Ácido Permangánico
El ácido permangánico es una sustancia química inorgánica de fórmula HMnO4. Es una de las formas del manganeso, un metal de transición que se encuentra en la naturaleza en minerales como la pirolusita y la braunita.
El ácido permangánico es un compuesto oxidante muy potente que se utiliza en una amplia variedad de aplicaciones, incluyendo la purificación del agua, la esterilización, la producción de colorantes y como reactivo en síntesis química.
El ácido permangánico se compone de iones de hidrógeno (H+), iones de manganeso (Mn4+) y iones de oxígeno (O2-).
Su fórmula química es H Mn O4, lo que indica que hay un átomo de hidrógeno, un átomo de manganeso y cuatro átomos de oxígeno en cada molécula.
El ácido permangánico se puede obtener a partir de la reacción del permanganato de potasio (KMnO4) con ácido sulfúrico (H2SO4). La reacción es exotérmica, lo que significa que libera calor, y produce una solución de ácido permangánico concentrada. La ecuación química de la reacción es la siguiente:
2 KMnO4 + 3 H2SO4 → K2SO4 + 2 MnSO4 + 3 H2O + 5 [O]
La solución resultante es de color verde oscuro debido a la presencia de iones de manganeso en la forma de MnO4-. El ácido permangánico se puede aislar y purificar posteriormente mediante una serie de procesos de extracción y filtración.
Usos del Ácido Permangánico
Desinfección y purificación del agua: el ácido permangánico se utiliza comúnmente para desinfectar y purificar el agua al eliminar microorganismos, metales pesados, materia orgánica y otros contaminantes.
Tratamiento de aguas residuales: el ácido permangánico se utiliza para tratar aguas residuales y eliminar los compuestos orgánicos y metales pesados que puedan estar presentes.
Esterilización: El ácido permangánico se utiliza como agente esterilizante en la industria médica y farmacéutica. Es eficaz para matar microorganismos, incluyendo bacterias, virus y hongos.
Producción de colorantes: El ácido permangánico se utiliza en la producción de colorantes, especialmente para telas y papel. La solución se utiliza como oxidante para convertir los componentes de las tinturas en un producto final de color estable.
Síntesis química: El ácido permangánico se utiliza como reactivo en síntesis química para oxidar compuestos orgánicos e inorgánicos. Es especialmente útil para la oxidación de alcoholes a aldehídos o cetonas.
Tratamiento de enfermedades de la piel: el ácido permangánico se utiliza en soluciones diluidas para tratar afecciones de la piel como el eccema y la dermatitis.
Se utiliza en la industria alimentaria como aditivo para la conservación de alimentos y en la limpieza de equipos de procesamiento de alimentos.
Se utiliza en la medicina como agente oxidante y desinfectante en la preparación de soluciones antisépticas y como tratamiento para ciertas enfermedades de la piel.
Propiedades del Ácido Permangánico
Propiedades físicas:
- Estado físico: Sólido cristalino
- Color: Púrpura oscuro
- Punto de fusión: 240°C
- Densidad: 2,69 g/cm³
- Solubilidad en agua: 68 g/L a 20°C
- Olor: Inodoro
- Es una sustancia cristalina de color púrpura oscuro que se disuelve en agua para producir una solución de color púrpura intenso.
- El ácido permangánico es un oxidante fuerte y reacciona violentamente con materiales orgánicos y combustibles.
Propiedades químicas:
- Es un oxidante fuerte que puede oxidar una amplia variedad de compuestos, incluidos los compuestos orgánicos.
- Reacciona violentamente con materiales combustibles y explosivos, como el papel, el alcohol y el hidrógeno.
- Puede reaccionar con ácidos para producir permanganatos, como el permanganato de potasio.
- En solución acuosa, el ácido permangánico se descompone lentamente para producir óxido de manganeso (IV), oxígeno y agua.
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Ácido Permangánico
El ácido mangánico o permangánico es un ácido dibásico de fórmula H2MnO4. Es un oxoácido de manganeso. Se encuentra solo en solución y en sales de manganato. Nombre sistemático: Dihidrógeno (tetraóxidomanganato).
Este fuerte oxoácido ha sido aislado como su dihidrato. Es el ácido conjugado de las sales de permanganato. También conocido como Permanganato de Potasio.
El grupo aniónico univalente MnO4 es derivado del ácido permangánico, siendo todos agentes oxidantes fuertes.
Son sales que contienen el anión MnO4-, normalmente de color rojo violáceo profundo y con fuertes propiedades oxidantes.
Las soluciones de ácido permangánico (hasta un 20%) son líquidos púrpuras, con un olor a ozono.
Obtención del Ácido Permangánico
- En cuanto a su estructura podemos decir que se prepara con mayor frecuencia mediante la reacción del ácido sulfúrico diluido con una solución de permanganato de bario, y el subproducto insoluble de sulfato de bario se elimina mediante filtración.
- El ácido sulfúrico utilizado debe ser diluido, las reacciones de los permanganatos con ácido sulfúrico concentrado producen el anhídrido, el heptóxido de manganeso.
- También ha sido preparado a través de la reacción del ácido hidrofluorosilícico con permanganato de potasio, a través de la electrólisis, y a través de la hidrólisis del heptóxido de manganeso, aunque la última ruta a menudo resulta en explosiones.
- El permangánico cristalino ha sido preparado a bajas temperaturas como el dihidrato, HMnO4-2H2O. Aunque su estructura no ha sido verificada espectroscópica o cristalográficamente, se supone que el Ácido Permangánico adopta una estructura tetraédrica similar a la del ácido perclórico.
- Como ácido fuerte, el Ácido Permangánico se desprotoniza para formar los permanganatos de color púrpura intenso. El permanganato de potasio, KMnO4, es un agente oxidante muy utilizado, versátil y potente.
- Las soluciones concentradas se descomponen más rápidamente que las diluidas.
Propiedades del Ácido Permangánico
- Se puede presentar como un líquido viscoso e incoloro, con un olor característico a ácido.
- Su propiedad más resaltante de este tipo de ácido es que es un oxidante muy fuerte que cataliza la descomposición del ácido, oxida materiales orgánicos e inorgánicos.
- Las soluciones de ácido permangánico son inestables y se descomponen gradualmente en dióxido de manganeso, oxígeno y agua.
- Es un ácido extremadamente inestable que se descompone espontáneamente, envolviendo el oxígeno y precipitando dióxido de manganeso.
- Cuando se encuentra en solución y es enfriado a punto de congelación se produce hidrato de cristal.
- Las soluciones concentradas de este ácido se corrompen rápidamente, lo que permite crear ozono químicamente, mediante la reacción de las sales resultantes con ácido sulfúrico.
- Tiene una densidad de aproximadamente 1.4 g/cm³.
- Su punto de ebullición es de aproximadamente 136°C.
- Es soluble en agua y alcohol, pero no en éter.
- Es un ácido fuerte y reacciona con bases para formar sales de permanganato.
- Es corrosivo y puede causar quemaduras en la piel y los ojos.
- Puede descomponerse violentamente si se calienta o se mezcla con sustancias orgánicas o reductores.
Usos del Ácido Permangánico
- Se utiliza para eliminar impurezas en la purificación de agua potable y en la producción de productos químicos.
- Además, el ácido permangánico se utiliza en la industria textil para el teñido y la impresión de fibras y telas de algodón, seda y lana.
- También se utiliza en la producción de materiales plásticos, productos de caucho y en la industria del papel.
- Se utiliza en la desinfección de agua, la purificación de gases de escape, la oxidación de compuestos orgánicos.
- En la eliminación de malos olores y la eliminación de metales pesados del agua.
- En la industria alimentaria, el Ácido Permangánico se utiliza para limpiar y desinfectar equipos y superficies.
- También se utiliza como un agente de conservación para mantener la frescura y la calidad de los alimentos.
- Se utiliza en la fabricación de productos farmacéuticos como un agente oxidante para sintetizar compuestos orgánicos.
- Se utiliza en la agricultura como fungicida y bactericida para proteger las plantas de enfermedades y plagas.
- El Ácido Permangánico se utiliza en la fabricación de productos de cuidado personal como cremas y lociones para tratar problemas de la piel como la dermatitis y la psoriasis.
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Anión permanganato.
Los permanganatos son las sales del ácido permangánico, de fórmula HMnO
4. Se trata de sustancias de un intenso color violeta y alto poder oxidante que contienen el anión MnO–
4 y por lo tanto el manganeso en su mayor estado de oxidación, 7+.
Reacciones
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]
El anión permanganato tiene un potencial normal de electrodo muy alto, lo que lo convierte en un oxidante muy fuerte capaz de oxidar al agua a dioxígeno.
2
MnO
−
4
+ 2
H
+
→ 2
O
2
+
H
2
+ 2
MnO
2
Sin embargo, esta reacción es muy lenta, sobre todo en ausencia de luz y en medios neutros y alcalinos, lo que hace que esta sustancia sea cinéticamente estable en disolución acuosa.[1] En disolución ácida, aunque lenta, la reducción del permanganato por el agua es observable.[2]
Esta reacción también se puede ver activada aumentando la temperatura. Así, calentando permanganato en disolución alcalina se libera dioxígeno elemental y se forma el anión manganato, MnO2–
4, de color verde:
4
MnO
–
4
+ 4
OH
−
→ 4
MnO
2–
4
+
O
2
+ 2
H
2
O
En contacto con sustancias orgánicas provoca incendios. Así una gota de glicerina aplicada a un cono de 2-3 g de permanganato de potasio en polvo lleva rápidamente primero a la generación de humo y luego a una llama violácea por la presencia del potasio.
En disolución ácida su reducción suele llegar hasta el manganeso(2+), un catión casi incoloro o rosa muy pálido en disoluciones concentradas. La reacción es acelerada por la presencia de cationes manganeso(II) (reacción autocatalítica) y aprovechada en la permanganometría.
En disolución neutra o ligeramente básica la reducción solo lleva hasta el óxido de manganeso(IV), MnO
2, que precipita como un sólido marrón.[2]
En disoluciones fuertemente alcalinas, el MnO−
4 se reduce hasta manganeso(VI) en forma de anión manganato, de color verde[1]
2
MnO
–
4
+
H
2
O
2
+ 2
OH
−
→ 2
MnO
2−
4
+
O
2
+ 2
H
2
O
Sin embargo, con un exceso de una sustancia de gran poder reductor, incluso en medios fuertemente básicos se consigue la reducción hasta Mn(IV):
2
MnO
–
4
+ 3
SO
2–
3
+
H
2
O
→ 2
MnO
2
+
SO
2−
4
+ 2
OH
−
El anión manganato, estable en disolución altamente alcalina, dismuta cuando se acidifica la disolución para dar manganeso en estados de oxidación (VII) y (IV)[1]
3
MnO
2–
4
+ 4
H
+
→ 2
MnO
−
4
+
MnO
2
+ 2
H
2
O
Síntesis
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El permanganato más conocido es el permanganato de potasio, KMnO4. Se obtiene mediante electrólisis o por dismutación de una disolución de manganato de potasio (K
2MnO
4) en medio ácido.
Aplicaciones
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El permanganato de potasio se utiliza como oxidante en diversos procesos técnicos. Por ejemplo se aprovecha para oxidar el grupo metilo del ácido o-metilclorosulfónico a carboxilato en la síntesis de la sacarina.
En el tratamiento de las aguas residuales a veces se añade permanganato como desinfectante, oxidante y para ayudar a la floculación.
En medicina se utiliza a veces una disolución diluida como desinfectante bucal.
Como uso ilícito, el permanganato se utiliza en países productores de cocaína para la purificación de esta.
Consejos
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Las manchas generadas por el permanganato suelen ser debidas a la formación de óxidos de manganeso y se eliminan fácilmente con disoluciones ligeramente aciduladas de sulfito o tiosulfato. Sin embargo estas sustancias pueden generar en los tejidos, tras la exposición al sol, manchas amarillas, por lo que se prefiere usar ácido oxálico.
Teoría
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El color violeta intenso se debe a una transferencia de carga de entre los oxígenos y el átomo de manganeso central.
El ácido oxálico es un reductor del permanganato y neutralizante de los óxidos de manganeso que generan manchas.
Referencias
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