Перманганат - Permanganate

«MnO4» перенаправляется сюда. Для манганат-иона MnO-20−
4, видеть Манганат.
Перманганат
Структура Льюиса аниона манганата (VII)
Перманганат-анион-3D-шары.png
Имена
Систематическое название ИЮПАК
Перманганат
Идентификаторы
3D модель (JSmol )
ЧЭБИ
ChemSpider
UNII
Характеристики
MnO−
4
Молярная масса118.934 г · моль−1
Конъюгированная кислотаПермангановая кислота
Если не указано иное, данные для материалов приводятся в их стандартное состояние (при 25 ° C [77 ° F], 100 кПа).
Ссылки на инфобоксы

А перманганат это общее название для химическое соединение содержащий манганат (VII) ион, (MnO−
4). Поскольку марганец находится в +7 степень окисления, перманганат-ион (VII) является сильным окислитель. Ион имеет тетраэдрическая геометрия.[1] Растворы перманганатов имеют фиолетовый цвет и стабильны в нейтральный или немного щелочной средства массовой информации. Точная химическая реакция зависит от присутствующих органических загрязнителей и используемого окислителя. Например, трихлорэтан (C2ЧАС3Cl3) окисляется перманганат-ионами с образованием диоксида углерода (CO2), диоксид марганца (MnO2), ионы водорода (H+) и хлорид-ионы (Cl−).[2]

8MnO−
4 + 3C
2ЧАС
3Cl
3 → 6CO
2 + 8MnO
2 + ЧАС+
 + 4ЧАС
2О + 9Cl−

В кислый раствор перманганат (VII) восстанавливается до бледно-розовой степени окисления +2 марганец (II) (Mn2+) ион.

8 ЧАС+
 + MnO−
4 + 5 e− → Mn2+ + 4 часа2О

В сильно базовый раствор перманганат (VII) восстанавливается до зеленой +6 степени окисления манганат ион MnO2−
4.

MnO−
4 + е− → MnO2−
4

Однако в нейтральной среде он восстанавливается до коричневой степени окисления +4. диоксид марганца MnO2.

2 ч2O + MnO−
4 + 3 е− → MnO2 + 4 ОН−

Производство

Перманганаты могут быть получены окислением марганец такие соединения, как хлорид марганца или же сульфат марганца сильными окислителями, например, гипохлорит натрия или же диоксид свинца:

2 MnCl2 + 5 NaClO + 6 NaOH → 2 NaMnO4 + 9 NaCl + 3 Н2О
2 MnSO4 + 5 PbO2 + 3 часа2ТАК4 → 2 HMnO4 + 5 PbSO4 + 2 часа2О

Также может производиться непропорциональность из манганаты, с диоксид марганца как побочный продукт:

3 Na2MnO4 + 2 часа2O → 2 NaMnO4 + MnO2 + 4 NaOH

Их производят в промышленных масштабах путем электролиза или окисления на воздухе щелочных растворов солей манганата (MnO2−
4).[3]

Серия растворов перманганата калия с различной концентрацией, увеличивающейся вправо.

Характеристики

Спектр поглощения водного раствора перманганата калия, показывающий вибронная прогрессия

Перманганаты (VII) являются соли из марганцевая кислота. Они имеют темно-фиолетовый цвет из-за перенос заряда переход. Перманганат (VII) - сильный окислитель, и аналогично перхлорат. Поэтому его обычно используют в качественном анализе, который включает окислительно-восстановительные реакции (перманганометрия ). Согласно теории, перманганат достаточно силен, чтобы окислять воду, но на самом деле этого не происходит ни в какой степени. Кроме того, он стабилен.

Это полезный реагент, хотя он не очень селективен к органическим соединениям. Перманганат калия используется как дезинфицирующее средство и добавка для очистки воды в аквакультуре[4].

Манганаты (VII) термически не очень стабильны. Например, перманганат калия разлагается при 230 ° C до манганат калия и диоксид марганца, выпуская кислород газ:

2 КМно4 → K2MnO4 + MnO2 + O2

Перманганат может окислять амин к нитросоединение,[5][6] ан алкоголь к кетон,[7] ан альдегид к карбоновая кислота,[8][9] терминал алкен к карбоновая кислота,[10] Щавелевая кислота к углекислый газ,[11] и алкен к диол.[12] Этот список не является исчерпывающим.

При окислении алкенов одним промежуточным продуктом является циклическая разновидность Mn (V).[нужна цитата ]:

Механизм перманганатного окисления

Соединения

Смотрите также

Рекомендации

  1. ^ Сукалян Даш, Сабита Патель и Биджай К. Мишра (2009). «Окисление перманганатом: синтетические и механистические аспекты». Тетраэдр. 65 (4): 707–739. Дои:10.1016 / j.tet.2008.10.038.
  2. ^ http://geocleanse.com/permanaganate.asp
  3. ^ Коттон, Ф. Альберт; Уилкинсон, Джеффри; Карлос А. Мурильо; Манфред Бохманн (1999). Продвинутая неорганическая химия (6-е изд.). Нью-Йорк: John Wiley & Sons, Inc., стр. 770. ISBN  978-0471199571.
  4. ^ Зиндель. «Дезинфицирующее средство на основе перманганата калия и натрия».
  5. ^ А. Колдер, А. Р. Форрестер1 и С. П. Хепберн (1972). «2-метил-2-нитрозопропан и его димер». Органический синтез. 6: 803.CS1 maint: несколько имен: список авторов (связь); Коллективный объем, 52, п. 77
  6. ^ Натан Корнблюм и Уиллард Дж. Джонс (1963). «4-нитро-2,2,4-триметилпентан». Органический синтез. 5: 845.; Коллективный объем, 43, п. 87
  7. ^ Дж. У. Корнфорт (1951). «Этилпируват». Органический синтез. 4: 467.; Коллективный объем, 31, п. 59
  8. ^ Р. Л. Шрайнер и Э. К. Клейдерер (1930). «Пиперониловая кислота». Органический синтез. 2: 538.; Коллективный объем, 10, п. 82
  9. ^ Джон Р. Рухофф (1936). «н-гептановая кислота». Органический синтез. 2: 315.; Коллективный объем, 16, п. 39
  10. ^ Дональд Г. Ли, Шеннон Э. Лэмб и Виктор С. Чанг (1981). «Карбоновые кислоты от окисления концевых алкенов перманганатом: нонадекановая кислота». Органический синтез. 7: 397.CS1 maint: несколько имен: список авторов (связь); Коллективный объем, 60, п. 11
  11. ^ Ковач К.А., Гроф П., Бурай Л., Ридель М. (2004). «Пересмотр механизма реакции перманганат / оксалат». J. Phys. Chem. А. 108 (50): 11026. Bibcode:2004JPCA..10811026K. Дои:10.1021 / jp047061u.
  12. ^ E. J. Witzemann, Wm. Ллойд Эванс, Генри Хасс и Э. Ф. Шредер (1931). «этилацеталь dl-глицеральдегида». Органический синтез. 2: 307.CS1 maint: несколько имен: список авторов (связь); Коллективный объем, 11, п. 52