Kyselina manganová je anorganická nestabilní sloučenina se vzorcem HMnO4. Nelze ji zaměnit s žádnou jinou látkou, protože má jasnou, intenzivní purpurově červenou barvu.
Jedná se o silný elektrolyt, ve kterém jsou molekuly (elektricky neutrální částice) téměř úplně disociovány na ionty. Navzdory tomu, že existuje pouze v roztocích, protože nebyl získán jako samostatná látka. O všech jeho funkcích však můžete říci podrobněji.
Chemické vlastnosti
V kapalinách se kyselina manganová postupně rozkládá. Tento proces je doprovázen uvolňováním kyslíku (chalkogen, reaktivní nekov).
V důsledku toho se tvoří sraženina oxidu manganičitého. Takto vypadá tento proces za účasti kyseliny manganité ve vzorci: 4HMnO4 → 4MnO2↓+3O2↑+ 2N2O.
Výsledná sloučenina je MnO2. Tmavě hnědý prášek, který je nerozpustný ve vodě. Je to nejstabilnější sloučenina manganu, který patří do skupiny železných kovů.
Dotyčná sloučenina také vykazuje vlastnosti, které jsou společné pro silné kyseliny. Zejména vstupuje do neutralizačních reakcí - interaguje s alkáliemi, tvoří soli a vodu. Takové procesy jsou zpravidla exometrické, to znamená, že jsou doprovázeny uvolňováním tepla. Zde je jeden příklad: HMnO4 + NaOH → NaMnO4 +H2O.
Za zmínku také stojí, že kyselina manganičitá, stejně jako její manganistan (soli), je silné oxidační činidlo, akceptor elektronů. Zde je příklad, který to demonstruje: 2HMnO4 + 14HCl → 2MnCl2 + 5Cl2↑+ 8H2O.
Fyzikální vlastnosti
Jak již bylo zmíněno dříve, kyselina manganičitá, jejíž grafický vzorec je uveden výše, nebyla odvozena ve své čisté formě. Maximální koncentrace ve vodných roztocích s charakteristickou jasně fialovou barvou nepřesahuje 20 %.
Tato látka je citlivá na teplotu. Pokud je méně než 20 °C, pak roztok tvoří krystalický hydrát - pevnou látku, která vzniká v důsledku vazby kationtů (kladně nabitých iontů) a molekul vody. Jeho vzorec je: HMnO4 ⋅ 2H2O. Iontová struktura: (H5O2)+ (MnO4)–.
Také, když už mluvíme ofyzikální vlastnosti kyseliny manganičité, stojí za zmínku její molární hmotnost. Je to 119,94 g/mol.
Produkce kyseliny
Nejčastěji se tato látka získává reakcí dvou sloučenin - zředěné kyseliny sírové a roztoku manganistanu barnatého, prvku s vysokou chemickou aktivitou. V důsledku toho se vysráží nerozpustná sraženina jeho síranu. Ale to je odstraněno filtrováním. Vypadá to takto: Va (MnO4) + H2SO4 → 2HMnO4 + BaSO4↓.
Existuje jiný způsob, jak získat tuto kyselinu. Je založen na interakci vody a oxidu manganu probíhajícího v chladu. To je mimochodem olejovitá kapalina, která se dodává ve dvou odstínech (hnědozelená nebo šarlatová). Bez ohledu na barvu bude vždy kovový lesk. Při pokojové teplotě je stabilní. A v kombinaci s hořlavými látkami je zapálí, často až s výbuchem. Vzorec reakce tedy vypadá takto: Mn2O7 + H2O → 2HMnO4.
charakteristika dioxidu
Tato látka, která již byla zmíněna výše, se nachází ve velkém množství v zemské kůře. Ve formě minerálu zvaného pyrolusit. Obvykle černá nebo ocelově šedá. Jeho krystaly jsou malé, sloupcovité nebo jehličkovité. Minerál má následující vlastnosti:
- Piezoelektrický. Projevuje se výskytem dielektrické polarizace - vytěsněním vázaných nábojů v něm nebo rotací elektrických dipólů
- Polovodič. Projevuje se zvýšením elektrické vodivosti s rostoucí teplotou.
Za zmínku také stojí, že oxid je rozpustný v kyselině chlorovodíkové, což je doprovázeno uvolňováním chlóru.
Použití pyrolusitu
Elektrolytický oxid manganičitý našel široké uplatnění při výrobě baterií a galvanických článků – chemických zdrojů elektrického proudu, které jsou obvykle založeny na interakci dvou kovů nebo jejich oxidů v elektrolytu. Používá se také pro:
- Tvorba katalyzátorů – chemikálií, které urychlují reakci, ale nejsou její součástí. Živým příkladem je hopkalit. Plní další kazety do plynových masek na ochranu před oxidem uhelnatým.
- Tvorba látek, jako je manganová sůl a manganistan draselný - tmavě fialové, téměř černé krystaly, které po rozpuštění ve vodě vedou ke vzniku jasně karmínové kapaliny. Vzorec – KMnO4.
- Změna barvy zelených skel.
- Výroba olejů a laků v průmyslu barev a laků.
- Pro úpravu chromové kůže v kožedělném průmyslu.
Je zajímavé, že vědci zjistili, že kousky pyrolusitu z jeskyně Peche de Laze v jižní Francii se skládají z čistého oxidu manganičitého. Předpokládá se, že neandrtálci, kteří žili před 350-600 tisíci lety, jej používali jako katalyzátor a okysličovadlo pro spalovací a oxidační reakce.
Manganistan (manganistan draselný)
Mnoho lidí tuto látku zná. Nicméně, ojeho aplikace - o něco později. Je důležitější poznamenat, že mnoho OVR kyseliny manganité (oxidačně-redukční reakce) probíhá pomocí manganistanu.
Je to kvůli jeho výjimečným chemickým vlastnostem. V závislosti na vodíkovém indexu (pH) roztoku tvořeného manganistanem mohou být různé látky oxidovány s redukcí na sloučeniny mnoha oxidačních stavů.
Příkladů je mnoho. V kyselém prostředí bude probíhat redukce na sloučeniny manganu (II), v neutrálním prostředí bude rovna (IV) a v silně alkalickém prostředí - (VI). Tady je to, jak to vypadá:
- Kyselé: 2KMnO4 +5K2SO3 + 3H2SO4 → 6K2SO4 + 2MnSO4 +3N2O.
- B neutrální: 2KMnO4 + 3K2SO3 + H 2O → 3K2SO4 + 2MnO2 + 2 KOH.
- B alkalické: 2KMnO4 + K2SO3 + 2KOH → K 2SO4 + 2K2MnO4 + H 2Ach. Tato reakce v této formě probíhá při nedostatku redukčního činidla a v přítomnosti vysoce koncentrované alkálie. Takové podmínky zpomalují hydrolýzu.
Za zmínku stojí, že látka exploduje při kontaktu s koncentrovanou kyselinou sírovou. Ale pokud je manganistan opatrně kombinován s touto chladnou látkou, vzniká nestabilní oxid manganu.
Použití manganistanu draselného
Manganistan dotyčné látky másilný antiseptický účinek. V medicíně se používají zvláště zředěné roztoky o koncentraci 0,1%, které používám k léčbě popálenin, kloktání a omývání ran. Je také účinným emetikem při otravě alkonidy, jako je akonitin a morfin. Pouze v takových případech použijte méně koncentrovaný roztok, zředěný na 0,02-0,1 %.
Farmakologické působení je atypické. Při kontaktu roztoku s organickými látkami se uvolňuje atomární kyslík. Oxid, který je jeho součástí, tvoří s bílkovinami sloučeniny jako albumináty. V malých koncentracích působí svíravě, ve velkých koncentracích dráždí, opalují a poleptají. Konečný efekt proto závisí na tom, jak je manganistan kyseliny manganičité zředěn – silně nebo slabě.
Další aplikace
Manganistan draselný je ve skutečnosti látka, která se aktivně využívá v různých oblastech. Kromě medicíny se jedná o:
- Při mytí laboratorního skla. Vynikající pro odstranění tuků a organické hmoty.
- V pyrotechnice jako oxidační činidlo.
- Při stanovení oxidovatelnosti manganistanu v procesu hodnocení kvality vody podle GOST 2761-84 (Kubelova metoda).
- Při tónování fotek.
- Pro moření dřeva. Kapalina se používá jako skvrna (látka, která dává barvu).
- Pro riskantní odstranění tetování. Tekutina spálí kůži a tkáně s barvou odumírají. Bolí to a jizvy stále zůstávají.
- B jakooxidační činidlo v procesu tvorby para- a metaftalových kyselin.
Nakonec bych chtěl učinit výhradu, že manganistan draselný je zahrnut na čtvrtém seznamu prekurzorů ruského Stálého výboru pro kontrolu drog.
