes a la naturaleza insaturada de un compuesto orgánico? Para ello, se realizan experimentos químicos pasando la sustancia de prueba (por ejemplo, eteno o acetileno) a través de una solución violeta de permanganato de potasio. Se observa su decoloración, ya que se destruye el enlace insaturado. La molécula de etileno se oxida y se convierte de un hidrocarburo insaturado en un alcohol dihídrico saturado: etilenglicol. Esta reacción es cualitativa por la presencia de dobles o triples enlaces.
Características de las manifestaciones químicas de KMnO4
Si los estados de oxidación de los reactivos y los productos de reacción cambian, se produce una reacción de oxidación-reducción. Se basa en el fenómeno del movimiento de electrones de un átomo a otro. Como en el caso de la descomposición del permanganato de potasio y en otras reacciones, la sustancia exhibe propiedades pronunciadas de un agente oxidante. Por ejemplo, en una solución acidificada de sulfito de sodio y permanganato de potasio, se forman sulfatos de sodio, potasio y manganeso, así como agua:
5Na2SO3 + 2KMnO4 + 3H2 SO4 =2MnSO4 + 5Na2SO4 + K2SO4 + 3H20.
En este caso, el ion azufre es un agente reductor, y el manganeso, que forma parte del anión complejo MnO4-, exhibe las propiedades de un agente oxidante. Acepta cinco electrones, por lo que su estado de oxidación va de +7 a +2.
Influencia del entorno enel flujo de una reacción química
Según la concentración de iones de hidrógeno o grupos hidroxilo, se distingue la naturaleza ácida, alcalina o neutra de la solución en la que se produce la reacción redox. Por ejemplo, con un contenido en exceso de cationes de hidrógeno, un ion manganeso con un estado de oxidación de +7 en permanganato de potasio lo reduce a +2. En un ambiente alcalino, a una alta concentración de grupos hidroxilo, el sulfito de sodio, al interactuar con el permanganato de potasio, se oxida a sulfato. Un ion de manganeso con un estado de oxidación de +7 entra en un catión con una carga de +6, que está en la composición de K2MnO4, cuya solución tiene un color verde. En un ambiente neutral, el sulfito de sodio y el permanganato de potasio reaccionan entre sí y precipita el dióxido de manganeso. El estado de oxidación del catión manganeso disminuye de +7 a +4. El sulfato de sodio y el hidróxido de sodio alcalino también se encuentran en los productos de reacción.
Uso de sales de ácido manganeso
La reacción de descomposición del permanganato de potasio cuando se calienta y otros procesos redox que involucran sales de ácido de manganeso se usan a menudo en la industria. Por ejemplo, la oxidación de muchos compuestos orgánicos, la liberación de cloro gaseoso del ácido clorhídrico, la conversión de sales ferrosas en trivalentes. En agricultura, una solución de KMnO4 se usa para el tratamiento previo a la siembra de semillas y suelo, en medicina tratan la superficie de las heridas, desinfectan las membranas mucosas inflamadas de la cavidad nasal,se utiliza para desinfectar artículos de higiene personal.
En nuestro artículo, no solo estudiamos en detalle el proceso de descomposición del permanganato de potasio, sino que también consideramos sus propiedades oxidantes y sus aplicaciones en la vida cotidiana y la industria.
