Добрый день, уважаемые читатели. Сегодня мы поговорим с вами о перманганате калия, некоторых его свойствах и применении.

Итак, перманганат калия (калий марганцовокислый, разг. марганцовка) — это неорганическое соединение с химической формулой KMnO₄, калиевая соль марганцовой кислоты.

Физически представляет из себя тёмно-фиолетовые (практически чёрные) блестящие кристаллы. Иногда кристаллический перманганат калия может иметь зеленоватый либо зеленовато-коричневый оттенок из-за примеси манганата калия и диоксида марганца (обычно это свойственно техническому перманганату калия). Хорошо растворим в воде; растворим в жидком аммиаке, ацетоне, пиридине. Водный раствор окрашен в красно-фиолетовый (пурпурный) цвет. Внешний вид кристаллов перманганата калия, а также цвет раствора представлены в подборке фото ниже.

Перманганат калия находит широкое применение в науке и технике. Так, например, в медицине водный раствор перманганата калия используется в качестве антисептического средства; 1-2% раствор используется для протравливания семян перед посадкой для уничтожения возбудителей грибковых и бактериальных заболеваний; в пиротехнике — в качестве сильного окислителя; водный раствор применяется для травления дерева — в качестве морилки; в электронной промышленности — в качестве одного из компонентов растворов для микротравления при изготовлении печатных плат.

В зависимости от pH раствора перманганат калия способен окислять различные вещества, восстанавливаясь при этом до соединений марганца различной степени окисления.

В кислой среде: восстанавливается до соединений марганца(II). Для демонстрации данного процесса проведём несложный опыт.

Для поведения опыта необходимо несколько кристаллов перманганата калия растворить в 80-100 мл воды. После этого раствор необходимо подкислить 5-7 мл 30% раствора серной кислоты. Если теперь к полученному раствору прилить 2-3 мл этилового спирта, то хорошо видно, что раствор перманганата калия обесцвечивается. При этом будет наблюдаться отчётливый запах уксусного альдегида. При более высокой концентрации перманганата калия конечный цвет раствора будет иметь красно-розовый оттенок за счёт образования сульфата марганца(II).

Дело в том, что этиловый спирт относится к первичным спиртам. Первичные спирты окисляются перманганатом калия (и другими сильными окислителями) в кислой среде до альдегидов (в случае этанола до уксусного альдегида). При избытке окислителя процесс не заканчивается на альдегидах, а продолжается до соответствующих карбоновых кислот.

Вживую это выглядит вот так:

Впрочем, в кислой среде перманганат калия способен окислять не только спирты, но и более сложные соединения. Например танины.

Для проведения опыта необходимо растворить 0.2-0.3г. перманганата калия в 100-120 мл тёплой воды и подкислить раствор 3-5 мл 30% раствора серной кислоты. Если к такому раствору по каплям приливать 1-3% водный раствор дубильной кислоты, то цвет раствора изменится на светло-жёлтый — танины окисляются перманганатом калия до продуктов, имеющих жёлтый цвет.

Вживую это выглядит вот так:

В нейтральной среде: восстанавливается до соединений марганца(IV). Для демонстрации данного процесса проведём несложный опыт.

Для поведения опыта необходимо несколько кристаллов перманганата калия растворить в 80-100 мл воды. Если теперь к полученному раствору прилить 2-3 мл этилового спирта, то хорошо видно, что раствор перманганата калия постепенно изменяет цвет сначала на красно-коричневый, а далее практически на коричневый с выпадением осадка идентичного цвета — образуется оксид марганца(IV). Процесс окисления протекает относительно медленно, но ощутимо интенсифицируется при нагревании раствора до 60-70 градусов Цельсия.

Вживую это выглядит вот так:

В щелочной среде: восстанавливается до соединений марганца(VI). Для демонстрации данного процесса проведём несложный опыт.

Для поведения опыта необходимо 5-7г гидроксида калия растворить в 100-120 мл воды. Далее к раствору необходимо добавить несколько кристаллов перманганата калия и тщательно перемешать. Если теперь к полученному раствору добавить несколько капель этилового спирта, то раствор окрасится в насыщенно-зелёный цвет.

Дело в том, что сильно щелочной среде при недостатке восстановителя в растворе образуется манганат калия, относительно устойчивый в подобных условиях. При дальнейшем добавлении 2-3 мл этилового спирта цвет раствора изменится на практически коричневый. Коричневое окрашивание обусловлено образованием оксида марганца(IV) в результате гидролиза манганата калия.

Вживую это выглядит вот так:

Данный опыт является одним из классических вариантов исполнения так называемого химического хамелеона. Впрочем, этот же опыт можно провести и с другими восстановителями. Например, глицерином.

В этом случае для проведения опыта необходимо приготовить 2 раствора. Для первого раствора необходимо взять 100 мл воды и растворить в ней 1г гидроксида калия, добавить 1-2 мл глицерина и тщательно всё перемешать. Второй раствор представляет из себя раствор перманганата калия в воде.

После смешивания растворов сначала появляется зелёное окрашивание, переходящее в практически коричневое. Суть изменения цвета полностью аналогична предыдущему опыту.

Вживую это выглядит вот так:

Перманганат калия — это сильный окислитель, способный окислять многие вещества. Частично мы это рассмотрели чуть выше. Но насколько интенсивно может процесс окисления протекать в принципе? Как оказывается, достаточно интенсивно. Убедимся в этом наглядно, проведя несложный опыт.

Для проведения опыта необходимо в химический стакан (фарфоровую чашку) поместить 1-2г перманганата калия. Далее необходимо смочить перманганат калия 3-4 каплями глицерина. Через несколько секунд начнётся интенсивное выделение белого дыма с дальнейшим возгоранием глицерина. Для проведения опыта необходимо использовать мелко измельченный перманганат калия, а также безводный глицерин (в идеале 99%).

Вживую это выглядит вот так:

При этом при горении будет чётко видно, что пламя окрашено в розово-фиолетовый цвет. Почему так происходит мы отдельно разбирали в статье про атомно-эмиссионную спектроскопию.

Являясь солью переходного металла перманганат калия может выступать в качестве катализатора разложения перекиси водорода. Продемонстрируем это на опыте.

Для проведения опыта необходимо налить в колбу 100-200 мл 3-5% раствора перекиси водорода. Если к раствору перекиси водорода присыпать небольшое количество перманганата калия, то в колбе начнётся активное разложение перекиси водорода с выделением кислорода.

Отследить выделение кислорода можно по обильно образующимся клубам у горла колбы, а также яркому горению органики при внесении внутрь колбы. В классической постановке эксперимента используется тлеющая лучина, но мной была использована подожжённая спагетти.

Вживую это выглядит вот так:

Впрочем, перманганат калия способен взаимодействовать и со многими другими соединениями. Например тиосульфатом натрия. Давайте посмотрим как это выглядит вживую на наглядном опыте.

Для проведения опыта необходимо подготовить 2 раствора. Первый раствор — подкисленный раствор перманганата калия. Его обычно подкисливают серной кислотой. Второй раствор — раствор тиосульфата натрия. Если теперь прилить первый раствор ко второму, то видно обесцвечивание раствора перманганата калия. Это связано с тем, что в растворе образуются практически бесцветный сульфат марганца (его кристаллогидрат в чистом виде имеет бледный красно-розовый цвет).

Если же подождать чуть дольше, то раствор начинает мутнеть — это идёт побочная реакция. В результате взаимодействия тиосульфата натрия с серной кислотой в растворе образуется неустойчивая тиосерная кислота, которая быстро (в водных растворах — мгновенно) разлагается до сернистой кислоты и элементарной серы, выпадающей в осадок. В свою очередь сернистая кислота разлагается до газообразного оксида серы(IV) и воды

Вживую это выглядит вот так:

Таким образом статья, посвящённая перманганату калия подходит к концу. В данной статье мы рассмотрели ряд химических и физических свойств данного соединения, а также провели некоторые интересные эксперименты. Конечно же приведёнными экспериментами химические свойства перманганата калия не исчерпываются, но большинство приведённых опытов доступно для повторения.

А на этом на сегодня всё. Спасибо, что дочитали до конца!

Список использованной литературы:

1. Перманганат калия

2. Реми, Г. Курс неорганической химии : справочник : [16+] / Г. Реми ; ред. А. В. Новоселова ; пер. с нем. – Москва : Издательство иностранной литературы, 1963. – Том 1. – 919 с.

3. Рабинович, Вениамин Абрамович Хавин, Захарий Яковлевич. Краткий химический справочник. Под общ.ред. А.А. Потехина и А.И. Ефимова. 3-е изд, перераб.и доп.-Л. Химия, 1991.-432с.