Les processus d'oxydo-réduction sont à la base des phénomènes les plus importants de la nature animée et inanimée: combustion, décomposition de substances complexes, synthèse de composés organiques. Le permanganate de potassium, dont nous étudierons les propriétés dans notre article, est l'un des agents oxydants les plus puissants utilisés en laboratoire et en conditions industrielles. Son pouvoir oxydant dépend de l'état d'oxydation de l'atome, qui change au cours de la réaction. Considérons cela sur des exemples spécifiques de processus chimiques se produisant avec la participation de molécules KMnO 4.
Caractéristique de la substance
Le composé que nous considérons (le permanganate de potassium) est l'une des substances les plus largement utilisées dans l'industrie - les composés de manganèse. Le sel est représenté par des cristaux en forme de prismes violet foncé réguliers. Il se dissout bien dans l'eau et forme une solution de couleur framboise avec d'excellentes propriétés bactéricides.les caractéristiques. Par conséquent, la substance a trouvé une large application à la fois en médecine et dans la vie quotidienne en tant qu'agent bactéricide. Comme les autres composés de manganèse heptavalent, le sel est capable d'oxyder de nombreux composés de nature organique et inorganique. La décomposition du permanganate de potassium est utilisée dans les laboratoires de chimie pour obtenir de petits volumes d'oxygène pur. Le composé oxyde l'acide sulfite en sulfate. Dans l'industrie, le KMnO4 est utilisé pour extraire le chlore gazeux de l'acide chlorhydrique. Il oxyde également la plupart des substances organiques et est capable de convertir les sels ferreux en ses composés ferriques.
Expériences avec le permanganate de potassium
Une substance communément appelée permanganate de potassium se décompose lorsqu'elle est chauffée. Les produits de la réaction contiennent de l'oxygène libre, du dioxyde de manganèse et un nouveau sel - K2MnO4. En laboratoire, ce processus est réalisé pour obtenir de l'oxygène pur. L'équation chimique de la décomposition du permanganate de potassium peut être représentée comme suit:
2KMnO4=K2MnO4 + MnO2 + O2.
La matière sèche, qui est constituée de cristaux violets en forme de prismes réguliers, est chauffée à une température de +200 °C. Le cation manganèse, qui fait partie du sel, a un état d'oxydation de +7. Il diminue dans les produits de réaction à +6 et +4, respectivement.
Oxydation de l'éthylène
Hydrocarbures gazeux appartenant à différentes classesles composés organiques ont à la fois des liaisons simples et multiples entre les atomes de carbone dans leurs molécules. Comment déterminer la présence de liaisons pi sous-jacentes au caractère insaturé d'un composé organique ? Pour cela, des expériences chimiques sont réalisées en faisant passer la substance à tester (par exemple, l'éthène ou l'acétylène) à travers une solution violette de permanganate de potassium. Sa décoloration est observée, puisque la liaison insaturée est détruite. La molécule d'éthylène est oxydée et passe d'un hydrocarbure insaturé à un alcool saturé dihydrique - l'éthylène glycol. Cette réaction est qualitative pour la présence de doubles ou triples liaisons.
Caractéristiques des manifestations chimiques du KMnO4
Si les états d'oxydation des réactifs et des produits de réaction changent, une réaction d'oxydo-réduction se produit. Elle est basée sur le phénomène de déplacement des électrons d'un atome à l'autre. Comme dans le cas de la décomposition du permanganate de potassium et dans d'autres réactions, la substance présente des propriétés prononcées d'agent oxydant. Par exemple, dans une solution acidifiée de sulfite de sodium et de permanganate de potassium, des sulfates de sodium, de potassium et de manganèse se forment, ainsi que de l'eau:
5Na2SO3 + 2KMnO4 + 3H2 SO4 =2MnSO4 + 5Na2SO4 + K2SO4 + 3H20.
Dans ce cas, l'ion soufre est un agent réducteur, et le manganèse, qui fait partie de l'anion complexe MnO4-, présente les propriétés d'un agent oxydant. Il accepte cinq électrons, donc son état d'oxydation passe de +7 à +2.
Influence de l'environnement surle déroulement d'une réaction chimique
Selon la concentration en ions hydrogène ou en groupes hydroxyle, on distingue la nature acide, alcaline ou neutre de la solution dans laquelle se produit la réaction redox. Par exemple, avec une teneur excessive en cations hydrogène, un ion manganèse avec un état d'oxydation de +7 dans le permanganate de potassium l'abaisse à +2. En milieu alcalin, à forte concentration de groupements hydroxyles, le sulfite de sodium, en interaction avec le permanganate de potassium, est oxydé en sulfate. Un ion manganèse avec un état d'oxydation de +7 va dans un cation avec une charge de +6, qui est dans la composition de K2MnO4, dont la solution a une couleur verte. Dans un environnement neutre, le sulfite de sodium et le permanganate de potassium réagissent entre eux et le dioxyde de manganèse précipite. L'état d'oxydation du cation manganèse passe de +7 à +4. Le sulfate de sodium et l'hydroxyde de sodium alcalin sont également présents dans les produits de réaction.
Utilisation de sels d'acide de manganèse
La réaction de décomposition du permanganate de potassium lorsqu'il est chauffé et d'autres procédés redox impliquant des sels d'acide de manganèse sont souvent utilisés dans l'industrie. Par exemple, l'oxydation de nombreux composés organiques, la libération de chlore gazeux à partir d'acide chlorhydrique, la conversion de sels ferreux en trivalent. En agriculture, une solution de KMnO4 est utilisée pour le traitement de pré-semis des graines et du sol, en médecine ils traitent la surface des plaies, désinfectent les muqueuses enflammées de la cavité nasale,utilisé pour désinfecter les articles d'hygiène personnelle.
Dans notre article, nous avons non seulement étudié en détail le processus de décomposition du permanganate de potassium, mais également ses propriétés oxydantes et ses applications dans la vie quotidienne et l'industrie.
