# Kaliumpermanganat

Kaliumpermanganat (KMnO$_4$) ist das Kaliumsalz der im freien Zustand nicht vorkommenden Permangansäure HMnO$_4$. Kaliumpermanganat ist ein metallisch glänzender, fast schwarz erscheinender kristalliner Feststoff und ein starkes Oxidationsmittel. Das trockene, nicht allzu feine Pulver aus eher spitzwinkeligen Kristallen schimmert mehr grünlich als violett. Feinster Staub, Abrieb – der Strich, an rauen Flächen anhaftende oder in poröse Materialien eingedrungene Spuren erscheinen wie durch Spuren von Wasser angelöste Teile dunkelviolett. Für die intensive Färbung des Salzes und seiner Lösung ist ausschließlich das Permanganat als Kristallgitterbaustein bzw. Anion verantwortlich. Die Farbe ist auf Charge-Transfer-Übergänge zurückzuführen. In Permanganaten liegt das Mangan in seiner höchsten Oxidationsstufe +VII vor.

## Eigenschaften

Kaliumpermanganat bildet dunkle rot-violett glänzende Kristalle, die mäßig in Wasser löslich sind und schon in geringer Konzentration eine intensiv violette Lösung ergeben. Kristallines Kaliumpermanganat ist bei Raumtemperatur stabil, seine wässrige Lösung zersetzt sich aber mit der Zeit zu Mangan(IV)-oxid und Sauerstoff. Es kristallisiert orthorhombisch, Raumgruppe Pnma (Raumgruppen-Nr. 62)Vorlage:Raumgruppe/62, mit den Gitterparametern a = 9,128 Å, b = 5,728 Å, c = 7,436 Å.
Da im Permanganat-Anion das Mangan in seiner höchsten Oxidationsstufe vorliegt, tritt es in Redoxreaktionen als ein sehr starkes Oxidationsmittel auf. So oxidiert Kaliumpermanganat z. B. Salzsäure zu Chlorgas und stellt damit eine Labormethode zur Darstellung von Chlor dar:
    ${\ce {2MnO4^- + 10Cl- + 16H3O+ -> 2Mn^{2}+ + 5Cl2 ^ + 24H2O}}$
Des Weiteren oxidiert es beispielsweise Sulfite und Sulfide zu Sulfaten, Fe(II)- zu Fe(III)-Ionen, Alkohole zu Aldehyden. Es kann auch die Zersetzung organischer Substanzen verursachen.
Kaliumpermanganat zeigt keinen Schmelzpunkt. Es zersetzt sich ab 240 °C zu grünem Kaliummanganat (Kaliummanganat(VI), K$_2$MnO$_4$), Braunstein (MnO$_2$), Kaliumoxid (K$_2$O) und Sauerstoff (O$_2$): Dadurch ist Kaliumpermanganat brandfördernd.
    ${\ce {10KMnO4 -> 3K2MnO4 + 7MnO2 + 2K2O + 6O2 ^}}$
Bei noch höheren Temperaturen zerfällt auch das Kaliummanganat:
    ${\ce {2K2MnO4 -> 2MnO2 + 2K2O + O2 ^}}$
Schema der Redoxreaktion von Sulfit mit Permanganat:
| ${\ce {Oxidation:}}$ | $\mathrm {{\overset {\underset {+IV}}{\ S}}O_{3}^{2-}+3\ H_{2}O}$ | ${\ce {->}}$ | $\mathrm {{\overset {\underset {+VI}}{\ S}}O_{4}^{2-}+2\ e^{-}+2\ H_{3}O^{+}}$ | $\mathrm {|\cdot 5}$ |
| ${\ce {Reduktion:}}$ | $\mathrm {{\overset {\underset {+VII}}{Mn}}O_{4}^{-}+5\ e^{-}+8\ H_{3}O^{+}}$ | ${\ce {->}}$ | $\mathrm {\ {\overset {\underset {+II}}{Mn}}^{2+}+12\ H_{2}O}$ | $\mathrm {|\cdot 2}$ |
| ${\ce {Redox:}}$ | ${\ce {5SO3^{2}- + 2MnO4^- + 6H3O+}}$ | ${\ce {->}}$ | ${\ce {5SO4^{2}- + 2Mn^{2}+ + 9H2O}}$ |
Als Komplex mit Kronenethern kann Kaliumpermanganat auch in unpolaren organischen Lösungsmitteln wie Benzol oder Toluol gelöst werden, was in der organischen Synthesechemie ausgenutzt wird.

## Herstellung

Die technische Herstellung geht von Mangandioxid MnO$_2$ aus, das mit hochkonzentrierter Kalilauge und Luftsauerstoff bei 250 °C zum grün gefärbten Kaliummanganat(VI) K$_2$MnO$_4$ reagiert. Dieses wird elektrochemisch zu Kaliumpermanganat weiterverarbeitet (anodische Oxidation) und kommt kristallin in den Handel.
Im Labor ist eine gezielte zweistufige Synthese möglich, bei der MnO$_2$ in stark basischem Milieu zuerst (durch z. B. KClO$_3$) zu K$_2$MnO$_4$ oxidiert und anschließend nach dem Disproportionierungsgleichgewicht in KMnO$_4$ und MnO$_4$$^{4−}$ überführt wird, welches durch anschließende Hydrolyse in MnO$_2$ und OH$^−$ zerfällt und durch Einleiten von CO$_2$ oder die Zugabe verdünnter Schwefelsäure neutralisiert wird.
    ${\ce {3MnO2 + KClO3 + 6KOH -> 3K2MnO4 + KCl + 3H2O}}$
Disproportionierung:
    ${\ce {3MnO4^{2-}<=> 2MnO4- + MnO4^{4-}( + 2H2O -> 2MnO4- + MnO2 + 4OH^{-})}}$
Durch die Neutralisation wird das Gleichgewicht auf die rechte Seite verschoben, da sich ausfallendes Mangan(IV)-oxid nicht mehr im basischen Milieu lösen kann, was die Ausbeute an Kaliumpermanganat steigert.
    ${\ce {3K2MnO4 + 2CO2 + 2H2O -> 2KMnO4 + MnO2 + 2K2CO3 + 2H2O}}$
Anstatt der durch die Einleitung des CO$_2$ resultierenden Kohlensäure kann auch die äquivalente Menge verdünnter Schwefelsäure verwendet werden.

## Verwendung

Wegen der stark oxidierenden Wirkung wird Kaliumpermanganat in einer Vielzahl von Anwendungen eingesetzt:
* Allgemein wird es als Desinfektionsmittel, Deodorant und Algizid verwendet.
* In der quantitativen chemischen Analyse (Oxidimetrie, Manganometrie, eine Redoxtitration) wird es zur Bestimmung einer Vielzahl von Substanzen (beispielsweise Eisen, Nitrit, Oxalat, reduzierende Zucker und indirekt auch Calcium) eingesetzt; hierbei wird der Endpunkt der Bestimmung durch eine bleibende Violettfärbung angezeigt. Im Labor wird alkalische Kaliumpermanganatlösung auch zur Reinigung von Glasgeräten verwendet.
* In der Analogfotografie dient es zum Nachweis von Fixiersalz (Natriumthiosulfat) und als Abschwächer von überbelichteten Bildern; dabei wird das Silber oxidiert.
* Es wird zum Bleichen von Naturschwämmen verwendet, um die typische weißgelbe Farbe zu bekommen. Als Fungizid und Bakterizid ist Kaliumpermanganat zur Behandlung von Obstbäumen, Olivenbäumen und Reben laut EWG-Verordnung auch für den ökologischen Landbau zugelassen.
* Beim Auftropfen von Glycerin auf einen Überschuss des Salzes entzündet sich das Gemisch nach einigen Sekunden bis Minuten und verbrennt mit charakteristischer violetter Flamme. Diese zeitlich verzögert auftretende Reaktion wurde wegen der starken Hitze zum Start von Thermitreaktionen benutzt. Mischungen mit Magnesium- oder Aluminiumpulver reagieren explosionsartig unter grellem Lichtblitz. Mit Glycerin, Ethylenglycol, Mannit, Acetaldehyd und zahlreichen anderen Stoffen erfolgt Selbstzündung.
* Eine mengenmäßig wichtige Anwendung von Kaliumpermanganat erfolgt bei der Herstellung von Saccharin.
* In der organischen Chemie kann Kaliumpermanganat zur Dihydroxylierung von Alkenen genutzt werden. Da es dazu neigt, die gebildeten 1,2-Diole weiterzuoxidieren, sind die Ausbeuten meist schlechter als beispielsweise bei Dihydroxylierung mit Osmium(VIII)-oxid. Allerdings ist Kaliumpermanganat deutlich preiswerter und wesentlich weniger gesundheitsgefährdend, sodass es bei einfachen Synthesen weiterhin zum Einsatz kommt.
* Um Cinnamoylkokain und andere Verunreinigungen aus der Cocapaste zu entfernen, wird Kaliumpermanganat auch bei der Herstellung von Kokain verwendet. Daher ist es in Deutschland im Grundstoffüberwachungsgesetz in der Kategorie 2 aufgelistet; somit sind Herstellung, Ein-, Ausfuhr und Handel ab einer Menge von 100 kg registrierungspflichtig.
* Eine weitere Verwendung findet sich im Beizen von Holz.
* Große Mengen werden beim Bleichen (Oxidieren) von Jeans-Farbe verwendet, um einen Vintage-Look zu kreieren.
* In der Medizin wird Kaliumpermanganatlösung als Adstringens und Desinfektionsmittel zur äußerlichen Behandlung der Haut, u. a. bei Fußpilz oder Windeldermatitis, eingesetzt (ATC-Code D08AX06). In der Notfall-Toxikologie wird burgunderfarbene Kaliumpermanganatlösung (ca. 0,1 %) für Magenspülungen bei Vergiftungen nach oraler Aufnahme oxidierbarer Gifte eingesetzt.
* Ebenso findet es Verwendung bei der Therapie von parasitären Fischkrankheiten.
* Kaliumpermanganat zerstört Geruchsstoffe und wirkt bakterientötend.
* Bei der Fettsäureherstellung durch Paraffinoxidation wurde Kaliumpermanganat als Oxidationsmittel verwendet.
* Kaliumpermanganat zersetzt Wasserstoffperoxid katalytisch, wobei große Mengen Sauerstoffgas entstehen. Dieses kann zum Antrieb von Turbinen, wie bei der A4-Rakete oder für Verbrennungsmotoren in U-Booten genutzt werden.

## Historisches

Kaliumpermanganat wurde zuerst 1659 durch Johann Rudolf Glauber beschrieben. Kaliumpermanganatlösung kam früher als Condy's Fluid durch Henry Bollmann Condy (1826–1907) in den Handel und diente zum Desinfizieren und Bleichen. Die Fotografen früherer Zeit verwendeten Kaliumpermanganat als Bestandteil von Blitzlichtpulvern. Kaliumpermanganat wurde zum Gurgeln bei Halsschmerzen verwendet und im Fleischereigewerbe, um verdorbenem Fleisch den Geruch zu nehmen und es wieder genießbar erscheinen zu lassen. Des Weiteren färbt sich die Haut nach Kontakt mit Kaliumpermanganatlösung durch Abscheidung von Braunstein braun; deshalb wurden solche Lösungen auch gezielt als Bräunungsmittel eingesetzt.
* KMnO$_4$-Kristalle
* KMnO$_4$ in wässriger Lösung

## Sicherheitshinweise

Kaliumpermanganat hat die Wassergefährdungsklasse 3 (stark wassergefährdend), was neben seiner Oxidationswirkung bei der Entsorgung von Permanganatresten zu beachten ist. Kaliumpermanganat ist von nur geringer akuter Toxizität (LD$_{50}$(Ratte, oral) = 750 mg/kg), besitzt durch seine stark oxidierende Wirkung jedoch eine ausgeprägte Reizwirkung auf lebendes Gewebe, so dass es leicht zu Verätzungen kommt. Jeglicher Kontakt jenseits der medizinischen Anwendung oder gar orale Aufnahme ist also zu verhindern. Permanganatstäube verursachen am Auge eine Trübung der Hornhaut.
Die Verfärbung der Haut selbst, die bei Kontakt auftritt, ist hingegen harmlos und wird durch bei der Reduktion des Permanganats entstehenden Braunstein verursacht. Größere verfärbte Areale lassen sich durch Lösungen von Sulfiten wieder entfärben.
Infolge seiner stark oxidierenden Wirkung reagiert Kaliumpermanganat mit vielen reduzierend wirkenden bzw. brennbaren Stoffen teils sehr heftig; es kann Selbstentzündung eintreten. Mischungen mit solchen Stoffen, die nicht zu spontaner Reaktion führen, sind extrem feuergefährlich und reagieren dann unter Umständen explosionsartig.
Auf Vorschlag der französischen Chemikalienbehörde wurde 2016 die chemikalienrechtliche Einstufung von Kaliumpermanganat überarbeitet. Die französische Behörde beantragte die Einstufung als reproduktionstoxisch Repr 1B. Der Ausschuss für Risikobewertung (RAC) der Europäischen Chemikalienagentur (ECHA) folgte dem Antrag nur teilweise und hat am 9. Dezember 2016 die Einstufung für Kaliumpermanganat wie folgt ergänzt: Kaliumpermanganat wird als reproduktionstoxisch Repr 2 eingestuft. Der zusätzliche Warnhinweis wurde festgelegt auf H361d. Diese Einstufung des RAC muss noch von der EU-Kommission in geltendes Recht umgesetzt werden aber sie stellt mit der Veröffentlichung den Stand des Wissens dar, der von Unternehmen und Behörden berücksichtigt werden muss.
Kaliumpermanganat wurde 2017 von der EU gemäß der Verordnung (EG) Nr. 1907/2006 (REACH) im Rahmen der Stoffbewertung in den fortlaufenden Aktionsplan der Gemeinschaft (CoRAP) aufgenommen. Hierbei werden die Auswirkungen des Stoffs auf die menschliche Gesundheit bzw. die Umwelt neu bewertet und ggf. Folgemaßnahmen eingeleitet. Ursächlich für die Aufnahme von Kaliumpermanganat waren die Besorgnisse bezüglich Verbraucherverwendung und Exposition empfindlicher Bevölkerungsgruppen sowie der möglichen Gefahr durch reproduktionstoxische Eigenschaften. Die Neubewertung fand ab 2017 statt und wurde von Frankreich durchgeführt. Anschließend wurde ein Abschlussbericht veröffentlicht.