पोटेशियम परमैंगनेट (KMNO4): संरचना, गुण - रसायन विज्ञान - 2025

पोटेशियम परमैंगनेट (KMnO ₄₎ एक अकार्बनिक मैंगनीज से मिलकर यौगिक है - धातु संक्रमण समूह 7 (VIIB) -, ऑक्सीजन और पोटेशियम। यह एक गहरे बैंगनी रंग का ठोस ठोस पदार्थ है। इसके जलीय घोल भी गहरे बैंगनी रंग के होते हैं; ये घोल कम बैंगनी हो जाते हैं क्योंकि वे बड़ी मात्रा में पानी में पतला होते हैं।

केएमएनओ ₄ तब निम्न क्रम में रंगों के एक उत्तराधिकार में कटौती (इलेक्ट्रॉनों को प्राप्त करना) से गुजरना शुरू करता है: बैंगनी> नीला> हरा> पीला> रंगहीन (एमएनओ _{2 के} भूरा अवक्षेपण के साथ)। यह प्रतिक्रिया पोटेशियम परमैंगनेट की एक महत्वपूर्ण संपत्ति को प्रदर्शित करती है: यह एक बहुत मजबूत ऑक्सीकरण एजेंट है।

सूत्र

इसका रासायनिक सूत्र KMnO _{4 है}; यही है, प्रत्येक K ⁺ उद्धरण के लिए एक MnO ₄ आयन है ^- इसके साथ बातचीत

रासायनिक संरचना

ऊपरी छवि KMnO ₄ की क्रिस्टलीय संरचना का प्रतिनिधित्व करती है, जो ऑर्थोरोम्बिक प्रकार की है। बैंगनी रंग के गोले K ⁺ cations के अनुरूप होते हैं, जबकि टेट्राहेड्रोन चार लाल क्षेत्रों द्वारा निर्मित होते हैं और नीले रंग के गोले MnO _{4 के} अनुरूप होते हैं ^- आयनों ।

आयनों में टेट्राहेड्रल ज्यामिति क्यों होती है? आपकी लुईस संरचना इस सवाल का जवाब देती है। बिंदीदार रेखाओं का मतलब है कि डबल बांड Mn और O के बीच प्रतिध्वनित हो रहे हैं। इस संरचना को अपनाने के लिए, धातु केंद्र में sp ³ संकरण होना चाहिए ।

चूंकि मैंगनीज में इलेक्ट्रॉनों के अनसेकेडेड जोड़े का अभाव होता है, इसलिए Mn-O बॉन्ड को एक ही विमान में नहीं धकेला जाता है। इसी तरह, नकारात्मक चार्ज को चार ऑक्सीजन परमाणुओं के बीच वितरित किया जाता है, जो क्रिस्टलीय व्यवस्था के भीतर K ⁺ cations के उन्मुखीकरण के लिए जिम्मेदार होता है।

अनुप्रयोग

दवा और पशु चिकित्सा

इसकी जीवाणुनाशक कार्रवाई के कारण, यह कई बीमारियों और स्थितियों में उपयोग किया जाता है जो त्वचा के घावों का कारण बनते हैं, जैसे: कवक पैर संक्रमण, आवेगी, सतही घाव, जिल्द की सूजन और उष्णकटिबंधीय अल्सर।

इसकी हानिकारक कार्रवाई के कारण, पोटेशियम परमैंगनेट को कम सांद्रता (1: 10,000) पर इस्तेमाल किया जाना चाहिए, जो इसकी कार्रवाई की प्रभावशीलता को सीमित करता है।

यह एक्वैरियम में मछली के परजीवी के इलाज के लिए भी उपयोग किया जाता है जो गिल संक्रमण और त्वचा के अल्सर का कारण बनता है।

जल उपचार

यह एक रासायनिक पुनर्योजी है जिसका उपयोग लोहे, मैग्नीशियम और हाइड्रोजन सल्फाइड (एक अप्रिय गंध के साथ) को पानी से निकालने के लिए किया जाता है, और इसका उपयोग अपशिष्ट जल को शुद्ध करने के लिए किया जा सकता है।

आयरन और मैग्नीशियम उनके पानी-अघुलनशील ऑक्साइड के रूप में अवक्षेपित होते हैं। इसके अलावा, यह पाइप में मौजूद जंग को हटाने में मदद करता है।

फलों का संरक्षण

पोटेशियम परमैंगनेट अपने भंडारण के दौरान केले में उत्पन्न एथिलीन को ऑक्सीकरण द्वारा हटा देता है, जिससे यह कमरे के तापमान पर भी 4 सप्ताह से अधिक समय तक अनियंत्रित रहता है।

अफ्रीका में वे इसका उपयोग सब्जियों को भिगोने के लिए करते हैं, ताकि किसी भी जीवाणु एजेंट को बेअसर और खत्म किया जा सके।

आग पर कार्रवाई

पोटेशियम परमैंगनेट का उपयोग आग के प्रसार को सीमित करने के लिए किया जाता है। आग शुरू करने के लिए परमैंगनेट की क्षमता के आधार पर, जंगल की आग में अग्निशमन बनाने के लिए इसका उपयोग किया जाता है।

रिडॉक्स टाइटेंट

विश्लेषणात्मक रसायन विज्ञान में, इसके मानकीकृत जलीय घोल का उपयोग रेडॉक्स निर्धारण में ऑक्सीकरण करने वाले टाइट्रेंट के रूप में किया जाता है।

कार्बनिक संश्लेषण में अभिकर्मक

यह अल्केन्स को डॉयल में बदलने का कार्य करता है; अर्थात्, दो OH समूहों को C = C डबल बांड में जोड़ा जाता है। निम्नलिखित रासायनिक समीकरण:

इसी तरह, क्रोमिक एसिड (एच ₂ सीआरओ ₄) के साथ सल्फ्यूरिक एसिड समाधान में इसका उपयोग प्राथमिक अल्कोहल (आर-ओएच) के ऑक्सीकरण के लिए कार्बोक्जिलिक एसिड (आर-सीओओएच या आरसीओ ₂ एच) के लिए किया जाता है।

इसकी ऑक्सीकरण शक्ति सुगंधित यौगिकों के प्राथमिक या द्वितीयक अल्काइल समूहों को ऑक्सीकरण करने के लिए पर्याप्त मजबूत है, उन्हें "कार्बोक्लेटिंग"; वह है, R साइड चेन (जैसे, CH ₃) को COOH ग्रुप में बदलना ।

ऐतिहासिक उपयोग

यह फोटोग्राफी में फ्लैश के रूप में या थर्माइट प्रतिक्रिया शुरू करने के लिए इस्तेमाल किए जाने वाले पाउडर का हिस्सा था।

दिन के दौरान सफेद घोड़ों के छलावरण के लिए द्वितीय विश्व युद्ध में इसका इस्तेमाल किया गया था। इसके लिए उन्होंने मैंगनीज डाइऑक्साइड (MnO ₂) का उपयोग किया, जो कि भूरे रंग का है; इस तरह वे किसी का ध्यान नहीं गए।

यह कैसे किया जाता है?

खनिज पाइरोलाइट में मैंगनीज डाइऑक्साइड (MnO ₂) और पोटेशियम कार्बोनेट (CaCO ₃) शामिल हैं।

1659 में रसायनज्ञ जोहान आर। ग्लॉबर ने खनिज को पिघलाया और पानी में घोल दिया, जिससे समाधान में हरे रंग की उपस्थिति दिखाई दी, जो बाद में बैंगनी और अंत में लाल रंग में बदल गई। यह अंतिम रंग पोटेशियम परमैंगनेट की पीढ़ी के अनुरूप था।

उन्नीसवीं सदी के मध्य में हेनरी कोन्डी एक एंटीसेप्टिक उत्पाद की तलाश में था और शुरू में NaOH के साथ पाइरोलाइट का इलाज किया और बाद में KOH के साथ, तथाकथित कॉनडी क्रिस्टल का उत्पादन किया; वह है, पोटेशियम परमैंगनेट।

पोटेशियम परमैंगनेट औद्योगिक रूप से खनिज पाइरोसाइट में मौजूद मैंगनीज डाइऑक्साइड से निर्मित होता है। खनिज में मौजूद MnO ₂ पोटेशियम हाइड्रॉक्साइड के साथ प्रतिक्रिया करता है और बाद में ऑक्सीजन की उपस्थिति में गर्म होता है।

2 MnO ₂ + 4 KOH + O ₂ => 2 K ₂ MnO ₄ + 2 H ₂ O

पोटेशियम मैंगनीट (K ₂ MnO ₄) एक क्षारीय माध्यम में इलेक्ट्रोलाइटिक ऑक्सीकरण द्वारा पोटेशियम परमैंगनेट में परिवर्तित हो जाता है।

2 K ₂ MnO ₄ + 2 H ₂ O => 2 KMnO ₄ + 2 KOH + H ₂

पोटेशियम परमैंगनेट का उत्पादन करने के लिए एक अन्य प्रतिक्रिया में, पोटेशियम मैंगनीज को सीओ _{2 के} साथ प्रतिक्रिया किया जाता है, जिससे विघटन प्रक्रिया में तेजी आती है:

3 के ₂ एमएनओ ₄ + 2 सीओ ₂ => 2 केएमएनओ ₄ + एमएनओ ₂ + के ₂ सीओ ₃

MnO ₂ (मैंगनीज डाइऑक्साइड) की पीढ़ी के कारण प्रक्रिया प्रतिकूल है, KOH को K ₂ CO ₃ से उत्पन्न करना है ।

गुण

यह एक बैंगनी क्रिस्टलीय ठोस है जो 240 whichC में पिघलता है, जिसका घनत्व 2.7 g / mL है, और लगभग 158 g / mol का आणविक भार है।

यह पानी में खराब घुलनशील है (6.4 poor / 100 मिलीलीटर 20,C पर), जो इंगित करता है कि पानी के अणु काफी हद तक MnO ₄ ^- आयनों में नहीं घुलते हैं, क्योंकि शायद उनके टेट्राहेड्रल ज्यामिति को बहुत अधिक पानी की आवश्यकता होती है इसका विघटन। इसी तरह, यह मिथाइल अल्कोहल, एसीटोन, एसिटिक एसिड और पाइरीडीन में भी घुल सकता है।

सड़न

यह 240,C पर विघटित होता है, ऑक्सीजन छोड़ता है:

2KMnO ₄ => K ₂ MnO ₄ + MnO ₂ + O ₂

यह शराब और अन्य कार्बनिक सॉल्वैंट्स की कार्रवाई के साथ-साथ मजबूत एसिड और कम करने वाले एजेंटों की कार्रवाई से अपघटन से गुजर सकता है।

ऑक्सीकरण शक्ति

इस नमक में, मैंगनीज अपनी उच्चतम ऑक्सीकरण स्थिति (+7) प्रदर्शित करता है, या इलेक्ट्रॉनों की अधिकतम संख्या के बराबर है जो इसे आयनिक रूप से खो सकता है। बदले में, मैंगनीज का इलेक्ट्रॉन विन्यास 3 डी ⁵ 4 एस ^{2 है}; इसलिए, पोटेशियम परमैंगनेट में मैंगनीज परमाणु के पूरे घाटी खोल "खाली" है।

इसलिए मैंगनीज परमाणु में इलेक्ट्रॉनों को प्राप्त करने की स्वाभाविक प्रवृत्ति है; यह क्षारीय या अम्लीय मीडिया में अन्य ऑक्सीकरण राज्यों को कम किया जा सकता है। यह स्पष्टीकरण है कि केएमएनओ ₄ एक शक्तिशाली ऑक्सीकरण एजेंट क्यों है।

संदर्भ

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