Kyselina mangánová je anorganická nestabilná zlúčenina so vzorcom HMnO4. Nedá sa zameniť so žiadnou inou látkou, pretože má jasnú, intenzívnu purpurovo-červenú farbu.
Je to silný elektrolyt, v ktorom sú molekuly (elektricky neutrálne častice) takmer úplne disociované na ióny. Napriek tomu, že existuje len v roztokoch, pretože nebol získaný ako samostatná látka. Môžete však povedať o všetkých jeho funkciách podrobnejšie.
Chemické vlastnosti
V tekutinách sa kyselina mangánová postupne rozkladá. Tento proces je sprevádzaný uvoľňovaním kyslíka (chalkogén, reaktívny nekov).
V dôsledku toho sa vytvorí zrazenina oxidu manganičitého. Takto vyzerá tento proces za účasti kyseliny mangánovej vo vzorci: 4HMnO4 → 4MnO2↓+3O2↑+ 2N2O.
Výsledná zlúčenina je MnO2. Tmavohnedý prášok nerozpustný vo vode. Je to najstabilnejšia zlúčenina mangánu, ktorý patrí do skupiny železných kovov.
Dotknutá zlúčenina tiež vykazuje vlastnosti, ktoré sú spoločné pre silné kyseliny. Najmä vstupuje do neutralizačných reakcií - interaguje s alkáliami, vytvára soli a vodu. Takéto procesy sú spravidla exometrické, to znamená, že sú sprevádzané uvoľňovaním tepla. Tu je jeden príklad: HMnO4 + NaOH → NaMnO4 +H2O.
Za zmienku tiež stojí, že kyselina manganičitá, podobne ako jej manganistan (soli), je silné oxidačné činidlo, akceptor elektrónov. Tu je príklad, ktorý to demonštruje: 2HMnO4 + 14HCl → 2MnCl2 + 5Cl2↑+ 8H2O.
Fyzikálne vlastnosti
Ako už bolo spomenuté, kyselina manganičitá, ktorej grafický vzorec je uvedený vyššie, nebola odvodená vo svojej čistej forme. Maximálna koncentrácia vo vodných roztokoch s charakteristickou svetlofialovou farbou nepresahuje 20 %.
Táto látka je citlivá na teplotu. Ak je menej ako 20 ° C, potom roztok tvorí kryštalický hydrát - pevnú látku, ktorá vzniká v dôsledku väzby katiónov (kladne nabitých iónov) a molekúl vody. Jeho vzorec je: HMnO4 ⋅ 2H2O. Iónová štruktúra: (H5O2)+ (MnO4)–.
Tiež, keď už hovoríme ofyzikálnych vlastností kyseliny manganičitej, stojí za zmienku jej molárna hmotnosť. Je to 119,94 g/mol.
Produkcia kyseliny
Najčastejšie sa táto látka získava reakciou dvoch zlúčenín - zriedenej kyseliny sírovej a roztoku manganistanu bárnatého, prvku s vysokou chemickou aktivitou. V dôsledku toho sa vyzráža nerozpustná zrazenina jeho síranu. Ale odstráni sa filtrovaním. Vyzerá to takto: Va (MnO4) + H2SO4 → 2HMnO4 + BaSO4↓.
Existuje iný spôsob, ako získať túto kyselinu. Je založená na interakcii vody a oxidu mangánu vyskytujúceho sa v chlade. Toto je mimochodom olejovitá kvapalina, ktorá sa dodáva v dvoch odtieňoch (hnedo-zelená alebo šarlátová). Bez ohľadu na farbu bude vždy existovať kovový lesk. Pri izbovej teplote je stabilný. A v kombinácii s horľavými látkami ich zapáli, často až s výbuchom. Vzorec reakcie teda vyzerá takto: Mn2O7 + H2O → 2HMnO4.
charakteristika dioxidu
Táto látka, ktorá už bola spomenutá vyššie, sa nachádza vo veľkých množstvách v zemskej kôre. Vo forme minerálu nazývaného pyrolusit. Zvyčajne čierna alebo oceľovo šedá. Jeho kryštály sú malé, stĺpcovité alebo ihličkovité. Minerál má nasledujúce vlastnosti:
- Piezoelektrický. Prejavuje sa výskytom dielektrickej polarizácie - vytesňovaním viazaných nábojov v nej alebo rotáciou elektrických dipólov
- Polovodič. Prejavuje sa ako zvýšenie elektrickej vodivosti so zvyšujúcou sa teplotou.
Za zmienku tiež stojí, že oxid je rozpustný v kyseline chlorovodíkovej, čo je sprevádzané uvoľňovaním chlóru.
Použitie pyrolusitu
Elektrolytický oxid manganičitý našiel široké uplatnenie pri výrobe batérií a galvanických článkov – chemických zdrojov elektrického prúdu, ktoré sú zvyčajne založené na interakcii dvoch kovov alebo ich oxidov v elektrolyte. Používa sa aj pre:
- Tvorba katalyzátorov – chemikálií, ktoré urýchľujú reakciu, ale nie sú jej súčasťou. Živým príkladom je hopkalit. Plnia ďalšie kazety do plynových masiek na ochranu pred oxidom uhoľnatým.
- Tvorba látok ako mangánová soľ a manganistan draselný – tmavofialové, takmer čierne kryštály, ktoré po rozpustení vo vode vedú k vytvoreniu jasne karmínovej tekutiny. Vzorec – KMnO4.
- Sfarbenie zelených skiel.
- Výroba olejov a lakov v priemysle farieb a lakov.
- Na úpravu chrómovej kože v kožiarskom priemysle.
Je zaujímavé, že vedci zistili, že kúsky pyrolusitu z jaskyne Peche de Laze v južnom Francúzsku pozostávajú z čistého oxidu manganičitého. Predpokladá sa, že neandertálci, ktorí žili pred 350-600 tisíc rokmi, ho používali ako katalyzátor a okysličovadlo pre spaľovanie a oxidačné reakcie.
Manganistan (manganistan draselný)
Mnoho ľudí pozná túto látku. Avšak ojeho aplikácia - o niečo neskôr. Je dôležitejšie poznamenať, že mnohé OVR kyseliny mangánovej (oxidačno-redukčné reakcie) prebiehajú pomocou manganistanu.
Je to kvôli jeho výnimočným chemickým vlastnostiam. V závislosti od indexu vodíka (pH) roztoku tvoreného manganistanom sa môžu oxidovať rôzne látky, pričom dochádza k redukcii na zlúčeniny mnohých oxidačných stavov.
Existuje veľa príkladov. V kyslom prostredí dôjde k redukcii na zlúčeniny mangánu (II), v neutrálnom prostredí sa bude rovnať (IV) a v silne alkalickom prostredí - (VI). Takto to vyzerá:
- Kyslé: 2KMnO4 +5K2SO3 + 3H2SO4 → 6K2SO4 + 2MnSO4 +3N2O.
- B neutrálne: 2KMnO4 + 3K2SO3 + H 2O → 3K2SO4 + 2MnO2 + 2 KOH.
- B alkalické: 2KMnO4 + K2SO3 + 2KOH → K 2SO4 + 2K2MnO4 + H 2Ach. Táto reakcia v tejto forme prebieha pri nedostatku redukčného činidla a v prítomnosti vysoko koncentrovanej alkálie. Takéto podmienky spomaľujú hydrolýzu.
Za zmienku stojí, že látka pri kontakte s koncentrovanou kyselinou sírovou exploduje. Ak sa však manganistan opatrne spojí s touto chladnou látkou, vytvorí sa nestabilný oxid mangánu.
Používanie manganistanu draselného
Manganistan príslušnej látky másilný antiseptický účinok. V medicíne sa využívajú najmä zriedené roztoky s koncentráciou 0,1%, ktoré používam na ošetrenie popálenín, kloktanie a omývanie rán. Je tiež účinným emetikom pri otravách alkonidmi, ako je akonitín a morfín. Len v takýchto prípadoch použite menej koncentrovaný roztok, zriedený na 0,02-0,1 %.
Farmakologické pôsobenie je atypické. Pri kontakte roztoku s organickými látkami sa uvoľňuje atómový kyslík. Oxid, ktorý je jeho súčasťou, tvorí s proteínmi zlúčeniny ako albumináty. V malých koncentráciách majú adstringentný účinok a vo veľkých koncentráciách dráždia, opaľujú a pália. Preto konečný efekt závisí od toho, ako je manganistan kyseliny manganičitej zriedený - silne alebo slabo.
Iné aplikácie
Manganistan draselný je vlastne látka, ktorá sa aktívne používa v rôznych oblastiach. Okrem medicíny ide o:
- Pri umývaní laboratórneho skla. Vynikajúce na odstraňovanie tukov a organických látok.
- V pyrotechnike ako oxidačné činidlo.
- Pri určovaní oxidovateľnosti manganistanu v procese hodnotenia kvality vody podľa GOST 2761-84 (Kubelova metóda).
- Pri tónovaní fotiek.
- Na morenie dreva. Kvapalina sa používa ako škvrna (látka, ktorá dodáva farbu).
- Na riskantné odstránenie tetovania. Kvapalina spáli pokožku a tkanivá s farbou odumierajú. Bolí to a jazvy stále zostávajú.
- B akooxidačné činidlo v procese tvorby para- a metaftalových kyselín.
Na záver by som chcel urobiť výhradu, že manganistan draselný je zahrnutý do štvrtého zoznamu prekurzorov ruského Stáleho výboru pre kontrolu drog.
