ჟანგვა-აღდგენითი პროცესები საფუძვლად უდევს ცოცხალი და უსულო ბუნების უმნიშვნელოვანეს მოვლენებს: წვას, რთული ნივთიერებების დაშლას, ორგანული ნაერთების სინთეზს. კალიუმის პერმანგანატი, რომლის თვისებებსაც შევისწავლით ჩვენს სტატიაში, არის ერთ-ერთი ყველაზე ძლიერი ჟანგვის აგენტი, რომელიც გამოიყენება ლაბორატორიულ და სამრეწველო პირობებში. მისი დაჟანგვის უნარი დამოკიდებულია ატომის ჟანგვის მდგომარეობაზე, რომელიც იცვლება რეაქციის დროს. მოდით განვიხილოთ ეს ქიმიური პროცესების კონკრეტულ მაგალითებზე, რომლებიც ხდება KMnO მოლეკულების მონაწილეობით 4.
ნივთიერების მახასიათებელი
ნაერთი, რომელსაც ჩვენ განვიხილავთ (კალიუმის პერმანგანატი) არის ერთ-ერთი ყველაზე ფართოდ გამოყენებული ნივთიერება ინდუსტრიაში - მანგანუმის ნაერთები. მარილი წარმოდგენილია კრისტალებით ჩვეულებრივი მუქი მეწამული პრიზმების სახით. ის კარგად იხსნება წყალში და წარმოქმნის ჟოლოსფერ ხსნარს შესანიშნავი ბაქტერიციდული თვისებებით.მახასიათებლები. აქედან გამომდინარე, ნივთიერებამ ფართო გამოყენება ჰპოვა როგორც მედიცინაში, ასევე ყოველდღიურ ცხოვრებაში, როგორც ბაქტერიციდულმა აგენტმა. ჰეპტავალენტური მანგანუმის სხვა ნაერთების მსგავსად, მარილს შეუძლია ორგანული და არაორგანული ბუნების მრავალი ნაერთების დაჟანგვა. კალიუმის პერმანგანატის დაშლა გამოიყენება ქიმიურ ლაბორატორიებში სუფთა ჟანგბადის მცირე მოცულობის მისაღებად. ნაერთი აჟანგებს სულფიტის მჟავას სულფატად. ინდუსტრიაში KMnO4 გამოიყენება მარილმჟავადან ქლორის გაზის ამოსაღებად. ის ასევე იჟანგება ორგანული ნივთიერებების უმეტესობას და შეუძლია შავი მარილების გარდაქმნას თავის რკინის ნაერთებად.
ექსპერიმენტები კალიუმის პერმანგანატთან
ნივთიერება, რომელსაც ჩვეულებრივ უწოდებენ კალიუმის პერმანგანატს, იშლება გაცხელებისას. რეაქციის პროდუქტები შეიცავს თავისუფალ ჟანგბადს, მანგანუმის დიოქსიდს და ახალ მარილს - K2MnO4. ლაბორატორიაში ეს პროცესი ტარდება სუფთა ჟანგბადის მისაღებად. კალიუმის პერმანგანატის დაშლის ქიმიური განტოლება შეიძლება წარმოდგენილი იყოს შემდეგნაირად:
2KMnO4=K2MnO4 + MnO2 + O2.
მშრალი ნივთიერება, რომელიც არის მეწამული კრისტალები რეგულარული პრიზმების სახით, თბება +200 °C ტემპერატურამდე. მანგანუმის კატიონი, რომელიც მარილის ნაწილია, აქვს +7 ჟანგვის მდგომარეობა. ის მცირდება რეაქციის პროდუქტებში, შესაბამისად +6 და +4-მდე.
ეთილენის დაჟანგვა
გაზის ნახშირწყალბადები, რომლებიც მიეკუთვნება სხვადასხვა კლასებსორგანულ ნაერთებს აქვთ როგორც ერთჯერადი, ისე მრავალჯერადი ბმები ნახშირბადის ატომებს შორის მათ მოლეკულებში. როგორ განვსაზღვროთ pi ობლიგაციების არსებობა ორგანული ნაერთის უჯერი ბუნების საფუძველში? ამისათვის ტარდება ქიმიური ექსპერიმენტები საცდელი ნივთიერების (მაგალითად, ეთენი ან აცეტილენი) კალიუმის პერმანგანატის მეწამული ხსნარის გავლით. შეინიშნება მისი გაუფერულება, ვინაიდან უჯერი ბმა განადგურებულია. ეთილენის მოლეკულა იჟანგება და უჯერი ნახშირწყალბადიდან გადაიქცევა დიჰიდრულ გაჯერებულ სპირტად - ეთილენგლიკოლად. ეს რეაქცია თვისებრივია ორმაგი ან სამმაგი ბმის არსებობისთვის.
KMnO4-ის ქიმიური გამოვლინების თავისებურებები
თუ რეაქტიული ნივთიერებებისა და რეაქციის პროდუქტების დაჟანგვის მდგომარეობები იცვლება, მაშინ ხდება ჟანგვა-აღდგენითი რეაქცია. იგი ეფუძნება ელექტრონების გადაადგილების ფენომენს ერთი ატომიდან მეორეში. როგორც კალიუმის პერმანგანატის დაშლისას და სხვა რეაქციებში, ნივთიერება ავლენს ჟანგვის აგენტის გამოხატულ თვისებებს. მაგალითად, ნატრიუმის სულფიტისა და კალიუმის პერმანგანატის მჟავიან ხსნარში წარმოიქმნება ნატრიუმის, კალიუმის და მანგანუმის სულფატები, აგრეთვე წყალი:
5Na2SO3 + 2KMnO4 + 3H2 SO4 =2MnSO4 + 5Na2SO4 + K2SO4 + 3H20.
ამ შემთხვევაში, გოგირდის იონი არის შემამცირებელი აგენტი და მანგანუმი, რომელიც არის რთული ანიონის MnO4-, ავლენს ჟანგვის აგენტის თვისებებს. ის იღებს ხუთ ელექტრონს, ამიტომ მისი დაჟანგვის მდგომარეობა +7-დან +2-მდე მიდის.
გარემოს გავლენაქიმიური რეაქციის დინება
წყალბადის იონების ან ჰიდროქსილის ჯგუფების კონცენტრაციიდან გამომდინარე, გამოირჩევა ხსნარის მჟავე, ტუტე ან ნეიტრალური ბუნება, რომელშიც ხდება რედოქს რეაქცია. მაგალითად, წყალბადის კათიონების ჭარბი შემცველობით, მანგანუმის იონი +7 ჟანგვის მდგომარეობით კალიუმის პერმანგანატში ამცირებს მას +2-მდე. ტუტე გარემოში, ჰიდროქსილის ჯგუფების მაღალი კონცენტრაციით, ნატრიუმის სულფიტი, რომელიც ურთიერთქმედებს კალიუმის პერმანგანატთან, იჟანგება სულფატად. +7 ჟანგვის მდგომარეობით მანგანუმის იონი გადადის კათიონში +6 მუხტით, რომელიც არის K2MnO4 შემადგენლობაში., რომლის ხსნარს აქვს მწვანე ფერი. ნეიტრალურ გარემოში ნატრიუმის სულფიტი და კალიუმის პერმანგანატი ურთიერთქმედებენ ერთმანეთთან და ნალექი წარმოიქმნება მანგანუმის დიოქსიდი. მანგანუმის კატიონის დაჟანგვის მდგომარეობა +7-დან +4-მდე მცირდება. ნატრიუმის სულფატი და ტუტე - ნატრიუმის ჰიდროქსიდი ასევე გვხვდება რეაქციის პროდუქტებში.
მანგანუმის მჟავას მარილების გამოყენება
გაცხელებისას კალიუმის პერმანგანატის დაშლის რეაქცია და სხვა რედოქს პროცესები, რომლებიც მოიცავს მანგანუმის მჟავას მარილებს, ხშირად გამოიყენება ინდუსტრიაში. მაგალითად, მრავალი ორგანული ნაერთების დაჟანგვა, მარილმჟავადან აირისებრი ქლორის გამოყოფა, შავი მარილების სამვალენტიანად გადაქცევა. სოფლის მეურნეობაში KMnO4 ხსნარი გამოიყენება თესლისა და ნიადაგის წინასწარ თესვისათვის, მედიცინაში მკურნალობენ ჭრილობების ზედაპირს, ახდენენ ცხვირის ღრუს ანთებულ ლორწოვან გარსების დეზინფექციას,გამოიყენება პირადი ჰიგიენის ნივთების დეზინფექციისთვის.
ჩვენს სტატიაში ჩვენ არა მხოლოდ დეტალურად შევისწავლეთ კალიუმის პერმანგანატის დაშლის პროცესი, არამედ განვიხილეთ მისი ჟანგვის თვისებები და გამოყენება ყოველდღიურ ცხოვრებაში და ინდუსტრიაში.
