پتاسیم پرمنگنات چیست و چه کاربردهایی دارد؟

پتاسیم پرمنگنات، که با فرمول  KMnO4 شناخته می شود، یک ترکیب شیمیایی قدرتمند با طیف گسترده ای از کاربردها در صنایع مختلف است. رنگ بنفش پررنگ و خواص چند منظوره آن را به یک ماده جذاب تبدیل کرده است. در این مقاله ، به کاربردهای متعدد پرمنگنات پتاسیم و همچنین اطلاعات ضروری که باید در مورد این ترکیب شیمیایی بدانید را خواهیم پرداخت.

پتاش یا پرمنگنات پتاسیم چیست؟

پرمنگنات پتاسیم یک ترکیب شیمیایی است که از پتاسیم (K)، منگنز (Mn) و اکسیژن (O) تشکیل شده است. فرمول شیمیایی این ماده، KMnO4، منعکس کننده ترکیب آن است. در شکل خالص خود، پتاسیم پرمنگنات به صورت کریستال ها یا دانه های بنفش تیره ظاهر می شود که می تواند در آب حل شود و محلول صورتی یا بنفش پررنگ ایجاد کند.

به عنوان یک عامل اکسید کننده قوی، پتاسیم پرمنگنات می تواند به راحتی اتم های اکسیژن را اهدا کند که این امر این ماده  را برای اکسیداسیون طیف گسترده ای از مواد موثر می کند. یکی از کاربردهای این ماده استفاده به عنوان  اکسیدان در واکنش های شیمیایی مانند اکسیداسیون الکل ها به آلدئیدها یا اسیدهای کربوکسیلیک، تبدیل ترکیبات غیراشباع به دیول ها و اکسیداسیون برخی ترکیبات آلی در شیمی تجزیه است.

پتاش اولین بار توسط یوهان رودولف گلابر در سال 1659 کشف شد. پیرولوزیت معدنی (دی اکسید منگنز، MnO2) و کربنات پتاسیم با هم ترکیب و در آب حل شدند. محلول سبز رنگ منگنات پتاسیم تولید شد که به تدریج به رنگ بنفش و در نهایت قرمز شد. “آفتاب پرست شیمیایی” نامی است که به واکنشی داده شده است که باعث تغییر رنگ شد که گلوبر در محلول خود از پرمنگنات پتاسیم و منگنات پتاسیم K_[2}MnO_{4} مشاهده کرد. دیگر نام های این ماده شیمیایی پتاش، کریستال های Condy،اسید پرمنگانیک، نمک پتاسیم؛ پتاسیم پرمنگنات است.

خواص شیمیایی پتاسیم پرمنگنات

قبل از پرداختن به کاربردهای این ماده، ابتدا با برخی از خواص شیمیایی کلیدی آن آشنا شوید:

عامل اکسید کننده: یکی از وظایف اصلی پتاسیم پرمنگنات اکسید کنندگی است، به این معنی که می تواند واکنش های شیمیایی را با پذیرش الکترون از مواد دیگر تسهیل کند.

رنگ قوی: رنگ بنفش زنده آن نه تنها از نظر بصری جذاب است، بلکه به عنوان یک شاخص مفید برای حضور آن در محلول ها عمل می کند.

حلالیت: به شدت در آب حل می شود و تهیه محلول هایی با غلظت های مختلف را آسان می کند.

چگونه پرمنگنات پتاسیم درست کنیم؟

همان طور که پیش از این نیز گفتیم پرمنگنات پتاسیم یک عامل اکسید کننده است. هنگامی که در شرایط مناسب نگهداری شود، به راحتی می تواند وضعیت خود را در مدت طولانی حفظ کند. واکنش ناشی از محلول های پرمنگنات نسبتا سریع است. پرمنگنات پتاسیم یک ترکیب چهار وجهی پیچیده است. در تهیه گاز کلر و سایر واکنش های اکسیداسیون در مقیاس آزمایشگاهی استفاده می شود. در ساخت مواد ضد عفونی کننده، معرف Baeyer و سایر اهداف اکسید کننده در مقیاس صنعتی استفاده می شود. از مخلوط کردن MnO2 با یک هیدروکسید فلز قلیایی و یک عامل اکسید کننده (O2 یا KNO3) تهیه می شود. در این واکنش K2MNO4 سبز تیره تولید می شود که در محلول خنثی یا اسیدی نامتناسب می شود و پرمنگنات می دهد. پرمنگنات پتاسیم توسط سنگ معدن پیرولوزیت تولید می شود.

سنگ معدن پیرولوزیت با KOH (یا K2CO3) در حضور هوا یا عوامل اکسید کننده مانند KNO3 یا KClO3 ترکیب می شود تا پرمنگنات پتاسیم K2MNO4 را که توده سبز نیز نامیده می شود، تشکیل دهد.

2MnO2 + 4KOH + O2، → 2K2MNO4 + 2H2O

سپس توده سبز با آب استخراج می شود و به دنبال آن اکسیداسیون کلر انجام می شود و پرمنگنات پتاسیم به عنوان یک محصول تولید می شود.

2K2MNO4 + Cl2 → 2KCl + 2KMNO4

هنگامی که محلول غلیظ شد، کریستال های پرمنگنات پتاسیم بنفش تیره جدا می شوند.

پس از ادغام و ساخت پرمنگنات پتاسیم، یعنی:

2MnO2 + 4KOH + O2، → 2K2MNO4 + 2H2O

تولید پرمنگنات پتاسیم با Hcl یا H2SO4

با HCl:

2K2MNO4 + 4HCl → 2KMNO4 + H2O + MnO2 + 4KCl

با H2SO4:

3K2MNO4 + 2H2SO4 → 2KMNO4 + 2H2O + MnO2 + 2K2SO4

یون های منگنات برای تشکیل پرمنگنات پتاسیم در واکنش های خنثی یا اسیدی نامتناسب خواهند بود.

MnO4– + e– → MnO4-2

MnO4-2 + 4H+ + 3e – → 2MnO4– + MnO2 + 2H2O

MnO4-2 + 8H+ + 5e – → Mn+2 + 4H2O

بنابراین، آماده سازی پرمنگنات پتاسیم شامل واکنش MnO2 با KOH برای تولید MnO4-2 است، به دنبال آن اکسیداسیون الکترولیتی منگنات برای ایجاد یون پرمنگنات، MnO4 – پس از آن، نمک یون منگنز توسط پراکسودی سولفات به یون پرمنگنات اکسید می شود. در زیر آورده شده.

2Mn+2 + 5S2O8-2 + 8H2O → 2MnO4– + 10 SO4-2+ 16H+

از این رو کریستال های بنفش تیره پرمنگنات پتاسیم به دست می آید.

فرآیندهای اکسیداسیون

اکسیداسیون شیمیایی

در این  مرحله منگنات پتاسیم با ازن واکنش نشان میدهد

2 MnO4-2 + O3 + H2O → 2 MnO4– + 2OH– +O2

2 MnO4-2 + Cl2 → 2 MnO4- + 2Cl-

اکسیداسیون الکترولیتی

این محلول آبی منگنات پتاسیم در حضور کمی قلیایی اکسید می شود.

K2MnO4 ↔ 2K+ + MnO4-2

H2O ↔ H+ + OH–

سپس در آند، یون های منگنات به یون های پرمنگنات تبدیل می شوند.

MnO4-2 ↔ MnO4– + e–

H2S در کاتد آزاد می شود:

2H+ + 2e– → H2 ↑

محلول بنفش رنگ با تبخیر غلیظ شده و خنک می شود تا کریستال های پرمنگنات پتاسیم را تشکیل دهد.

آماده سازی آزمایشگاه

در آزمایشگاه نمک یونی منگنز (II) توسط پراکسودی سولفات اکسید می شود و به پرمنگنات تبدیل می شود:

2Mn+2 + 5S2O8-2 + 8H2O → 2MnO4– + 10 SO4-2+ 16H+

طرز تهیه محلول پرمنگنات پتاسیم

برای تهیه 1000 میلی لیتر محلول KMnO4 0.1 N تقریباً 3.2 گرم پرمنگنات پتاسیم نیاز داریم. سپس آن را داخل یک لیوان آب قرار دهید و باید با میله شیشه‌ای آن را کاملاً هم بزنید تا کریستال‌ها شروع به شکستن کنند. باید اجازه دهیم دو روز بماند، سپس با استفاده از یک فلاسک حجمی آن را فیلتر کنیم و بقایای حل نشده در بشر باقی بماند. این فرآیند چندین بار تکرار می شود تا تمام محلول پرمنگنات پتاسیم حل شود. سپس محلول در یک ظرف دربسته نگهداری می شود.

0.2 گرم اگزالات سدیم بی آب خشک شده و در 100 میلی لیتر آب و 7 میلی لیتر اسید سولفوریک حل می شود. سپس به آرامی محلول پرمنگنات اضافه می شود. وقتی چند قطره اول اضافه شد باید مدام آن را تکان دهیم یا هم بزنیم. باعث ایجاد رنگی مایل به صورتی می شود. ما باید این را تکرار کنیم؛ نقطه پایان زمانی حاصل می شود که رنگ صورتی کمرنگ به مدت 30 ثانیه مشاهده شود.

کاربرد پتاسیم پرمنگنات چیست؟

پرمنگنات پتاسیم (KMnO4) یک ترکیب شیمیایی همه کاره با کاربردهای عملی متعدد در زمینه های مختلف است. در اینجا برخی از کاربردها و کاربردهای رایج پرمنگنات پتاسیم آورده شده است:

کاربردهای پرمنگنات پتاسیم

تصفیه آب: پرمنگنات پتاسیم برای تصفیه آب برای اهداف شهری و صنعتی استفاده می شود. این به حذف ناخالصی ها، مواد آلی و برخی آلاینده ها با اکسید کردن آنها کمک می کند. در درمان مشکلات طعم و بو در آب آشامیدنی موثر است.

ضد عفونی: پرمنگنات پتاسیم به عنوان یک عامل اکسید کننده قوی برای ضدعفونی کردن منابع آب، استخرهای شنا و تصفیه خانه های فاضلاب استفاده می شود. این باکتری ها، ویروس ها و جلبک ها را از بین می برد و آب را برای مصرف و استفاده تفریحی ایمن می کند.

کاربردهای پزشکی: در پزشکی، پرمنگنات پتاسیم به عنوان یک ضد عفونی کننده برای تمیز کردن زخم ها و ضد عفونی کردن شرایط پوستی مانند اگزما، عفونت های قارچی و تاول ها استفاده می شود. محلول های رقیق به صورت موضعی برای درمان بیماری های پوستی مختلف استفاده می شود. برخی از شرایطی که پرمنگنات پتاسیم می تواند به درمان کمک کند عبارتند از:

اگزمای عفونی اگر اگزما همراه با تاول دارید، پرمنگنات برای عفونت می تواند موثر باشد و باعث خشک شدن عفونت گردد.

زخم های باز و تاول دار.پرمنگنات پتاسیم به عنوان یک پانسمان مرطوب برای زخم‌های روی سطح پوست که تاول زده یا چرک دارند، مورد استفاده قرار می‌گیرد.

پای ورزشکار و زائده. پرمنگنات برای عفونت پوستی باکتریایی و قارچی مانند پای ورزشکاران و زرد زخم کمک کند.

از بین بردن لکه: برای حذف لکه‌ها از پارچه‌ها و منسوجات، به ویژه لکه‌های ناشی از مواد آلی مانند چای، قهوه، خون و رنگ‌های خاص، از مادهٔ مخصوصی استفاده می‌شود. قبل از شستن، محلول رقیق شده را روی ناحیهٔ لکه‌دار اعمال نمایید.

اکسیداسیون شیمیایی: پرمنگنات پتاسیم به عنوان یک عامل اکسید کننده قوی در واکنش های شیمیایی عمل می کند. در فرآیندهای مختلف سنتز آلی، از جمله اکسیداسیون آلکن ها و الکل ها، و در اکسیداسیون Baeyer-Villiger استفاده می شود.

شیمی تجزیه: در شیمی تجزیه، از پرمنگنات پتاسیم در روش های تیتراسیون برای تعیین غلظت عوامل کاهنده استفاده می شود. تغییر رنگ از بنفش به بی رنگ نقطه پایان تیتراسیون را نشان می دهد.

راه انداز آتش نشانی اضطراری: پرمنگنات پتاسیم وقتی با یک عامل کاهنده مانند گلیسرول یا شکر مخلوط می شود می تواند مشتعل شود و گرما تولید کند. این ویژگی آن را به عنوان یک راه انداز آتش در شرایط بقا و اضطراری مفید می کند.

درمان بیماری ماهی: در آبزی پروری، برای درمان بیماری های ماهی ناشی از انگل ها و عفونت های باکتریایی استفاده می شود. همچنین می توان از آن برای استریل کردن تخم ماهی و جلوگیری از انتقال بیماری استفاده کرد.

شاخص شیمیایی: در تیتراسیون ردوکس، از پرمنگنات پتاسیم به عنوان شاخص استفاده می شود. رنگ بنفش اولیه پس از اکسیداسیون کامل ناپدید می شود و نقطه پایان تیتراسیون را نشان می دهد.

حفاظت از میوه ها و سبزیجات: می توان از آن برای افزایش ماندگاری میوه ها و سبزیجات با مهار رشد کپک و باکتری استفاده کرد. یک محلول رقیق اغلب به عنوان نگهدارنده استفاده می شود.

عکاسی: در عکاسی اولیه، پرمنگنات پتاسیم به عنوان یک ماده شیمیایی برای تشدید چاپ سیاه و سفید استفاده می شد. خواص اکسید کننده آن به افزایش کنتراست تصویر کمک کرد.

بو زدایی: برای رفع بو یا از بین بردن بوهای نامطبوع در مصارف مختلف، از جمله تصفیه هوا و بوی بد کفش یا لباس می توان از این ماده  استفاده کرد.

معرف آزمایشگاهی: پرمنگنات پتاسیم یک معرف رایج در آزمایشگاه های شیمیایی برای آزمایش ها و آزمایش های مختلف، از جمله واکنش های اکسیداسیون و به عنوان رنگ آمیزی برای بافت شناسی است.

معرف تحلیلی: از پرمنگنات پتاسیم نیز در شیمی تجزیه استفاده می شود. به عنوان مثال، می تواند به تعیین مقدار مواد آلی که می تواند در یک محلول آبی اکسید شود کمک کند. این به عنوان ارزش پرمنگنات شناخته می شود. این مقدار از طریق تیتراسیون محاسبه می شود.

حفظ میوه: میوه‌هایی همچون موز به راحتی ممکن است بیش از حد برسیده و با انباشت اتیلن فاسد شوند، که نگهداری میوه را به یک چالش تبدیل می‌کند. پتاسیم پرمنگنات برای اکسید کردن اتیلن تولید شده توسط این میوه‌ها و در نتیجه کند کردن فرآیند رسیدن به کمک می‌آید.

کیت بقا: پرمنگنات پتاسیم اغلب در کیت های بقا گنجانده می شود زیرا می توان از آن برای ایجاد آتش سوزی و تصفیه آب استفاده کرد.

کاربردهای زیست محیطی: پتاسیم پرمنگنات در حوزه علوم و مهندسی محیط زیست، در بهبود خاک و تصفیه آب‌های آلوده زیرزمینی نقش دارد. می تواند آلاینده های مضر از جمله ترکیبات آلی و فلزات سنگین را اکسید کرده و تجزیه کند.

کاربردهای متنوع پتاسیم پرمنگنات، انطباق آن را در صنایع مختلف از تصفیه آب و بهداشت تا صنایع شیمیایی و کشاورزی به وضوح نمایان می‌سازد. با این حال، به دلیل خصوصیات اکسایشی قوی و خطرات ممکن در صورت استفاده نادرست یا نامناسب، ضرورت استفاده محتاطانه از آن بیش از پیش مشهود است.

پرمنگنات پتاسیم – دوز و نحوه مصرف

الف) اگر به عنوان محلول پرمنگنات پتاسیم 0.1٪ داده شود:

1 قسمت از محلول را به 8 قسمت آب رقیق کنید (مثلاً 10 میلی لیتر محلول به 80 میلی لیتر آب اضافه شده است) تا محلول بنفش روشن شود.

ب) اگر به صورت کریستال داده شود:

چند کریستال را در یک ظرف آب حل کنید. آن را به محلول بنفش روشن رقیق کنید.

سپس از محلول به صورت زیر استفاده کنید:

حمام

وان را با محلول پر کنید و برای حمام کردن استفاده کنید.

فشرده کردن

نوارهای پنبه یا گاز را کمی در محلول مرطوب کنید و در اطراف مناطق آسیب دیده بپیچید.

نوارها را به مدت ۱۰ دقیقه در جای خود نگه دارید. اگر خشک شدند، مقدار بیشتری از محلول را اضافه کنید.

خیس خوردن

مقدار کافی از محلول را در وان حمام یا لگن بریزید و مناطق آسیب‌دیده را در آن قرار دهید. تقریباً ۱۰ دقیقه در این محلول بمانید.

شستشو

نوار پنبه یا گاز را در محلولی آغشته کنید و از آن برای پاکسازی نواحی آسیب دیده استفاده کنید.

مضرات پتاش یا پرمنگنات پتاسیم چیست؟

پرمنگنات پتاسیم، با وجود فواید دارویی فراوان، در غلظت‌های بالا به عنوان یک ماده خطرناک شناخته می‌شود. این ماده ممکن است منجر به تحریک شدید و حتی سوزش پوست و چشم گردد.

در صورت استنشاق، ممکن است علائمی نظیر سرفه و تنگی نفس ایجاد شود.اگر با غلظت بالای این ماده در تماس باشید، ممکن است عوارض ریوی ناشی از آن، از جمله ادم ریوی (تجمع مایع در ریه‌ها) ایجاد شود و به سلامتی کبد و کلیه آسیب برساند.

 پرمنگنات پتاسیم را از کجا تهیه کنیم

پتاسیم پرمنگنات یک ترکیب شیمیایی چند منظوره است که در انواع مختلفی از کاربردها استفاده می‌شود؛ از تصفیه آب و کاربردهای پزشکی گرفته تا صنایع شیمیایی و بهبود محیط زیست. با این حال، استفاده از KMnO4 با احتیاط و رعایت دستورالعمل های ایمنی برای اطمینان از استفاده ایمن و مؤثر ضروری است. درک کاربردها و خواص آن می تواند به متخصصان و علاقه مندان به طور یکسان کمک کند تا از پتانسیل آن برای اهداف مختلف استفاده کنند.

وقتی این محصول را از اسپوتا شیمی خریداری می کنید، فقط یک ماده شیمیایی خریداری نمی کنید. شما روی کیفیت، قابلیت اطمینان و آرامش سرمایه گذاری می کنید. ما در اسپوتا شیمی متعهد می شویم که محصولی با کیفیت و خلوص بالا در اختیار مشتریان خود قرار دهیم . برای دریافت اطلاعات درباره قیمت پرمنگنات پتاسیم و خرید این محصول، می‌توانید با شماره‌هایی که در وب‌سایت درج شده‌اند تماس بگیرید.