חומצה מנגני: יישום ותכונות

2024 מְחַבֵּר: Angel Austin | [email protected]. שונה לאחרונה: 2023-12-17 05:26

חומצה מנגני היא תרכובת לא יציבה אורגנית עם הנוסחה HMnO₄. לא ניתן לבלבל אותו עם כל חומר אחר, מכיוון שיש לו צבע עז, סגול-אדום עז.

זהו אלקטרוליט חזק שבו מולקולות (חלקיקים ניטרליים מבחינה חשמלית) מתפרקות כמעט לחלוטין ליונים. למרות העובדה שהוא קיים רק בתמיסות, כי הוא לא התקבל כחומר נפרד. עם זאת, תוכל לספר על כל התכונות שלו ביתר פירוט.

מאפיינים כימיים

בנוזל, חומצת מנגן מתפרקת בהדרגה. תהליך זה מלווה בשחרור חמצן (כלקוגן, מתכת לא מגיבה).

כתוצאה מכך, נוצר משקע של דו תחמוצת מנגן. כך נראה התהליך הזה בהשתתפות חומצת מנגן בנוסחה: 4HMnO₄ → 4MnO₂↓+3O₂↑+ 2N₂O.

התרכובת המתקבלת היא MnO₂. אבקה חומה כהה שאינה מסיסה במים. זוהי התרכובת היציבה ביותר של מנגן, השייכת לקבוצת המתכות הברזליות.

כמו כן, התרכובת המדוברת מציגה תכונות המשותפות לחומצות חזקות. בפרט, הוא נכנס לתגובות נטרול - הוא מקיים אינטראקציה עם אלקליות, יוצר מלחים ומים. ככלל, תהליכים כאלה הם אקסומטריים, כלומר, הם מלווים בשחרור חום. הנה דוגמה אחת: HMnO₄ + NaOH → NaMnO₄ +H₂O.

כדאי להזכיר גם שחומצה פרמנגני, כמו הפרמנגנטים (מלחים), היא חומר מחמצן רב עוצמה, קולט אלקטרונים. הנה דוגמה המדגימה זאת: 2HMnO₄ + 14HCl → 2MnCl₂ + 5Cl₂↑+ 8H₂O.

נכסים פיזיים

כפי שהוזכר קודם לכן, חומצה פרמנגני, שהנוסחה הגרפית שלה מוצגת לעיל, לא נגזרה בצורתה הטהורה. הריכוז המרבי בתמיסות מימיות בעלות צבע לילך בוהק אופייני אינו עולה על 20%.

חומר זה רגיש לטמפרטורה. אם הוא נמוך מ-20 מעלות צלזיוס, אז התמיסה יוצרת הידרט גבישי - מוצק המתרחש כתוצאה מחיבור של קטיונים (יונים בעלי מטען חיובי) ומולקולות מים. הנוסחה שלו היא: HMnO₄ ⋅ 2H₂O. מבנה יוני: (H₅O₂)⁺ (MnO₄₎–.

כמו כן, אם כבר מדברים עלתכונות פיזיקליות של חומצה פרמנגני, ראוי לציין את המסה המולרית שלה. זה 119.94 גרם/מול.

ייצור חומצה

לרוב חומר זה מתקבל על ידי ביצוע תגובה בין שתי תרכובות - חומצה גופרתית מדוללת ותמיסה של בריום פרמנגנט, יסוד בעל פעילות כימית גבוהה. כתוצאה מכך, משקע בלתי מסיס של הסולפט שלו משקע. אבל זה מוסר על ידי סינון. זה נראה כך: Va (MnO₄) + H₂SO₄ → 2HMnO4 _{+ BaSO}4_↓.

יש דרך אחרת להשיג את החומצה הזו. הוא מבוסס על האינטראקציה של מים ותחמוצת מנגן המתרחשת בקור. זהו, אגב, נוזל שמנוני שמגיע בשני גוונים (חום-ירוק או ארגמן). לא משנה מה הצבע, תמיד יהיה ברק מתכתי. הוא יציב בטמפרטורת החדר. ובשילוב עם חומרים דליקים, זה מצית אותם, לעתים קרובות עם פיצוץ. אז, נוסחת התגובה נראית כך: Mn₂O₇ + H₂O → 2HMnO4.

אופיין דו-חמצני

חומר זה, שכבר הוזכר לעיל, נמצא בכמויות גדולות בקרום כדור הארץ. בצורת מינרל בשם פירולוסיט. בדרך כלל שחור או אפור פלדה. הגבישים שלו קטנים, עמודים או בצורת מחט. למינרל התכונות הבאות:

• Piezoelectric. מתבטא בהתרחשות של קיטוב דיאלקטרי - תזוזה של מטענים קשורים בו או סיבוב של דיפולים חשמליים
• מוליך למחצה. מתבטא כעלייה במוליכות החשמלית עם עליית הטמפרטורה.

כדאי לציין גם שהדו-חמצני מסיס בחומצה הידרוכלורית, המלווה בשחרור כלור.

שימוש בpyrolusite

מנגן דו-חמצני אלקטרוליטי מצא יישום נרחב בייצור סוללות ותאים גלווניים - מקורות כימיים של זרם חשמלי, המבוססים בדרך כלל על אינטראקציה של שתי מתכות או תחמוצות שלהן באלקטרוליט. משמש גם עבור:

• היווצרות זרזים - כימיקלים שמאיצים את התגובה, אך אינם חלק ממנה. דוגמה חיה היא hopkalit. הם ממלאים מחסניות נוספות למסיכות גז כדי להגן מפני פחמן חד חמצני.
• היווצרות חומרים כמו מלח מנגן ואשלגן פרמנגנט - גבישים סגולים כהים, כמעט שחורים, אשר בהמסה במים מביאים להיווצרות נוזל ארגמן בוהק. נוסחה - KMnO₄.
• שינוי צבע של כוסות ירוקות.
• ייצור שמנים ולכות בתעשיית הצבע והלכה.
• להלבשת עור כרום בתעשיית העור.

מעניין, מדענים קבעו שפיסות פירולוסיט ממערת Peche de Laze בדרום צרפת מורכבות ממנגן דו-חמצני טהור. מאמינים שהניאנדרטלים, שחיו לפני 350-600 אלף שנים, השתמשו בו כזרז ומחמצן לתגובות בעירה וחמצון.

פרמנגנט (אשלגן פרמנגנט)

אנשים רבים מכירים את החומר הזה. עם זאת, oהיישום שלו - קצת מאוחר יותר. חשוב יותר לציין שבעזרת פרמנגנט ממשיכים OVR רבים של חומצת מנגן (תגובות חמצון-צמצום).

זה נובע מהתכונות הכימיות יוצאות הדופן שלו. בהתאם לאינדקס המימן (pH) של התמיסה שנוצרה על ידי פרמנגנט, ניתן לחמצן חומרים שונים, תוך הפחתה לתרכובות של מצבי חמצון רבים.

ישנן דוגמאות רבות. בסביבה חומצית תתרחש הפחתה לתרכובות מנגן (II), בסביבה ניטרלית היא תהיה שווה ל-(IV), ובסביבה בסיסית חזקה - (VI). כך זה נראה:

• Acidic: 2KMnO₄ +5K₂SO₃ + 3H2_SO4 _{→ 6K}2_SO4 _{+ 2MnSO4} +3N₂O.
• B ניטרלי: 2KMnO₄ + 3K₂SO₃ + H 2_{O → 3K}2_SO4 _{+ 2MnO}2 _{+ 2KOH.}
• B בסיסי: 2KMnO₄ + K₂SO₃ + 2KOH → K ₂SO₄ + 2K₂MnO₄ + H ₂אוי. תגובה זו בצורה זו מתרחשת עם חוסר בחומר מפחית ובנוכחות של אלקלי מרוכז מאוד. תנאים כאלה מאטים את ההידרוליזה.

כדאי לציין שהחומר מתפוצץ במגע עם חומצה גופרתית מרוכזת. אבל אם פרמנגנט משולב בקפידה עם החומר הקר הזה, נוצרת תחמוצת מנגן לא יציבה.

שימוש באשלגן פרמנגנט

לפרמנגנט של החומר המדובר ישפעולה חיטוי עוצמתית. בשימוש נרחב במיוחד ברפואה יש תמיסות מדוללות בריכוז של 0.1%, בהן אני משתמש לטיפול בכוויות, גרגור ושטיפת פצעים. זה גם חומר הקאה יעיל להרעלה עם אלקונידים כמו אקוניטין ומורפיום. רק במקרים כאלה, השתמש בתמיסה פחות מרוכזת, מדוללת ל-0.02-0.1%.

פעולה פרמקולוגית אינה אופיינית. כאשר התמיסה באה במגע עם חומרים אורגניים, משתחרר חמצן אטומי. התחמוצת, שהיא חלק ממנה, יוצרת תרכובות כמו אלבומינאטים עם חלבונים. בריכוזים קטנים יש להם השפעה עפיצה ובריכוזים גדולים הם מגרים, משתזפים ומצריבים. לכן, ההשפעה הסופית תלויה בדילול הפרמנגנט של חומצה פרמנגנית - חזק או חלש.

יישומים אחרים

אשלגן פרמנגנט הוא למעשה חומר שנמצא בשימוש פעיל בתחומים שונים. בנוסף לרפואה, הוא מעורב:

• בעת שטיפת כלי זכוכית למעבדה. מצוין להסרת שומנים וחומרים אורגניים.
• בפירוטכניקה כחומר מחמצן.
• בעת קביעת יכולת חמצון פרמנגנט בתהליך הערכת איכות המים לפי GOST 2761-84 (שיטת Kubel).
• בעת גוון תמונות.
• לכבישת עץ. הנוזל משמש ככתם (חומר שנותן צבע).
• להסרת קעקועים מסוכנת. הנוזל שורף את העור, והרקמות עם הצבע מתות. זה כואב והצלקות עדיין נשארות.
• B asחומר מחמצן בתהליך היווצרות של חומצות פארא ומטאפתליות.

לבסוף, ברצוני להסתייג מכך שאשלגן פרמנגנט כלול ברשימה הרביעית של המבשרים של הוועדה המתמדת הרוסית לבקרת סמים.