Kaaliumpermanganaat

Ajalugu

1659. aastal sulatas saksa keemik Johann Rudolf Glauber mineraali pürolusiidi ja kaaliumkarbonaadi segu, et saada materjal, mis moodustas vees lahustatuna rohelise lahuse (kaaliummanganaat). See muutus aeglaselt violetseks (kaaliumpermanganaat) ja lõpuks punaseks. See aruanne on esimene kirjeldus kaaliumpermanganaadi tootmise kohta.

Veidi vähem kui 200 aastat hiljem tegutses keemik Henry Bollmann Condy, kes oli londonlane. Ta tundis huvi desinfitseerimisvahendite vastu ja valmistas mõningaid asju, nagu osoonitud vesi. Ta leidis, et kui ta sulatas pürolusiiti koos naatriumhüdroksiidiga ja lahustas selle vees, tekkis lahus, millel olid head desinfitseerivad omadused. Ta patenteeris selle lahuse ja müüs seda Condy's Fluid nime all. Probleem oli selles, et lahus ei olnud väga stabiilne. Selle kõrvaldamiseks kasutas ta naatriumhüdroksiidi asemel kaaliumhüdroksiidi. See andis stabiilsema materjali. Samuti sai seda kuivatada sama heaks kaaliumpermanganaatpulbriks. Seda pulbrit nimetati Condy kristallideks või Condy pulbriks. Kaaliumpermanganaati oli lihtne valmistada, nii et Condy püüdis takistada teisi inimesi selle valmistamisel ja müümisel.

Varajased fotograafid kasutasid seda välgupulbris.

Kasutab

Keemilised rakendused

Kaaliumpermanganaati kasutatakse oksüdeeriva vahendina.^[3] Seda kasutatakse ka desinfitseerimisvahendites ja desodoraatorites. Seda saab kasutada paljude erinevate kemikaalide valmistamiseks. Reoveepuhastuses kasutatakse seda vesiniksulfiidist, haisvast mürgisest gaasist, vabanemiseks. Analüütilises keemias kasutatakse mõnikord KMnO₄ täpset kontsentratsiooni, et näha, kui palju on tiitrimisel teatavat redutseerijat. Sellega seotud viisil kasutatakse seda puidumassi reaktiivina. Kaaliumpermanganaadi ja formaldehüüdi segamisel tekib kerge pisargaas.

Oksüdeerijana orgaanilises sünteesis

KMnO lahjendatud lahused₄ muudavad alkeenid dioolideks (glükoolideks). Seda käitumist kasutatakse ka kvalitatiivse testina topelt- või kolmiksidemete olemasolu kohta molekulis, kuna reaktsioon muudab permanganaadi lahuse värvituks. Seda nimetatakse mõnikord Baeyeri reaktiiviks.

Kontsentreeritud lahused oksüdeerivad metüülrühma aromaatsel ringil, nt tolueenist bensoehappeks.

KMnO₄ oksüdeerib pseudoefedriinvesinikkloriidi, et toota metkatinooni, mis on Ameerika Ühendriikides I nimekirja kuuluv narkootikum. Sellest tulenevalt on DEA piiranud selle kasutamist ja müüki, liigitades selle I nimekirja kontrollitavaks lähteaineks. Kaaliumpermanganaat on kantud ÜRO narkootiliste ja psühhotroopsete ainete ebaseadusliku ringluse vastase konventsiooni I tabeli lähteainete hulka.

Happed ja kaaliumpermanganaat

Kontsentreeritud väävelhape reageerib kaaliumpermanganaadiga, moodustades mangaan(VII)oksiidi, mis võib olla plahvatusohtlik. ^[4][5][6]. See reaktsioon tekitab ka osooni. Osoon võib süüdata alkoholiga immutatud paberi. See reaktsioon on väga ohtlik.

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

Kontsentreeritud HCl tekitab kloori.

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

Redoksreaktsioonide Mn-sisaldusega tooted sõltuvad pH-st. Permanganaadi happelised lahused redutseeruvad nõrga roosa Mn²⁺ iooniks, nagu mangaan(II)kloriid. Neutraalses lahuses taandub permanganaat pruuniks mangaan(IV)-oksiidiks, kus Mn on +4 oksüdatsiooniastmes. Mangaan(IV)oksiid on see aine, mis värvib nahka, kui kaaliumpermanganaati sellele kanda. Kaaliumpermanganaat redutseerub aluselises lahuses spontaanselt rohelise värvusega kaaliummanganaadiks, kus mangaan on +6 oksüdatsiooniastmes.

Biomeditsiinilised kasutusalad

• Lahjendatud lahuseid kasutatakse haavandite (haavandite) raviks (0,25%), käte desinfitseerimiseks (umbes 1%) ja kergete pompholyx-dermatiitide või käte või jalgade seeninfektsioonide raviks.
• Hapestatud kaaliumpermanganaadi lahjendatud lahust kasutatakse histoloogias kudede detaile varjava melaniini pleegitamiseks.
• Kaaliumpermanganaati saab kasutada amüloid AA eristamiseks teist tüüpi amüloididest, mis on patoloogiliselt ladestunud kehakudedesse. Fikseeritud kudede inkubeerimine kaaliumpermanganaadiga takistab amüloid-AA värvimist kongopunase värviga, samas kui muud tüüpi amüloidi värvimine ei mõjuta seda.^[7][8]

Mitmesugused kasutusviisid

• KMnO₄ lahuseid on kasutatud koos 80% vesinikperoksiidiga raketi käivitamiseks. Selle kasutamise puhul nimetati seda Z-Stoffiks. Seda raketikütust kasutatakse ikka veel torpeedodes.
• Lahjendatud (10 mg/l) kaaliumpermanganaati võib kasutada tigude kõrvaldamiseks taimedelt enne nende paigutamist mageveekogusse.
• Kõrge kvaliteediga kaaliumpermanganaati võib leida basseinikauplustest ja seda kasutatakse maapiirkondades raua ja vesiniksulfiidi (mädanenud muna lõhn) eemaldamiseks kaevuveest.
• KMnO₄ on sageli koos glütseriini või glükoositabletiga tule tegemiseks lisatud ellujäämiskomplektides. Glükoositabletti saab peenestada, segada kaaliumpermanganaadiga ja see põleb, kui seda hõõruda. Seda võib tule tegemiseks segada ka sõiduki jäätumisvastase ainega. Selle tegemine võib olla ohtlik ja seda tuleks teha ettevaatlikult, kastes jäätumisvastase aine sisse veidi paberit ja lisades seejärel väikese koguse kaaliumpermanganaati. Sellega saab steriliseerida ka vett ja haavu, nii et see on kasulik ellujäämiskomplektis.
• KMnO₄ kasutatakse mõnede kalade parasiithaiguste raviks, joogivee puhastamiseks ning antidoodina fosforimürgistuse korral. Aafrikas on seda kasutatud köögiviljade, näiteks salati desinfitseerimisvahendina.

Lahustatud kaaliumpermanganaat

Ohud

Tahke kaaliumpermanganaat on tugev oksüdeerija ja üldiselt tuleks seda hoida redutseerijatest eraldi. Mõned reaktsioonid vajavad veidi vett. Näiteks pulbriline kaaliumpermanganaat ja tuhksuhkur süttivad (kuid ei plahvata) paar sekundit pärast tilga vee lisamist. KMnO₄ lahjendatud lahused ei ole ohtlikud. KMnO₄ moodustab kontsentreeritud hapetega segunemisel ohtlikke tooteid.

Kaaliumpermanganaat värvib nahka ja riideid ning seda tuleb käsitleda ettevaatlikult. Rõivaste plekke võib ära pesta äädikhappega. Nahaplekid kaovad 48 tunni jooksul.