Перманганат калия
В каждой домашней аптечке обязательно есть марганцовка —бытовое дезинфицирующее средство.
Научное название этого соединения — перманганат калия КМnО4. Оно представляет собой калиевую соль сильной марганцевой кислоты НМnO4, в которой марганец находится в высшей степени окисления (+7). Поэтому неудивительно, что КМnO4 является сильным окислителем. На свету он окисляет даже воду с выделением молекулярного кислорода.
Растворите в воде несколько кристалликов КМnO4 и подождите некоторое время. Вы заметите, что малиновая окраска раствора постепенно станет более бледной, а затем и совсем исчезнет. На стенках сосуда образуется коричневый налет оксида марганца (IV):
4 КМп04 + 2 Н20 = 4 MnO2 + 4 КОН + 3O2.
Многие считают, что перманганат калия хорошо растворим в воде. На самом деле растворимость этой соли при комнатной температуре (20°С) составляет всего 6,4 г на 100 г воды. Однако раствор имеет настолько интенсивную окраску, что кажется концентрированным.
В промышленности КМпO4 получают электролизом концентрированного раствора гидроксида калия с марганцевым анодом (анод — это электрод, на котором идет процесс окисления).
В процессе электролиза материал анода постепенно растворяется с образованием знакомого всем фиолетового раствора, содержащего перманганат-ионы.
На катоде происходит выделение молекулярного водорода. Схему электролиза можно представить в виде уравнений реакций:
Мn + 8 ОН — 7 е = МпO4ˉ+ 4 Н20 (анод);
4 Н2O + 2 е = Н2 + 2 ОНˉ (катод).
Суммарное уравнение реакции можно записать следующим образом:
2 Мn + 2 КОН+ 6 Н20 = 2 КМпO4 + 7 Н2.
Умеренно растворимый в воде перманганат калия выделяется в виде осадка.
Было бы заманчиво вместо привычной марганцовки производить перманганат натрия, ведь гидроксид натрия доступнее, чем гидроксид калия. Однако в этих условиях выделить NaMn04 практически невозможно: в отличие перманганата калия, он прекрасно растворим в воде — при 20 °C его растворимость составляет 144 г на 100 г воды.
Перманганат калия — очень сильный окислитель. Он может реагировать со многими органическими и неорганическими соединениями. Чем больше электронов способен принять окислитель в ходе реакции, тем большее количество молей другого вещества он окислит.
Число электронов, переходящих к окислителю, зависит от условий проведения реакции, например от кислотности среды. Так, в нейтральной или слабощелочной среде перманганат-ион восстанавливается до диоксида марганца:
МnO4ˉ+ 2 Н2O + 3 еˉ = MnO2 + 4ОНˉ
Но особенно ярко окисляющая способность перманганата проявляется в кислой среде:
МnO4ˉ+ 8 Н+ + 5 еˉ = Мn2+ + 4 Н2O
Подкисленный крепкий раствор перманганата буквально сжигает многие органические соединения, превращая их в углекислый газ и воду. Этим иногда пользуются химики для мытья лабораторной посуды, загрязненной плохо смываемыми остатками органических веществ.
В домашних условиях тоже можно использовать марганцовку для пользы дела, например, чтобы почистить фаянсовую раковину в ванной.
Для того чтобы получить самодельное «моющее средство», надо смешать марганцовку с кислотой. Конечно, не со всякой. Некоторые кислоты могут сами окисляться. В частности, если взять соляную кислоту, то из нее выделится ядовитый хлор:
2 КМпO4 + 16 HCI = 5 CI2 + 2 MnCI2 + 2 KCI + 8 Н20.
Так его часто и получают в лабораторных условиях. Поэтому для наших цепей лучше использовать разбавленную (примерно 5-процентную серную кислоту). В крайнем случае, ее можно заменить разбавленной уксусной кислотой — столовым уксусом.
Возьмем примерно 50 мл (четверть стакана) раствора кислоты, добавим 1−2 г перманганата калия (на кончике ножа) и тщательно перемешаем деревянной палочкой. Затем промоем ее под струей воды и привяжем к концу кусок поролоновой губки.
Вот этой «кисточкой» быстро, но аккуратно размажем окислительную смесь по загрязненному участку раковины. Вскоре жидкость начнет менять цвет на темно-вишневый, а затем — на коричневый. Значит, реакция окисления пошла полным ходом.
Работать надо очень осторожно. Чтобы смесь не попала на руки и одежду, хорошо бы надеть клеенчатый фартук.
И не следует медлить, так как окислительная смесь очень едкая и со временем съедает даже поролон.
После использования поролоновую «кисть» нужно погрузить в заранее приготовленную банку с водой, промыть и выбросить.
Во время подобной очистки раковины может появиться неприятный запах, издаваемый продуктами неполного окисления органических загрязнений на фаянсе и самой уксусной кислоты. Поэтому помещение должно проветриваться.
Минут через 15−20 побуревшую смесь следует смыть струей воды. И хотя раковина предстанет в ужасном виде — вся в бурых пятнах, волноваться не стоит: продукт восстановления перманганата калия (диоксид марганца Мп02) легко удалить, восстановив его до хорошо растворимой соли марганца (II).
Сделать это лучше всего с помощью такого восстановителя как пероксид водорода Н2O2. Лучше взять, аптечный 3-процентный раствор. Вместо аптечного пероксида можно использовать таблетки гидроперита — соединения пероксида водорода с мочевиной состава CO (NH2)2∙H2O2.
Это не химическое соединение, поскольку между молекулами мочевины и пероксида водорода нет химических связей. Молекулы Н2O2 как бы включаются в длинные узкие каналы в кристаллах мочевины и не могут оттуда выйти, пока вещество не растворят в воде. Поэтому такие соединения называют соединениями включения.
Одна таблетка гидроперита соответствует 15 мл (столовая ложка) 3-процентного раствора пероксида водорода. Для получения 1-процентного раствора Н2O2 берут две таблетки гидроперита и 100 мл воды.
Используя Н2O2 в качестве восстановителя Мп02, нужно знать одну тонкость. Мп02 — хороший катализатор разложения пероксида водорода на воду и кислород:
И если просто обработать раковину раствором Н202, то он мгновенно «вскипит», выделяя кислород, а бурый налет так и останется (ведь катализатор не должен расходоваться в ходе реакции). Кстати аналогичную реакцию иногда рекомендуют для лечения больных десен: их сначала обрабатывают слабым раствором марганцовки, а потом пероксидом водорода. Выделяющийся при реакции молекулярный кислород и является главным лечебным средством. Поэтому процедуру так и называют — «кислородные ванночки»
Чтобы избежать каталитического разложения Н2O2, нужна кислая среда. Здесь тоже подойдет уксус. Сильно разбавим аптечную перекись, добавим немного уксуса и этой смесью промоем раковину. Произойдет настоящее чудо: грязно-бурая поверхность засверкает белизной и станет как новая. А чудо случится в полном соответствии с реакцией:
МnO2 + Н2O2 + 2 Н+ = O2 + Мn2+ + 2 Н2O.
Остается только смыть хорошо растворимую соль марганца струей воды.
Для снятия налета МпO2 можно использовать в качестве восстановителей также водные растворы органических кислот: щавелевой, лимонной, винной и др. Причем специально подкислять их не понадобится — кислоты сами создают в водном растворе достаточно кислую среду.
Сильнейший окислитель — перманганат калия
Перманганат калия (в обиходе просто марганцовка) — неорганическое вещество, соль калия и марганцовой кислоты. Формула вещества — KMnO4, химически правильное название — марганцовокислый калий. Массово реактив получают электролизом манганата калия.
Свойства
Марганцовка представляет собой кристаллический 
порошок с блестящими кристаллами фиолетового, почти черного цвета, без запаха. Водорастворима, кроме этого хорошо растворяется в метиловом спирте, ацетоне, жидком аммиаке, пиридине. Водный раствор имеет характерное окрашивание, цвет зависит от концентрации — от слабо розового до малиново-сиреневого и темно-фиолетового. Для водного раствора характерен слабый, но неприятный запах. Водный раствор постепенно разлагается на свету, поэтому хранить его нужно в темноте или в посуде из темного стекла. При нагревании кристаллы разлагаются с выделением кислорода — этот способ применяют в лабораториях для получения О2.
Перманганат калия — очень сильный окислитель. Активно вступает в реакции с органическими и неорганическими кислотами, вплоть до взрыва. Взаимодействие с химически активными реактивами в порошкообразной форме (алюминием, магнием, кальцием, серой, фосфором) может приводить к самовоспламенению и взрыву. Бурно реагирует с легковоспламеняющимися химикатами, многими органическими веществами (глицерином, сахарозой, танинами и т.п.) — начинается экзотермическая реакция, которая тоже может закончиться взрывом.
Меры предосторожности
Марганцовокислый калий относится к веществам 2 класса опасности как взрывоопасное вещество и к 4-му классу опасности по влиянию на человеческий организм.
Хранят реактив в герметично укупоренных емкостях небольшого объема на крытых сухих складах, вдали от нагревательных приборов. Не допускается совместное хранение с легковоспламеняющимися веществами, органическими веществами.
На производствах, имеющих дело с марганцовкой, помещения должны быть снабжены вентиляцией, работникам следует использовать респираторы и защитные очки.
 |  |  |
| Банка для реактивов 100 мл из темного стекла | Очки защитные закрытые 3Н11 PANORAMA | Квадратная банка из темного стекла, 1000 мл |
Кристаллы химиката и его концентрированные растворы при контакте с кожей или слизистыми оболочками вызывают химический ожог. Проглатывание раствора высокой концентрации вызывает отравление. Его симптомы: сильная боль во рту, гортани, животе; отек гортани, который может привести к удушью. Слизистые рта становятся коричневого или фиолетового цвета. Начинается тошнота, рвота, диарея. Могут появиться судороги, двигательное возбуждение, желудочное кровотечение, проблемы в работе почек, печени сердца. При появлении этих симптомов следует срочно обратиться к врачу.
Применение
Следует отметить, что использование марганцовки требует огромной осторожности, чтобы не нанести себе еще больший вред, пытаясь вылечить что-либо. Именно поэтому, по возможности, стоит предпочесть ей другие лекарственные средства.
Жесткое окисление алкенов. Как записать уравнение?
Жесткое окисление алкенов в кислой среде
Данный процесс чаще всего осуществляют, действуя на алкены подкисленным раствором перманганата калия, либо дихромата калия. В качестве средообразователя всегда используют серную кислоту. При таком окислении происходит полный разрыв углеродного скелета по двойной связи, и в зависимости от особенностей строения продуктами окисления могут быть различные вещества.
Давайте сначала разберемся с тем, какие углеродсодержащие продукты образуются при жестком окислении алкенов с различным строением. Представим, что у нас стоит задача определить продукты окисления для следующих двух веществ:
Обратите внимание, что углеродные атомы при двойной связи обозначены разными цветами.
Атом углерода, выделенный красным цветом, является первичным, то есть связан только с одним другим атомом углерода.
Атом углерода, выделенный желтым цветом, является вторичным, то есть связан с двумя другими атомами углерода.
Атом углерода, выделенный зеленым цветом, является третичным, то есть связан с тремя другими атомами углерода.
Жесткое окисление подразумевает разрыв углеродного скелета по месту двойной связи:
Следует запомнить, что первичные атомы углерода (красные) при таком окислении переходят в углекислый газ.
Вторичные атомы углерода (желтые) переходят в состав карбоксильной группы (COOH), то есть образуется карбоновая кислота.
Третичные атомы углерода(зеленые) переходят в состав карбонильной группы, то есть образуется кетон.
Теперь осталось разобраться с остальными продуктами реакции. Если в качестве окислителя используется сернокислый раствор перманганата калия, то продуктами будут также MnSO4, K2SO4 и H2O. Если же в качестве окислителя взяли сернокислый раствор дихромата калия, продуктами будут Cr2(SO4)3, K2SO4 и H2O.
Давайте разберем все эти случаи. Начнем с реакции пропена с сернокислым раствором перманганата калия.
Пропен + KMnO4 +H2SO4
Исходя из вышесказанного, запишем схему этой реакции:
Осталось расставить коэффициенты. Определим, какие атомы изменили степени окисления. В случае марганца ничего сложного нет: степень окисления его в перманганате была +7, стала равна +2. Также степени окисления меняют те атомы углерода, у которых изменилось окружение. В схеме эти атомы обозначены желтым и красным цветами. Определим степени окисления этих атомов методом блоков. Изолируем друг от друга фрагменты молекулы по углерод-углеродным связям следующим образом:
Далее, условно примем, что заряд каждого выделенного блока равен нулю (как у нейтральной молекулы). Степень окисления водорода в органических веществах всегда равна +1. Обозначим степени окисления «желтого» атома С как х, «красного» — как y:
Далее, учитывая, что заряд каждого блока мы приняли равным нулю, мы можем составить и решить два уравнения:
Далее, аналогично, составим и решим два уравнения, учитывая, что заряд выделенного блока мы приняли равным нулю, а заряд молекулы углекислого газа, как и у любой другой молекулы, также нейтрален.
Учитывая, что марганец изменил свою степень окисления с +7 на +2, еще раз запишем схему реакции и составим электронный баланс. «Желтый» и «красный» атомы углерода, очевидно, всегда будут в соотношении 1 к 1, независимо от коэффициента перед органическим веществом, потому запишем их в одной строчке «полуреакции» окисления.
Перенесем коэффициенты из баланса:
Поскольку в левой части схемы мы видим два атома калия, в правой части схемы перед сульфатом калия коэффициент 1, ставить который не нужно. В правой части уравнения мы видим 3 сульфатных остатка, поэтому ставим перед серной кислотой коэффициент 3:
Осталось поставить коэффициент перед водой в правой части. Это можно сделать по кислороду или водороду на выбор. Поскольку мы уравняли число сульфатных остатков в левой и правой частях, то кислород в них можно не учитывать. Считаем только кислород в остальных соединениях. Слева мы видим 8 атомов кислорода (не считая кислород в серной кислоте). В правой части не считая воду — 4 атома кислорода. Поэтому перед водой коэффициент будет равен 4:
Сравнивая количества всех элементов слева и справа, видим, что все коэффициенты расставлены верно.
2-метилпропен + KMnO4 + H2SO4
Аналогично предыдущему примеру рассчитаем степени окисления углеродных атомов, которые изменили свою степень окисления:
Учитывая, что заряд каждого выделенного блока мы приняли равным нулю, составим и решим уравнения:
Аналогично поступим с продуктами окисления:
составим и решим уравнения:
Далее запишем схему окисления и составим электронный баланс:
Перенесем коэффициенты из электронного баланса в схему:
Далее мы видим, что в левой части схемы 8 атомов калия, потому перед сульфатом калия поставим коэффициент 4.
Теперь можно заметить, что в правой части уравнения 12 сульфатных групп (8 в сульфате марганца, 4 в сульфате калия). Поэтому перед серной кислотой в левой части нужно поставить коэффициент 12:
Осталось поставить коэффициент перед водой. Сделаем это по кислороду. Количество сульфатных групп мы уравняли, потому кислород в них можно не учитывать. Слева мы видим 32 атома кислорода (8*4). В правой части уравнения, не считая воды и сульфатных групп, 15 атомов кислорода (5 в молекуле кетона и 10 в 5 молекулах углекислого газа). Таким образом, перед водой необходимо поставить коэффициент 17.
Посчитав водород слева и справа, мы убеждаемся, что коэффициенты расставлены верно.
Пропен + K2Cr2O7 + H2SO4
Состав продуктов будет точно таким же, как и в случае окисления перманганатом, за исключением того, что вместо сульфата марганца (II) образуется сульфат хрома (III). Запишем схему реакции и составим электронный баланс.
Перенесем коэффициенты из баланса в схему:
Далее уравняем калий, поставив коэффициент 5 перед сульфатом калия:
В правой части мы видим 20 сульфатных групп. Следовательно, перед формулой серной кислоты нужно поставить коэффициент 20:
Осталось поставить последний коэффициент перед формулой воды. Сделаем это, как и в двух предыдущих случаях, по кислороду, не считая кислород в сульфатных группах, поскольку их количества уравнены. В левой части мы видим 35 атомов кислорода. В правой части, не считая воды, 12 атомов кислорода (6 в трех молекулах CH3COOH и 6 в трех молекулах CO2). Таким образом, перед формулой воды нужно поставить коэффициент 23:
Посчитав водород слева и справа, мы убеждаемся, что коэффициенты расставлены верно.
2-метилпропен + K2Cr2O7 + H2SO4
Запишем схему реакции и электронный баланс: 
Перенесем коэффициенты из баланса в схему:
Перед сульфатом калия поставим коэффициент 4, чтобы уравнять количества атомов калия в левой и правой частях схемы:
Перед серной кислотой поставим коэффициент 16, чтобы уравнять количество сульфатных групп:
Последний коэффициент перед водой поставим по кислороду, игнорируя сульфатные группы, поскольку их количество уравнено. Слева мы видим 28 атомов кислорода. Справа, не считая воды, 9 атомов кислорода. Таким образом, перед водой необходимо поставить коэффициент 19.
Далее, подсчитав водород в обеих частях уравнения, убеждаемся, что коэффициенты расставлены верно.
Бывают случаи, когда спички промокли или закончились, а развести огонь просто необходимо.
Иногда от этого зависит судьба целой планеты. Помните фильм «Пятый элемент» с Брюсом Уиллисом?! 😉
Что делать? Уже темнеет, и оставаться вечером без согревающего тепла в лесу никто не хочет. Тут на помощь Вам придут знания химии.
Для того чтобы разжечь костер химическим способом нам понадобится марганцовка, глицерин и газета. Все эти компоненты легкодоступны и у туристов могут находятся в походной аптечке 🙂
Порядок действий:
1) Высыпать марганцовку из пакетика горкой на газету.
2) Палочкой сформировать углубление-кратер в вершине горки.
3) Капнуть две капли глицерина в углубление.
4) Подождать когда начнется реакция (выделение дыма) и капнуть еще каплю.
5) Произойдет яркая вспышка света и загорится огонь, который нам был и нужен.
6) Подложить заранее подготовленные щепки и веточки в огонь для разведения полноценного костра.
Почему так происходит, что это за реакция, и как она впервые была получена.
Описание:
В горку из кристаллов перманганата калия капнули немного глицерина. Через некоторое время над смесью появляется дымок, а затем происходит загорание глицерина. Под действием сильных окислителей (марганцовки) глицерин сгорает с образованием углекислого газа и воды.
Для ускорения реакции мы добавили капельку воды. При добавлении алюминиевой стружки, она сгорает вместе со смесью с большим выделением света.
Подробнее:
В 1779 г. шведский аптекарь-химик Карл Шееле впервые получил глицерин и назвал полученную жидкость «сладкое масло».
Изучая свойства глицерина, он однажды смешал его с кристаллическим перманганатом калия. Неожиданно произошла яркая вспышка смеси.
Теперь этот эффектный опыт осуществляют следующим образом. В фарфоровую чашку или на керамическую плитку насыпают в виде горки тщательно растертый перманганат калия КМnО4 (мы в своем опыте придерживались исторического варианта и не растирали кристаллы).
В вершине горки делают небольшое углубление и вносят туда несколько капель безводного глицерина С3Н5(ОН)3.
Примерно через одну минуту смесь воспламеняется, при этом происходит вспышка фиолетового цвета, горение сопровождается разбросом раскаленных частиц продуктов реакции.
Реакцию можно выразить уравнением:
14КМnО4 + 3С3Н5(ОН)3 = 7K2CO3 + 14MnO2 + 12H2O + 2CO2
Взаимодействие сопровождается выделением большого количества теплоты и газов (углекислый газ СО2 и пары воды Н2О), которые увлекают за собой горячие твердые частицы диоксида марганца МnО2 и карбоната калия К2CO3.
Данная реакция получила название «вулкан Шееле».
А марганцовку разве сейчас продают?
Никогда не выхожу из дома без мешка марганцовки и канистры глицерина. Вдруг чо.
А вообще проще купить браслет из паракорда, с огнивом. Легкий, место не занимает, всегда при тебе.
Мне в школе на уроках химии рассказывали про такую реакцию. Обычная советская школа.
Всегда смешно смотреть Высоцкую «едим дома». у каждого россиянина в холодильнике : оливковое масло, сухое итальянское вино, каперсы, сыр мацарела, мраморная говядина и ссука коричневый сахар
И ведь так случайно было много чего изобретено)) правда не все живы видимо остались.
сразу вспоминаю сцену из неуловимых
Я бы опасался туристов с глицерином в аптечке. Могут ведь и нашампурить xD
Как сделать бесцветный огонь
Колдун. (для тех, кто не учился в школе. )
Аскорбиновая кислота, и с чем её едят
Все мы знаем нужность и важность витаминов. Vita = жизнь, если латинско-русский словарь не врёт (а он не врёт). И, наверное, самым известным является витамин C, он же Аскорбиновая кислота.
Слишком сложно? Тогда ну его, давайте просто поговорим об аскорбинке, как о витамине. Зачем она нужна? О, функций у этого вещества не просто много, а очень много. Загибайте пальцы.
— Участвует в биосинтезе (ещё не надоела повторяющаяся формулировка? А что делать. таких тут будет много) кортикостероидов (гормоны гидрокортизон, кортизон, альдостерон).
— Участвует в биосинтезе желчных кислот из холестерина.
— Улучшает всасывание железа, поступающего с пищей.
— Участвует в процессах детоксикации в гепатоцитах.
— Нейтрализует супероксидный радикал (один из тех самых «свободных радикалов», которыми одно время активно пугали из телерекламы, и который таки да, не подарок).
— Стимулирует биосинтез интерферонов (вещества, отвечающие за иммунный ответ, сорри за тавтологию).
— Наконец, есть данные о работе аскорбиновой кислоты как нейропротекторе (защитнике нервных клеток).
Не вещество, а какой-то Фигаро, да? Фигаро тут, Фигаро там. Нарасхват!
В каких же овощах-фруктах его больше всего? Самое распространённое мнение: в лимонах. Мнение это ошибочное. Лимон, конечно, штуковина кислая, но кислот в мире органики существует огромное количество. Кислота лимона обусловлена не аскорбинкой. А одним из лидеров по содержанию витамина С является, внезапно, чёрная смородина. Эта ягода уделывает по аскорбинке лимоны в лёгкую: 180 мг/100 г смородины против 50 мг/100 г лимона.
Кроме смородины, много (больше «лимонного») витамина C в петрушке, болгарском перце, киви, укропе, хурме, клубнике и даже в апельсине. Мы, разумеется, перечисляем те продукты, которые есть везде. Всякая экзотика, типа гуавы, тоже порой богата аскорбинкой, но наверное у вас возле дома гуавового магазинчика нет? А в гипермаркетах, к слову, не игнорируйте экзотические фрукты: там много вкусного и полезного и помимо витамина C (конечно, аллергикам стоит с этим осторожничать, но они и сами в курсе).
Что до таблеток с «витаминками», то здесь просто надо не переусердствовать. Распространённые «шипучки», где витамина С содержится аж 1 грамм, можно и нужно применять (по назначению врача, конечно), но не постоянно. Люди обычно пьют аскорбинку в осенне-зимний период, когда свежих овощей меньше, а холодов и прочего погодного дискомфорта больше. И в интернете то и дело появляются «откровения» на тему «совершенно не доказано, что аскорбинка защищает от простуды».
Ну так никто и не обещает сильного, прямо-таки чудодейственного влияния аскорбиновой кислоты на проблемы со здоровьем. Болезни, если это не цинга, как правило, лечат соответствующими лекарственными препаратами, а не таблетками аскорбинки. Но мягкое и ненавязчивое влияние, конечно, будет. Аскорбинка, в составе комплексных мер оздоровления, нужна. Биохимически это вполне очевидно.
Так что, итоговый вывод такой: аскорбинку пить можно, и, временами, нужно.
PS. Аскорбиновая кислота не является специфическим средством профилактики Covid19. Принимать её можно в составе комплекса защитных мер (маски, дезинфекция рук и поверхностей и т.п. и т.д.)
Источник: наш витаминизированный канал «Биохимикум» на Яндекс.Дзен. Текст статьи мой, апельсины на фото, наверное, марокканские. Там их много. 🙂 А вот с бананами в Эквадоре, говорят, неурожай.
Ответ на пост «Школьники-бомбисты»
Я тоже много чего в юности поджигал и взрывал.
1. Была неподалёку старая мертвая ель, у которой сгнила сердцевина ствола, а верхушка была отломлена. Я ее как-то снизу поджег, что она доверху изнутри прогорела с дикой тягой. Последствий для меня не было.
