Kālija permanganāts (KMnO4): īpašības, pielietojumi un drošības norādījumi

Kālija permanganāts (KMnO4): īpašības, pielietojumi un drošības norādījumi — spēcīgs oksidētājs, lietošana laboratorijā, dezinfekcija, pareiza glabāšana un drošības padomi.

Kālija permanganāts ir neorganisks ķīmisks savienojums. Tā ķīmiskā formula ir KMnO₄ . Tas satur kālija un permanganāta jonus. Mangāns ir +7 oksidācijas stāvoklī. To pazīst arī kā potaša permanganātu un Konija kristālus. Kālija permanganāts ir spēcīgs oksidētājs, kas nozīmē, ka tam ir tendence atņemt elektronus citām ķīmiskām vielām. Tas šķīst ūdenī, veidojot violetus šķīdumus. Ja to iztvaicē, veidojas violeti melni spīdīgi kristāli. Tam ir salda garša, un tas ir bez smaržas.

Fizikālās un ķīmiskās īpašības

• Izskats: tumši violeti līdz melni spīdīgi kristāli; ūdens šķīdumā — raksturīga violetā krāsa.
• Ķīmiskā daba: spēcīgs oksidētājs — viegli oksidē organiskās vielas un reducējas, pārejot uz zemāku mangāna oksidācijas stāvokli.
• Stabilitāte: relatīvi stabils sausā stāvoklī, bet silda­šanas vai skābju ietekmē var dezintegrēties; koncentrēta saskare ar spēcīgām skābēm (piem., koncentrēta sērskābe) var radīt bīstamus oksidējošus produktus.
• Šķīdība: labi šķīst ūdenī, veidojot violetus šķīdumus.
• Reaktivitāte: reaģē ar redukētājiem, viegli oksidē organiskas vielas un daudzas nemetāliskās vielas — mijiedarbība var izraisīt siltuma atbrīvošanos, degošu vai pat eksplozīvu reakciju.

Pielietojumi

• Laboratorijās: oksidācijas reaģents organiskajā un neorganiskajā ķīmijā, kā arī titrēšanas reaģentos.
• Medicīnā un higiēnā: agrāk lietots dezinfekcijai un ādas infekciju, ekzēmu vai sēnīšu ārstēšanai kā ļoti izšķīdināts vanna‑šķīdums. Mūsdienās lietošana ārpus medicīniskām norādēm jāveic piesardzīgi un saskaņā ar profesionāļu ieteikumiem.
• Ūdens apstrāde: izmanto dažos gadījumos dzeramā ūdens vai baseinu dezinfekcijai un smaku noņemšanai, taču jāievēro atbilstošas devas un regulējumi.
• Organiskā sintēze: oksidēšanas reakcijās, piemēram, alkoholu oksidēšana vai viendabīgu grupu pārvēršana.
• Tekstila un papīra rūpniecība: kā krāsvielu noņemšanai un dezinfekcijai kontrolētos apstākļos.
• Izkraušana un piesārņojuma noteikšana: indikatoru un analītisko reakciju lietojumi (piem., noteikt nitritus vai organiskos piesārņojumus).
• Kopšana un mājsaimniecība: traipu noņemšana no virsmām vai ūdenstilpju ārstēšana — to dara ar lielu piesardzību un pareizā koncentrācijā.

Drošības norādījumi un riski

• Aizsardzība: lietojot KMnO4, jāvalkā aizsargcimdi, aizsargbrilles un piemērots apģērbs, lai novērstu saskari ar ādu un acīm.
• Apkārtējā vide: ir toksisks ūdens organismiem — nelietot lielas devās un nepieļaut, ka koncentrēti šķīdumi nonāk kanalizācijā vai ūdenstilpnēs bez attīrīšanas.
• Ugunsbīstamība: pats KMnO4 nav degošs, taču tas stipri veicina organisko vielu degšanu; jātur prom no viegli uzliesmojošiem materiāliem un reducētājiem.
• Saskare ar ādu/acīm: var izraisīt kairinājumu, apdegumus un ilgstošus traipus uz ādas. Ja notikusi saskare — nekavējoties skalot ar daudz ūdens un meklēt medicīnisko palīdzību, ja simptomi saglabājas.
• Norīšana: potenciāli bīstama — nekavējoties jāmeklē medicīniskā palīdzība. Neizraisīt vemšanu bez ārsta norādījuma.
• Reakcijas ar citām vielām: reāģē ar reducētājiem un organiskām vielām — var rasties spēcīga siltuma atbrīvošana, liesmas vai sprādziena risks. Nelietot kopā ar dezinficējošiem līdzekļiem, kas satur vielas, kuras var viegli reducēt.

Pirmā palīdzība

• Ādas saskare: nekavējoties nomazgāt ar lielu daudzumu ūdens un noņemt piesārņotu apģērbu; ja rodas apdeguma simptomi vai kudas, vērsties pie ārsta.
• Acis: skalot skartās acis ar tekošu ūdeni vismaz 10–15 minūtes un nekavējoties meklēt oftalmoloģisku palīdzību.
• Norīšana: nelietot mājas pretindes; saukt neatliekamo medicīnisko palīdzību un sekot mediķu norādēm.

Glabāšana un utilizācija

• Glabāšana: sausā, vēsā, labi vēdināmā vietā, cieši noslēgtā traukā, prom no organiskām vielām, reducētājiem un skābēm.
• Uzglabāšanas ierobežojumi: izkristalizēt vai migloties nedrīkst kopā ar viegli uzliesmojošiem materiāliem vai atkritumiem.
• Izmešana: nelielus, ļoti atšķaidītus sālsšķīdumus var atbilstoši vietējiem noteikumiem izliet kopā ar lielu daudzumu ūdens; koncentrētus atliekas jānodod speciālistiem vai utilizācijas pakalpojumiem, kas nodarbojas ar bīstamiem ķīmiskajiem atkritumiem. Nekad neizmezt koncentrētus šķīdumus kanalizācijā vai vidi piesārņojošā vietā.

Saskares ar audumu un ādas traipiem

• Kālija permanganāta šķidrums atstāj viegli noņemamus, tomēr bieži spilgtus violetus līdz brūnganus traipus uz auduma un ādas. Dažkārt traipi var būt ilgstoši vai pastāvīgi, it īpaši uz ādas.
• Ja šķidrums nokļūst uz auduma, nekavējoties noskalot ar ūdeni un, ja iespējams, izmantot mazgāšanas līdzekli. Dažos gadījumos traipu var nebūt iespējams pilnībā novērst.

Kā izvairīties no bīstamām reakcijām

• Nelietot kopā ar viegli reducējošām vai organiskām vielām bez striktas kontroles.
• Nekad nemaisīt ar koncentrētām skābēm vai spēcīgiem reduktoriem, ja nav piemērotas laboratorijas aprīkojuma un profesionālas uzraudzības.
• Jebkuras eksperimentos lietojamas šķidruma devas jāizvēlas piesardzīgi — mazas koncentrācijas parasti ir drošākas un pietiekamas dezinfekcijai vai testiem.

Piezīmes par atbildīgu lietošanu

• Ja izmantojat kā dezinfekcijas līdzekli vai medicīnisku līdzekli, dariet to saskaņā ar veselības aprūpes speciālista norādījumiem.
• Izmantojiet tikai pareizi marķētus produktus un nepārsniedziet ieteiktās devas. Pārmērīga lietošana var radīt veselības un vides riskus.
• Ja rodas šaubas par izmantošanu, konsultējieties ar speciālistu vai ražotāja drošības datu lapu (MSDS/SDS).

Izmanto

Ķīmiskie lietojumi

Kālija permanganātu izmanto kā oksidētāju.^[3] To izmanto arī dezinfekcijas līdzekļos un dezodorantos. To var izmantot daudzu dažādu ķīmisko vielu izgatavošanai. Notekūdeņu attīrīšanā to izmanto, lai atbrīvotos no sērūdeņraža - smirdīgas toksiskas gāzes. Analītiskajā ķīmijā dažkārt izmanto precīzu KMnO koncentrāciju₄ , lai noskaidrotu, cik daudz noteikta reducējošā aģenta ir titrējumā. Saistītā veidā to izmanto kā reaģentu koksnes celulozes ražošanā. Kālija permanganāta un formaldehīda sajaukšana rada vieglu asaru gāzi.

Kā oksidētājs organiskajā sintēzē

Atšķaidīti KMnO šķīdumi₄ pārvērš alķeņus par dioliem (glikoliem). Šo reakciju izmanto arī kā kvalitatīvu testu, lai noteiktu, vai molekulā ir dubultās vai trīskāršās saites, jo reakcijas rezultātā permanganāta šķīdums kļūst bezkrāsains. Reakciju dažkārt dēvē par Beijera reaģentu.

Koncentrēti šķīdumi oksidē metilgrupu uz aromātiskā gredzena, piemēram, toluolu, līdz benzoskābei.

KMnO₄ oksidē pseidoefedrīna hidrohlorīdu, lai iegūtu metkatinonu, kas Amerikas Savienotajās Valstīs ir I sarakstā iekļauta narkotika. Līdz ar to DEA ir ierobežojusi tā lietošanu un pārdošanu, klasificējot to kā I saraksta kontrolējamo prekursoru. Kālija permanganāts ir iekļauts I saraksta prekursoru sarakstā saskaņā ar Apvienoto Nāciju Organizācijas Konvenciju pret narkotisko un psihotropo vielu nelikumīgu tirdzniecību.

Skābes un kālija permanganāts

Koncentrēta sērskābe reaģē ar kālija permanganātu, veidojot mangāna(VII) oksīdu, kas var būt sprādzienbīstams. ^[4][5][6]. Šī reakcija rada arī ozonu. Ozons var aizdedzināt spirta šķīdumā samērcētu papīru. Šī reakcija ir ļoti bīstama.

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

Koncentrēta HCl veido hloru.

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

Mn saturoši redoks reakciju produkti ir atkarīgi no pH. Skābi permanganāta šķīdumi reducējas līdz vāji rozā Mn²⁺ jonam, tāpat kā mangāna(II) hlorīds. Neitrālā šķīdumā permanganāts reducējas līdz brūnam mangāna(IV) oksīdam, kur Mn ir +4 oksidācijas stāvoklī. Mangāna(IV) oksīds ir tas, kas iekrāso ādu, kad uz tās uzklāj kālija permanganātu. Kālija permanganāts bāziskā šķīdumā spontāni reducējas līdz zaļas krāsas kālija manganātam, kurā mangāns ir +6 oksidācijas stāvoklī.

Biomedicīniskie lietojumi

• Atšķaidītus šķīdumus lieto kā ārstniecisku līdzekli vēža čūlu ārstēšanai (0,25 %), kā roku dezinfekcijas līdzekli (apmēram 1 %) un viegla roku vai kāju dermatīta vai sēnīšu infekciju ārstēšanai.
• Atšķaidītu paskābināta kālija permanganāta šķīdumu izmanto histoloģijā, lai balinātu melanīnu, kas aizsedz audu detaļas.
• Kālija permanganātu var izmantot, lai atšķirtu amiloīda AA no citiem amiloīda veidiem, kas patoloģiski nogulsnējas ķermeņa audos. Inkubējot fiksētus audus ar kālija permanganātu, amiloīda AA neļauj iekrāsoties ar kongo sarkano krāsu, bet citi amiloīda veidi netiek ietekmēti.^[7][8]

Dažādi lietojumi

• KMnO šķīdumi₄ kopā ar 80 % ūdeņraža peroksīdu ir izmantoti raķetes piedziņai. Šim lietojumam to sauca par Z-Stoff. Šo propelentu joprojām izmanto torpēdās.
• Atšķaidītu (10 mg/l) kālija permanganāta šķīdumu var izmantot, lai no augiem iznīcinātu gliemežus, pirms tos ievieto saldūdens akvārijā.
• Augstas kvalitātes kālija permanganātu var atrast baseinu piederumu veikalos, un lauku apvidos to izmanto, lai no akas ūdens atdalītu dzelzi un sērūdeņradi (sapuvušas olas smarža).
• KMnO₄ bieži ir iekļauts izdzīvošanas komplektos kopā ar glicerīnu vai glikozes tableti uguns kurināšanai. Glikozes tableti var sasmalcināt, sajaukt ar kālija permanganātu, un, to berzējot, tā degs. To var arī sajaukt ar antifrīzu no transportlīdzekļa, lai iekurinātu uguni. Tas var būt bīstami, un tas jādara uzmanīgi, iemērcot antifrīzu papīru un pēc tam pievienojot nelielu daudzumu kālija permanganāta. Tas var arī sterilizēt ūdeni un brūces, tāpēc tas ir noderīgs izdzīvošanas komplektā.
• KMnO₄ izmanto dažu zivju parazitāro slimību ārstēšanai, dzeramā ūdens attīrīšanai, kā arī kā pretlīdzekli saindēšanās ar fosforu gadījumos. Āfrikā to izmanto kā dezinfekcijas līdzekli dārzeņiem, piemēram, salātiem.

Izšķīdināts kālija permanganāts

Jautājumi un atbildes

J: Kas ir kālija permanganāts?

J: Kāda ir kālija permanganāta ķīmiskā formula?

J: Kādus jonus satur kālija permanganāts?

J: Kāds ir mangāna oksidācijas stāvoklis kālija permanganātā?

J: Kādi ir citi kālija permanganāta nosaukumi?

J: Kāda ir kālija permanganāta kā oksidētāja īpašība?

J: Kas notiek, kad kālija permanganātu iztvaicē?

Meklēt pēc burta