Nadmanganian potasu ma wzór chemiczny KMnO4, gdzie „4” jest indeksem dolnym poniżej tlenu. Jest to powszechny środek utleniający, często używany w miareczkowaniu ze względu na jego barwę i potencjał redoks. Po zredukowaniu inną substancją chemiczną traci swój charakterystyczny różowo-fioletowy kolor i staje się bezbarwny. Jest stosowany komercyjnie przede wszystkim ze względu na swój kolor i moc utleniania.
Historia
Nadmanganian potasu odkryto w 1659 roku. Niedługo potem odkryto jego wzór chemiczny. W tamtym czasie jego główne zastosowanie znajdowało się w fotografii, ponieważ jego potencjał barwienia można wykorzystać do wywoływania slajdów. Wciąż bywa używany w tym celu wraz z innymi chemikaliami, zwłaszcza przy wykonywaniu zdjęć czarno-białych.
Składniki chemiczne wzoru
Biorąc pod uwagę wzór nadmanganianu potasu, KMnO4, jego elementami składowymi są potas (K), mangan (Mn) i tlen (O). Wzór wskazuje, że na mol KMnO4 przypada 1 mol K, 1 mol Mn i 4 mole O. Innymi słowy, ułamek molowy O wynosi 1/6, ułamek molowy Mn to 1/6, a ułamek molowy O to 2/3.
Składniki kationowe i anionowe formuły
W nadmanganianu potasu występuje zarówno wyraźny kation, jak i anion. Po umieszczeniu w rozpuszczalniku, takim jak woda, kation potasu oddziela się od anionu nadmanganianu. Każdy ma odpowiednio jeden ładunek dodatni i jeden ujemny. Kation potasu jest jonem widzącym i generalnie nie reaguje. Anion jest jednak odpowiedzialny za znaczące właściwości utleniające substancji chemicznej.
Stany utleniania w formule
Jon potasu w KMnO4 ma stały stopień utlenienia 1+, a każdy z atomów tlenu ma stały stopień utlenienia 2-. Atom Mn uczestniczy w reakcjach redoks i ma początkowy stopień utlenienia 7+. Zmniejsza się do 2+, gdy obecny jest środek redukujący, taki jak jon szczawianowy. Po dodaniu atomy w KMnO4 dają całkowity ładunek obojętny, zgodnie ze wzorem.
Rozmiar i kolor
Nadmanganian potasu ma masę molową 158,04 g/mol. Liczbę tę uzyskuje się przez dodanie poszczególnych mas molowych czterech atomów tlenu, jednego atomu manganu i jeden atom potasu, wszystkie dostępne w układzie okresowym pierwiastków (patrz "Zasoby dodatkowe" Sekcja). Głęboko purpurowy kolor nadmanganianu potasu jest spowodowany ruchem elektronu do wolnego orbitalu d w atomie manganu. Przejście następuje, gdy substancja chemiczna znajduje się w obecności światła. Potwierdza to pusty orbital 3d w manganie.