Kaliumpermanganaat

In 1659 smolt een Duitse scheikundige, Johann Rudolf Glauber, een mengsel van het mineraal pyrolusiet en kaliumcarbonaat om een materiaal te verkrijgen dat een groene oplossing (kaliummanganaat) vormde wanneer het in water werd opgelost. Het veranderde langzaam van kleur naar violet (kaliumpermanganaat) en tenslotte naar rood. Dit verslag is de eerste beschrijving van de produktie van kaliumpermanganaat.

Iets minder dan 200 jaar later was een Londenaar, Henry Bollmann Condy, chemicus. Hij had belangstelling voor ontsmettingsmiddelen en maakte dingen zoals geozoniseerd water. Hij ontdekte dat wanneer hij pyrolusiet met natriumhydroxide smolt en in water oploste, er een oplossing ontstond die goede ontsmettende eigenschappen had. Hij patenteerde deze oplossing, en verkocht het als Condy's Fluid. Het probleem was dat de oplossing niet erg stabiel was. Dit werd verholpen door kaliumhydroxide te gebruiken in plaats van natriumhydroxide. Dit gaf een stabieler materiaal. Het kon ook worden gedroogd tot het even goede kaliumpermanganaatpoeder. Dit poeder werd Condy's kristallen of Condy's poeder genoemd. Omdat kaliumpermanganaat gemakkelijk te maken was, probeerde Condy andere mensen ervan te weerhouden het te maken en zelf te verkopen.

Vroege fotografen gebruikten het in flitspoeder.

Chemische toepassingen

Kaliumpermanganaat wordt gebruikt als oxidatiemiddel. ^[3] Het wordt ook gebruikt in ontsmettingsmiddelen en in ontgeurders. Het kan worden gebruikt om veel verschillende soorten chemicaliën te maken. Bij de behandeling van afvalwater wordt het gebruikt om zich te ontdoen van waterstofsulfide, een stinkend giftig gas. In de analytische chemie wordt een nauwkeurige concentratie van KMnO4 soms gebruikt om te zien hoeveel van een bepaald reductiemiddel in de titratie zit. Op een verwante manier wordt het gebruikt als reagens voor houtpulp. Vermenging van kaliumpermanganaat en formaldehyde maakt een mild traangas.

Als oxidant in de organische synthese

Verdunde oplossingen van KMnO4 zetten alkenen om in diolen (glycolen). Dit gedrag wordt ook gebruikt als een kwalitatieve test voor de aanwezigheid van dubbele of drievoudige bindingen in een molecuul, aangezien de reactie de permanganaatoplossing kleurloos maakt. Het wordt ook wel het reagens van Baeyer genoemd.

Geconcentreerde oplossingen oxideren een methylgroep aan een aromatische ring, b.v. tolueen, tot benzoëzuur.

KMnO4 oxideert pseudo-efedrinehydrochloride tot methcathinon, een drug die in de Verenigde Staten op lijst I staat. Bijgevolg heeft de DEA het gebruik en de verkoop ervan beperkt door het in te delen als een precursor van lijst I. Kaliumpermanganaat is opgenomen in lijst I van precursoren van het Verdrag van de Verenigde Naties tegen de sluikhandel in verdovende middelen en psychotrope stoffen.

Zuren en kaliumpermanganaat

Geconcentreerd zwavelzuur reageert met kaliumpermanganaat tot mangaan(VII)oxide, dat explosief kan zijn. ^[4][5][6]. Deze reactie maakt ook ozon. De ozon kan in alcohol gedrenkt papier doen ontbranden. Deze reactie is zeer gevaarlijk.

6 KMnO4 + 9 _H2SO4 → 6 MnSO4 + 3 K2SO4 + 9 _H2O + 5 O3

Geconcentreerde HCl maakt chloor.

2 KMnO4 + 16 HCl → 2 MnCl2 + 2 KCl + 8 _H2O + 5 Cl2

De Mn-houdende producten van redoxreacties zijn afhankelijk van de pH. Zure oplossingen van permanganaat worden gereduceerd tot het zwakroze Mn2+ ion, zoals in mangaan(II) chloride. In neutrale oplossing wordt permanganaat gereduceerd tot bruin mangaan(IV)oxide, waarbij Mn in een +4 oxidatietoestand is. Mangaan(IV) oxide is het spul dat de huid kleurt wanneer er kaliumpermanganaat op wordt aangebracht. Kaliumpermanganaat reduceert spontaan in een basische oplossing tot groen gekleurd kaliummanganaat, waarbij mangaan in de +6 oxidatietoestand is.

Biomedisch gebruik

• Verdunde oplossingen worden gebruikt als behandeling voor kankerzweren (ulcera) (0,25%), ontsmettingsmiddel voor de handen (ongeveer 1%) en behandeling voor milde pompholyx dermatitis of schimmelinfecties van de handen of voeten.
• Een verdunde oplossing van aangezuurd kaliumpermanganaat wordt in de histologie gebruikt voor het bleken van melanine, dat weefseldetails aan het zicht onttrekt.
• Kaliumpermanganaat kan worden gebruikt om amyloïd AA te onderscheiden van andere soorten amyloïd die pathologisch in lichaamsweefsels zijn afgezet. Incubatie van gefixeerd weefsel met kaliumpermanganaat verhindert dat amyloïd AA gekleurd wordt met congorood, terwijl andere soorten amyloïd onaangetast blijven. ^[7][8]

Diverse toepassingen

• Oplossingen van KMnO4 zijn samen met 80% waterstofperoxide gebruikt om een raket voort te stuwen. Bij dit gebruik werd het Z-Stoff genoemd. Deze stuwstof wordt nog steeds gebruikt in torpedo's.
• Een verdund (10 mg/l) kaliumpermanganaat kan worden gebruikt om slakken van planten te verwijderen voordat ze in een zoetwateraquarium worden geplaatst.
• Kaliumpermanganaat van hoge kwaliteit is te koop in zwembadwinkels en wordt op het platteland gebruikt om ijzer en waterstofsulfide (geur van rotte eieren) uit putwater te verwijderen.
• KMnO4 wordt vaak opgenomen in overlevingspakketten samen met glycerine of een glucosetablet om vuur te maken. Het glucosetablet kan worden vermalen, vermengd met het kaliumpermanganaat en het zal branden als het wordt ingewreven. Het kan ook worden gemengd met antivries uit een voertuig om vuur te maken. Dit kan gevaarlijk zijn en moet voorzichtig worden gedaan door wat papier in de antivries te dopen en dan een kleine hoeveelheid kaliumpermanganaat toe te voegen. Het kan ook water en wonden steriliseren, dus is het nuttig in een overlevingspakket.
• KMnO4 wordt gebruikt voor de behandeling van sommige parasitaire ziekten bij vissen, bij de behandeling van drinkwater en als tegengif bij fosforvergiftiging. In Afrika wordt het gebruikt als ontsmettingsmiddel voor groenten zoals sla.

Vast kaliumpermanganaat is een sterke oxidator en moet in het algemeen gescheiden worden gehouden van reducerende stoffen. Sommige reacties hebben een beetje water nodig. Zo zullen bijvoorbeeld kaliumpermanganaat in poedervorm en poedersuiker enkele seconden na toevoeging van een druppel water ontbranden (maar niet exploderen). Verdunde oplossingen van KMnO4 zijn niet gevaarlijk. KMnO4 vormt gevaarlijke producten als het met geconcentreerde zuren wordt gemengd.

Kaliumpermanganaat maakt vlekken op huid en kleding en moet voorzichtig worden gehanteerd. Kledingvlekken kunnen worden weggewassen met azijnzuur. Huidvlekken verdwijnen binnen 48 uur.