Παρασκευή, ιδιότητες και χρήσεις του K2Cr2O7 και του KMnO4.

Το διχρωμικό κάλιο λαμβάνεται προσθέτοντας στο ουδέτερο κίτρινο χρωμικό κάλιο σε διάλυμα, μια μέτρια ποσότητα ενός από τα ισχυρότερα οξέα. Το υπερμαγγανικό κάλιο παράγεται με την ανάμειξη ενός διαλύματος υδροξειδίου του καλίου και κονιοποιημένου οξειδίου του μαγγανίου με ένα οξειδωτικό όπως το χλωρικό κάλιο.

Διχρωμικό κάλιο

Το διχρωμικό κάλιο K2Cr2O7 είναι το πιο συχνά χρησιμοποιούμενο ανόργανο χημικό αντιδραστήριο ως οξειδωτικό σε μια ποικιλία εργαστηριακών και βιομηχανικών εφαρμογών. Ομοίως, οι ενώσεις εξασθενούς χρωμίου είναι οξεία και χρόνια επιβλαβείς για την υγεία. Είναι ένα πολύ έντονο κόκκινο-πορτοκαλί κρυσταλλικό ιοντικό στερεό. Αυτό το αλάτι είναι δημοφιλές στο εργαστήριο επειδή δεν σβήνει, σε αντίθεση με το πιο σχετικό βιομηχανικά  άλας διχρωμικού νατρίου.

Παρασκευή διχρωμικού καλίου-

Το διχρωμικό κάλιο (K2Cr2O7) είναι ένα πορτοκαλί ανόργανο χημικό αντιδραστήριο. Χρησιμοποιείται κυρίως ως οξειδωτικό για το αλκοόλ σε διάφορα εργαστήρια και βιομηχανίες. Μπορείτε να το δημιουργήσετε με την παρακάτω διαδικασία.

• Πρώτον, σύντηξη μεταλλεύματος χρωμίτη FeCr2O4 με ανθρακικό νάτριο ή ανθρακικό κάλιο παρουσία  αέρα.

• Το διάλυμα χρωμικού νατρίου αρχικά διηθείται και στη συνέχεια οξινίζεται με  διάλυμα θειικού οξέος. Αυτό επιτρέπει στο πορτοκαλί διάλυμα διχρωμικού νατρίου Na2Cr2O72H2O να κρυσταλλωθεί.

2Na2CrO4 + 2H+ 🡪 Na2Cr2O7 + 2Na+ + H2O  

• Το διχρωμικό νάτριο είναι πιο διαλυτό από το διχρωμικό κάλιο, συντήκεται με KCl  για να σχηματίσει πορτοκαλί  κρυστάλλους διχρωμικού καλίου.

Na2Cr2O7 + 2KCl 🡪 K2Cr2O7 + 2NaCl

• Σε pH 4, το διχρωμικό και το χρωμικό βρίσκονται σε ισορροπία και μπορούν να αλληλομετατραπούν.

2CrO4 2- + 2H2+ 🡪 Cr2O72- + H2O  

Cr2O7 2- + 2OH- 🡪 2CrO42- 

• Το κίτρινο χρώμα του χρωμικού αλλάζει σε πορτοκαλί  διχρωμικό παρουσία όξινου μέσου, αλλά το διχρωμικό μετατρέπεται σε χρωμικό.

2CrO42- + 2H+ 🡪 2HCrO4- (Υδρογόνο χρωμικό)

2HCrO4-  🡪 Cr2O72- + H2O  Διχρωμικό (πορτοκαλί)

Το χρωμικό ιόν είναι τετραεδρικό και  το διχρωμικό ιόν αποτελείται από δύο τετραεδρικά κοινά σε μια γωνία, με γωνία δεσμού Cr-O-Cr 126 μοίρες.

Ιδιότητες του διχρωμικού καλίου-

• Το διχρωμικό κάλιο είναι ένα ισχυρό οξειδωτικό σε  όξινα μέσα.

Cr2O7 2- + 14H+ + 6 ηλεκτρόνια 🡪 2Cr3+ + 7H2O

• Είναι πολύ διαβρωτικό και είναι ένας ισχυρός οξειδωτικός παράγοντας για τον οποίο χρησιμοποιείται σε συντηρητικά ξύλου, την κατασκευή χρωστικών και φωτοχημικές διεργασίες.

• Η ένωση έχει έντονους κόκκινους κρυστάλλους και χρησιμοποιείται για βαφή, χρώση και μαύρισμα κ.λπ.
• Όταν θερμαίνεται, το διχρωμικό κάλιο αποσυντίθεται σε χρωμικό κάλιο, οξείδιο του χρωμίου και οξυγόνο.

4K2Cr2O7 →  4K2CrO4 +3O2 + 2CrO3

• Για ιατρικούς σκοπούς, είναι στυπτικό, αντισηπτικό και διαβρωτικό. Όταν θερμαίνεται, απελευθερώνει τοξικό αέριο χρώμιο

Χρήσεις διχρωμικού καλίου

Μπορεί να χρησιμοποιηθεί σε ποικίλες εφαρμογές ως οξειδωτικό και μπορεί επίσης να χρησιμοποιηθεί στην παρασκευή διαφόρων προϊόντων όπως χρώματα, κεριά και κόλλες. Ως ένωση εξασθενούς χρωμίου, το διχρωμικό κάλιο είναι εξαιρετικά τοξικό και καρκινογόνο.

Το υπερμαγγανικό κάλιο και το διχρωμικό κάλιο είναι πολύ κοινά στα ερευνητικά κέντρα επειδή χρησιμοποιούνται τακτικά  σε μεθόδους τιτλοδότησης. Το κάλιο περιλαμβάνεται σε αυτά τα δύο μείγματα ως συστατικό, αλλά φαίνονται τόσο διαφορετικά που είναι σίγουρα αναγνωρίσιμα.

Υπερμαγγανικό κάλιο

Το υπερμαγγανικό κάλιο είναι μια ανόργανη ένωση με σύνθεση KMnO4. Υπό αυτή την έννοια, η ένωση είναι ένα άλας καλίου επειδή έχει δύο σωματίδια, το K + και το MnO4–. Το μεταλλικό μαγγάνιο βρίσκεται σε κατάσταση οξείδωσης +7. Η ένωση είναι σε ισχυρή κατάσταση σε θερμοκρασία δωματίου και εμφανίζεται ως μια ασθενώς μοβ ισχυρή ένωση. Επιπλέον, είναι ένα σημαντικό φάρμακο για τον καθαρισμό τραυματισμών.

Παρασκευή υπερμαγγανικού καλίου-

Το υπερμαγγανικό κάλιο (KMnO4) είναι ένα βαθύ μωβ στερεό που αποτελείται από δύο ιόντα, το ιόν καλίου (K1) και το υπερμαγγανικό ιόν (MnO-4). Είναι ένα ισχυρό οξειδωτικό, έχει φαρμακευτικές ιδιότητες και  χρησιμοποιείται ευρέως για τον καθαρισμό πληγών και τη θεραπεία της δερματίτιδας.

• Η διάλυση κονιοποιημένου μεταλλεύματος πυρολουσίτη (MnO2) με υδροξείδια αλκαλιμετάλλων όπως ΚΟΗ παρουσία αέρα ή οξειδωτικού παράγοντα όπως το KNO3 έχει ως αποτέλεσμα τον σχηματισμό σκούρου πράσινου μαγγανικού καλίου (K2MnO4), το οποίο είναι ουδέτερο ή γίνεται ανισορροπημένο με όξινα μέσα. Στο σχηματισμό υπερμαγγανικού καλίου.

2 MnO2 + 4 KOH + O2 🡪 2K2MnO4  + 2H2O.

3 MnO42- + 4H+  🡪 2MnO4- + MnO2 + 2H2O.

• Το υπερμαγγανικό κάλιο παράγεται από  την αλκαλική οξειδωτική σύντηξη πυρολουσίτη (MnO2) και στη συνέχεια με  ηλεκτρολυτική οξείδωση μαγγανικών (4) ιόντων.

2 MnO2 + O2 + 4KOH  🡪 2K2MnO4 

MnO42- + (ηλεκτρολυτική οξείδωση)  🡪 MnO4- + e-

Ιδιότητες του υπερμαγγανικού καλίου –

• Η θέρμανση του υπερμαγγανικού καλίου περιέχει μαγγανικό κάλιο, διοξείδιο του μαγγανίου και οξυγόνο.

2KMnO4 →  K2MnO4 + MnO2 + O2

• Αν και δεν είναι εύφλεκτο, δρα ως καταλύτης για την καύση εύφλεκτων ουσιών.
• Έχει σχήμα μωβ κρυστάλλων και διαλύεται σε ζεστό νερό.
• Μπορεί να είναι τοξικό σε υψηλές συγκεντρώσεις
• Αναφλέγεται όταν αναμιγνύεται με γλυκερίνη.
• Ισχυρό οξειδωτικό σε όξινα ή αλκαλικά διαλύματα.

Χρήσεις υπερμαγγανικού καλίου 

Το υπερμαγγανικό κάλιο και το διχρωμικό κάλιο είναι πολύ κοινά στα ερευνητικά κέντρα επειδή χρησιμοποιούνται τακτικά  σε μεθόδους τιτλοδότησης. Το κάλιο περιλαμβάνεται σε αυτά τα δύο μείγματα ως συστατικό, αλλά φαίνονται τόσο διαφορετικά που είναι σίγουρα αναγνωρίσιμα.

Συμπέρασμα 

Το υπερμαγγανικό κάλιο είναι μια ανόργανη ένωση του συνθετικού τύπου KMnO4 και το διχρωμικό κάλιο είναι μια ανόργανη ένωση του τύπου χημικής αντίδρασης K2Cr2O7. Το υπερμαγγανικό κάλιο έχει μια θαμπή μωβ απόχρωση και το διχρωμικό κάλιο έχει μια κόκκινη-πορτοκαλί απόχρωση. Λαμβάνοντας υπόψη τις συνθήκες οξείδωσης του μεταλλικού γιώτα σε αυτά τα μείγματα, το μαγγάνιο  έχει κατάσταση οξείδωσης +7 με υπερμαγγανικό κάλιο και το χρώμιο  έχει κατάσταση οξείδωσης +6 με διχρωμικό κάλιο.