Перманганат калия

Пермангана́т ка́лия (, распространённое название в быту — марганцо́вка) — марганцовокислый калий, калиевая соль марганцовой кислоты. Химическая формула — KMnO4. Представляет собой тёмно-фиолетовые, почти чёрные кристаллы, при растворении в воде образующие ярко окрашенный раствор цвета фуксии.

Физические свойства 
Внешний вид: тёмно-фиолетовые кристаллы с металлическим блеском. Показатель преломления составляет 1,59 (при 20 °C).

Растворяется в воде (см. таблицу), жидком аммиаке, ацетоне (2:100), метаноле, пиридине.

Термодинамические свойства

Химические свойства 

Является сильным окислителем. В зависимости от pH раствора окисляет различные вещества, восстанавливаясь до соединений марганца разной степени окисления. В кислой среде — до соединений марганца(II), в нейтральной — до соединений марганца(IV), в сильно щелочной — до соединений марганца(VI). Примеры реакций приведены ниже (на примере взаимодействия с сульфитом калия):
 в кислой среде:
 2KMnO4 + 5K2SO3 + 3H2SO4 -> 6K2SO4 + 2MnSO4 + 3H2O;
 в нейтральной среде:
 2KMnO4 + 3K2SO3 + H2O -> 3K2SO4 + 2MnO2 + 2KOH;
 в щелочной среде:
 2KMnO4 + K2SO3 + 2KOH -> K2SO4 + 2K2MnO4 + H2O.

Однако последняя реакция (в щелочной среде) идёт по указанной схеме только при недостатке восстановителя и высокой концентрации щёлочи, которая обеспечивает замедление гидролиза манганата калия.

При соприкосновении с концентрированной серной кислотой перманганат калия взрывается, однако при аккуратном соединении с холодной кислотой реагирует с образованием неустойчивого оксида марганца(VII):
 2KMnO4 + H2SO4 -> K2SO4 + Mn2O7 + H2O.
При этом в качестве промежуточного продукта может образовываться интересное соединение — оксосульфат марганца MnO3HSO4. По реакции с фторидом иода(V) можно получить аналогичный оксофторид:
 KMnO4 + IF5 -> KF + IOF3 + MnO3F.

При нагревании разлагается с выделением кислорода (этим способом пользуются в лаборатории для получения чистого кислорода). Схему реакции упрощённо можно представить уравнением:
 2KMnO4 ->[^\circ t] K2MnO4\ + MnO2\ + O2.
На самом деле реакция идёт намного сложнее, например, при не очень сильном нагревании её можно примерно описать уравнением:
 5KMnO4 ->[^\circ t] K2MnO4\ + K3MnO4\ + 3MnO2\ + 3O2.

Реагирует с солями двухвалентного марганца, например:
 2KMnO4 + 3MnSO4 + 2H2O -> 5MnO2 + K2SO4 + 2H2SO4.

Эта реакция в принципе обратна дисмутации (диспропорционирование) K2MnO4 на MnO2 и KMnO4.

Окисляет органические вещества. В частности, разбавленные растворы перманганата калия в щелочной и нейтральной среде окисляют алкены до диолов (реакция Вагнера):

Водные растворы перманганата калия термодинамически нестабильны, но кинетически довольно устойчивы. Их сохранность резко повышается при хранении в темноте.

При смеси с пероксидом водорода протекает следующая реакция:
 2KMnO4 +3H2O2 -> 2MnO2 + 3O2 ^ + 2H2O + 2KOH.

Перманганат калия реагирует с концентрированной соляной, бромоводородной или иодоводородной кислотой. В результате выделяются свободные галогены:
 2KMnO4 + 16HCl -> 2KCl + 2MnCl2 + 5Cl2 ^ + 8H2O
Во время химической реакции хлорид-анион Cl^{-} окисляется до элементарного хлора, а ион Mn^{7+} в перманганат-анионе восстанавливается до катиона Mn^{2+}:
 2Cl^{-} -> Cl2 ^
 Mn^{7+} -> Mn^{2+}

Применение 
Применение этой соли чаще всего основано на высокой окисляющей способности перманганат-иона, обеспечивающей антисептическое действие.

Медицинское применение 

Разбавленные растворы (около 0,1 %) перманганата калия нашли широчайшее применение в медицине как антисептическое средство, для полоскания горла, промывания ран, обработки ожогов. В качестве рвотного средства для приёма внутрь при отравлениях морфином, аконитином и некоторыми другими алкалоидами используют разбавленный (0,02—0,1 %) раствор перманганата калия.

Фармакологическое действие 
Антисептическое средство. При соприкосновении с органическими веществами выделяет атомарный кислород. Образующийся при восстановлении препарата оксид образует с белками комплексные соединения — альбуминаты (за счёт этого калия перманганат в малых концентрациях оказывает вяжущее, а в концентрированных растворах — раздражающее, прижигающее и дубящее действие). Обладает также дезодорирующим эффектом. Эффективен при лечении ожогов и язв. Способность калия перманганата обезвреживать некоторые яды лежит в основе использования его растворов для промывания желудка при отравлениях неизвестным ядом и пищевых токсикоинфекциях. При попадании внутрь всасывается, оказывая действие (приводит к развитию метгемоглобинемии).

Показания 
Смазывание язвенных и ожоговых поверхностей — инфицированные раны, язвы и ожоги кожи. Полоскание полости рта и ротоглотки — при инфекционно-воспалительных заболеваниях слизистой оболочки полости рта и ротоглотки (в том числе при ангинах). Для промывания и спринцеваний при гинекологических и урологических заболеваниях — кольпиты и уретриты. Для промываний — желудка при отравлениях, вызванных приёмом внутрь алкалоидов (морфин, аконитин, никотин), синильной кислотой, фосфором, хинином; кожи — при попадании на неё анилина; глаз — при поражении их ядовитыми насекомыми.

Противопоказания 
Гиперчувствительность.

При передозировке: резкая боль в полости рта, по ходу пищевода, в животе, рвота, диарея; слизистая оболочка полости рта и глотки — отёчная, тёмно-коричневого, фиолетового цвета, возможен отёк гортани, развитие механической асфиксии, ожогового шока, двигательного возбуждения, судорог, явлений паркинсонизма, геморрагического колита, нефропатии, гепатопатии. При пониженной кислотности желудочного сока возможно развитие метгемоглобинемии с выраженным цианозом и одышкой. Смертельная доза для детей — около , для взрослых — .

Лечение: метиленовый синий ( 1 % раствора), аскорбиновая кислота (внутривенно —  5 % раствора), цианокобаламин — до , пиридоксин (внутримышечно —  5 % раствора).

Способ применения и дозы 
В водных растворах для промывания ран (), для полоскания рта и горла (), для смазывания язвенных и ожоговых поверхностей (), для спринцевания () в гинекологической и урологической практике, а также промывания желудка при отравлениях.

Предосторожности 
Активно взаимодействует при нагреве и даже при комнатной температуре с большинством восстановителей, например, органическими веществами (сахарозой, танинами, глицерином и многими другими), легкоокисляющимися веществами, поэтому при смешивании происходит саморазогревание, что иногда вызывает самовоспламенение смеси (с концентрированным раствором глицерина, или безводным — всегда) и может привести к взрыву.

Очень опасно растирание сухого перманганата калия с органическими веществами и порошками активных металлов и неметаллов (кальцием, алюминием, магнием, фосфором, серой и др.) — весьма вероятен взрыв.

Другие сферы применения 
 1—2%-й раствор используется садоводами для протравливания семян перед посадкой
 Применяется для определения перманганатной окисляемости при оценке качества воды согласно ГОСТ 2761-84 по методу Кубеля.
 Щелочной раствор перманганата калия хорошо отмывает лабораторную посуду от жиров и других органических веществ.
 Растворы (концентрации примерно 3 г/л) широко применяются при тонировании фотографий.
 В пиротехнике применяют в качестве сильного окислителя.
 Применяют в качестве катализатора разложения перекиси водорода в жидкостных ракетных двигателях.
 Водный раствор перманганата калия используется для травления дерева, в качестве морилки.
 Водный раствор применяется также для выведения татуировок. Результат достигается посредством химического ожога, при котором отмирают ткани, в которых содержится красящее вещество. Данный метод немногим отличается от простого срезания кожи, обычно он менее эффективен и более неприятен, так как ожоги заживают намного дольше. Татуировка не удаляется полностью, на её месте остаются шрамы.
 Перманганат калия или бихромат натрия используются в качестве окислителя при получении мета- и парафталевых кислот из мета- и параксилолов, соответственно (см. Терефталевая кислота).
 Перманганат калия является прекурсором в синтезе мефедрона и меткатинона (эфедрона)

Получение 
Химическое или электрохимическое окисление соединений марганца, диспропорционирование манганата калия. Например:
 2MnO2 + 3Cl2 + 8KOH -> 2KMnO4 + 6KCl + 4H2O,
 2K2MnO4 + Cl2 -> 2KMnO4 + 2KCl,
 3K2MnO4 + 2H2O -> 2KMnO4 + MnO2 + 4KOH,
 2K2MnO4 + 2H2O -> 2KMnO4 + H2 ^ + 2KOH.
Последняя реакция происходит при электролизе концентрированного раствора манганата калия и эндотермична, она является основным промышленным способом получения перманганата калия.

Ограничение на покупку 
Входит в IV список прекурсоров ПККН в России (допускается исключение некоторых мер контроля).

14 июня 2013 года на Украине был признан прекурсором и внесён в список наркотических веществ.

Примечания

Литература

Ссылки 

 International Chemical Safety Card 0672

Соединения калия
калия
Антисептики и дезинфицирующие средства
Прекурсоры, оборот которых ограничен в РФ (Список IV)
Окислители
Абортивные средства
Фармпрепараты, содержащие марганец