Υπερμαγγανικό κάλιο

Το 1659, ένας Γερμανός χημικός, ο Johann Rudolf Glauber, έλιωσε ένα μείγμα του ορυκτού πυρολουσίτη και του ανθρακικού καλίου για να λάβει ένα υλικό που δημιουργούσε ένα πράσινο διάλυμα (μαγγανικό κάλιο) όταν διαλυόταν σε νερό. Αργά άλλαζε χρώμα σε ιώδες (υπερμαγγανικό κάλιο) και τελικά σε κόκκινο. Η έκθεση αυτή είναι η πρώτη περιγραφή της παραγωγής υπερμαγγανικού καλίου.

Λίγο λιγότερο από 200 χρόνια αργότερα ένας Λονδρέζος ονόματι Henry Bollmann Condy ήταν χημικός. Τον ενδιέφεραν τα απολυμαντικά και έφτιαξε κάποια πράγματα όπως το οζονισμένο νερό. Διαπίστωσε ότι όταν έλιωνε πυρολουσίτη με υδροξείδιο του νατρίου και τον διέλυε σε νερό, δημιουργούσε ένα διάλυμα που είχε καλές απολυμαντικές ιδιότητες. Κατέστησε με δίπλωμα ευρεσιτεχνίας αυτό το διάλυμα και το πούλησε ως Condy's Fluid. Το πρόβλημα ήταν ότι το διάλυμα δεν ήταν πολύ σταθερό. Αυτό διορθώθηκε χρησιμοποιώντας υδροξείδιο του καλίου αντί για υδροξείδιο του νατρίου. Αυτό έδωσε ένα πιο σταθερό υλικό. Ήταν επίσης σε θέση να αποξηρανθεί και να γίνει η εξίσου καλή σκόνη υπερμαγγανικού καλίου. Αυτή η σκόνη ονομάστηκε κρύσταλλοι του Condy ή σκόνη του Condy. Το υπερμαγγανικό κάλιο ήταν εύκολο να παρασκευαστεί και έτσι ο Condy προσπάθησε να εμποδίσει άλλους ανθρώπους να το παρασκευάζουν και να το πωλούν οι ίδιοι.

Οι πρώτοι φωτογράφοι το χρησιμοποιούσαν σε σκόνη φλας.

Χημικές εφαρμογές

Το υπερμαγγανικό κάλιο χρησιμοποιείται ως οξειδωτικό μέσο.^[3] Χρησιμοποιείται επίσης σε απολυμαντικά και αποσμητικά. Μπορεί να χρησιμοποιηθεί για την παρασκευή πολλών διαφορετικών ειδών χημικών ουσιών. Στην επεξεργασία λυμάτων, χρησιμοποιείται για να απαλλαγούμε από το υδρόθειο, ένα βρωμερό τοξικό αέριο. Στην αναλυτική χημεία, μια ακριβής συγκέντρωση KMnO₄ χρησιμοποιείται μερικές φορές για να διαπιστωθεί πόση ποσότητα ενός συγκεκριμένου αναγωγικού παράγοντα υπάρχει στην τιτλοδότηση. Με συναφή τρόπο, χρησιμοποιείται ως αντιδραστήριο για τον πολτό ξύλου. Η ανάμειξη υπερμαγγανικού καλίου και φορμαλδεΰδης δημιουργεί ένα ήπιο δακρυγόνο αέριο.

Ως οξειδωτικό στην οργανική σύνθεση

Αραιά διαλύματα KMnO₄ μετατρέπουν τα αλκένια σε διόλες (γλυκόλες). Η συμπεριφορά αυτή χρησιμοποιείται επίσης ως ποιοτικό τεστ για την παρουσία διπλών ή τριπλών δεσμών σε ένα μόριο, καθώς η αντίδραση καθιστά το διάλυμα υπερμαγγανικού άλατος άχρωμο. Μερικές φορές αναφέρεται ως αντιδραστήριο του Baeyer.

Συμπυκνωμένα διαλύματα οξειδώνουν μια μεθυλική ομάδα σε έναν αρωματικό δακτύλιο, π.χ. τολουόλιο σε βενζοϊκό οξύ.

Το KMnO₄ οξειδώνει την υδροχλωρική ψευδοεφεδρίνη για να παράγει μεθακινόνη, ένα ναρκωτικό του Πίνακα Ι στις Ηνωμένες Πολιτείες. Κατά συνέπεια, η DEA έχει περιορίσει τη χρήση και την πώλησή της κατατάσσοντάς την ως ελεγχόμενη πρόδρομη ουσία του καταλόγου Ι. Το υπερμαγγανικό κάλιο περιλαμβάνεται στον Πίνακα Ι ως πρόδρομη ουσία σύμφωνα με τη Σύμβαση των Ηνωμένων Εθνών κατά της παράνομης διακίνησης ναρκωτικών και ψυχοτρόπων ουσιών.

Οξέα και υπερμαγγανικό κάλιο

Το συμπυκνωμένο θειικό οξύ αντιδρά με το υπερμαγγανικό κάλιο και δίνει οξείδιο του μαγγανίου (VII), το οποίο μπορεί να είναι εκρηκτικό. ^[4][5][6]. Αυτή η αντίδραση παράγει επίσης όζον. Το όζον μπορεί να αναφλέξει χαρτί εμποτισμένο σε αλκοόλη. Αυτή η αντίδραση είναι πολύ επικίνδυνη.

6 KMnO₄ + 9 H₂ SO₄ → 6 MnSO₄ + 3 K₂ SO₄ + 9 H₂ O + 5 O₃

Το συμπυκνωμένο HCl παράγει χλώριο.

2 KMnO₄ + 16 HCl → 2 MnCl₂ + 2 KCl + 8 H₂ O + 5 Cl₂

Τα προϊόντα που περιέχουν Mn από αντιδράσεις οξειδοαναγωγής εξαρτώνται από το pH. Τα όξινα διαλύματα υπερμαγγανικού ανάγονται στο αχνό ροζ ιόν Mn²⁺ , όπως στο χλωριούχο μαγγάνιο(ΙΙ). Σε ουδέτερο διάλυμα, το υπερμαγγανικό ανάγεται σε καφέ οξείδιο του μαγγανίου(IV), όπου το Mn βρίσκεται σε κατάσταση οξείδωσης +4. Το οξείδιο του μαγγανίου(IV) είναι το υλικό που βάφει το δέρμα όταν τοποθετείται πάνω του υπερμαγγανικό κάλιο. Το υπερμαγγανικό κάλιο ανάγεται αυθόρμητα σε βασικό διάλυμα σε μαγγανικό κάλιο πράσινου χρώματος, όπου το μαγγάνιο βρίσκεται στην οξειδωτική κατάσταση +6.

Βιοϊατρικές χρήσεις

• Τα αραιά διαλύματα χρησιμοποιούνται ως θεραπεία για τα έλκη (έλκη) (0,25%), απολυμαντικό για τα χέρια (περίπου 1%) και θεραπεία για ήπια πομφολυγώδη δερματίτιδα ή μυκητιασικές λοιμώξεις των χεριών ή των ποδιών.
• Ένα αραιό διάλυμα όξινου υπερμαγγανικού καλίου χρησιμοποιείται στην ιστολογία για τη λεύκανση της μελανίνης που επισκιάζει τις λεπτομέρειες των ιστών.
• Το υπερμαγγανικό κάλιο μπορεί να χρησιμοποιηθεί για τη διαφοροποίηση του αμυλοειδούς ΑΑ από άλλους τύπους αμυλοειδούς που εναποτίθενται παθολογικά στους ιστούς του σώματος. Η επώαση των σταθεροποιημένων ιστών με υπερμαγγανικό κάλιο εμποδίζει τη χρώση του αμυλοειδούς ΑΑ με κόκκινο του κόγκο, ενώ άλλοι τύποι αμυλοειδούς δεν επηρεάζονται.^[7][8]

Διάφορες χρήσεις

• Διαλύματα KMnO₄ έχουν χρησιμοποιηθεί μαζί με 80% υπεροξείδιο του υδρογόνου για την προώθηση ενός πυραύλου. Σε αυτή τη χρήση, ονομάστηκε Z-Stoff. Αυτό το προωθητικό χρησιμοποιείται ακόμη σε τορπίλες.
• Ένα αραιωμένο (10 mg/l) υπερμαγγανικό κάλιο μπορεί να χρησιμοποιηθεί για την εξάλειψη των σαλιγκαριών από τα φυτά πριν από την τοποθέτησή τους σε ενυδρείο γλυκού νερού.
• Το υπερμαγγανικό κάλιο υψηλής ποιότητας μπορεί να βρεθεί σε καταστήματα με είδη πισίνας και χρησιμοποιείται σε αγροτικές περιοχές για την απομάκρυνση του σιδήρου και του υδρόθειου (μυρωδιά σάπιου αυγού) από το νερό των πηγών.
• Το KMnO₄ περιλαμβάνεται συχνά στα κιτ επιβίωσης μαζί με γλυκερίνη ή ένα δισκίο γλυκόζης για την ανάφλεξη. Το δισκίο γλυκόζης μπορεί να αλεσθεί, να αναμιχθεί με το υπερμαγγανικό κάλιο και θα καεί αν τριφτεί. Μπορεί επίσης να αναμιχθεί με αντιψυκτικό από ένα όχημα για να ανάψει φωτιά. Αυτό μπορεί να είναι επικίνδυνο και θα πρέπει να γίνεται προσεκτικά βυθίζοντας λίγο χαρτί στο αντιψυκτικό και στη συνέχεια προσθέτοντας μια μικρή ποσότητα υπερμαγγανικού καλίου. Μπορεί επίσης να αποστειρώσει το νερό και τις πληγές, οπότε είναι χρήσιμο σε ένα κιτ επιβίωσης.
• Το KMnO₄ χρησιμοποιείται για τη θεραπεία ορισμένων παρασιτικών ασθενειών των ψαριών, για την επεξεργασία του πόσιμου νερού, καθώς και ως αντίδοτο στη δηλητηρίαση από φώσφορο. Στην Αφρική, έχει χρησιμοποιηθεί ως απολυμαντικό για λαχανικά όπως το μαρούλι.

Το στερεό υπερμαγγανικό κάλιο είναι ισχυρό οξειδωτικό και γενικά πρέπει να διατηρείται χωριστά από αναγωγικά μέσα. Ορισμένες αντιδράσεις χρειάζονται λίγο νερό. Για παράδειγμα, το υπερμαγγανικό κάλιο σε σκόνη και η ζάχαρη σε σκόνη θα αναφλεγούν (αλλά δεν θα εκραγούν) λίγα δευτερόλεπτα μετά την προσθήκη μιας σταγόνας νερού. Τα αραιά διαλύματα KMnO₄ δεν είναι επικίνδυνα. Το KMnO₄ σχηματίζει επικίνδυνα προϊόντα όταν αναμιγνύεται με πυκνά οξέα.

Το υπερμαγγανικό κάλιο λεκιάζει το δέρμα και τα ρούχα και πρέπει να το χειρίζεστε με προσοχή. Οι λεκέδες από τα ρούχα μπορούν να ξεπλυθούν με οξικό οξύ. Οι λεκέδες του δέρματος εξαφανίζονται εντός 48 ωρών.