ऑक्सीकरण-कमी प्रक्रियाएं चेतन और निर्जीव प्रकृति की सबसे महत्वपूर्ण घटनाओं के अंतर्गत आती हैं: दहन, जटिल पदार्थों का अपघटन, कार्बनिक यौगिकों का संश्लेषण। पोटेशियम परमैंगनेट, जिसके गुणों का हम अपने लेख में अध्ययन करेंगे, प्रयोगशाला और औद्योगिक परिस्थितियों में उपयोग किए जाने वाले सबसे शक्तिशाली ऑक्सीकरण एजेंटों में से एक है। इसकी ऑक्सीकरण क्षमता परमाणु की ऑक्सीकरण अवस्था पर निर्भर करती है, जो प्रतिक्रिया के दौरान बदल जाती है। आइए KMnO अणुओं की भागीदारी के साथ होने वाली रासायनिक प्रक्रियाओं के विशिष्ट उदाहरणों पर इस पर विचार करें 4।
पदार्थ की विशेषता
हम जिस यौगिक (पोटेशियम परमैंगनेट) पर विचार कर रहे हैं, वह उद्योग में सबसे व्यापक रूप से उपयोग किए जाने वाले पदार्थों में से एक है - मैंगनीज यौगिक। नमक को नियमित रूप से गहरे बैंगनी रंग के प्रिज्म के रूप में क्रिस्टल द्वारा दर्शाया जाता है। यह पानी में अच्छी तरह से घुल जाता है और उत्कृष्ट जीवाणुनाशक गुणों के साथ रास्पबेरी रंग का घोल बनाता है।विशेषताएँ। इसलिए, पदार्थ ने दवा और रोजमर्रा की जिंदगी में एक जीवाणुनाशक एजेंट के रूप में व्यापक आवेदन पाया है। हेप्टावलेंट मैंगनीज के अन्य यौगिकों की तरह, नमक कार्बनिक और अकार्बनिक प्रकृति के कई यौगिकों को ऑक्सीकरण करने में सक्षम है। पोटेशियम परमैंगनेट के अपघटन का उपयोग रासायनिक प्रयोगशालाओं में शुद्ध ऑक्सीजन की थोड़ी मात्रा प्राप्त करने के लिए किया जाता है। यौगिक सल्फाइट एसिड को सल्फेट में ऑक्सीकृत करता है। उद्योग में, हाइड्रोक्लोरिक एसिड से क्लोरीन गैस निकालने के लिए KMnO4 का उपयोग किया जाता है। यह अधिकांश कार्बनिक पदार्थों का ऑक्सीकरण भी करता है और लौह लवण को इसके फेरिक यौगिकों में परिवर्तित करने में सक्षम है।
पोटेशियम परमैंगनेट के साथ प्रयोग
आमतौर पर पोटेशियम परमैंगनेट नामक पदार्थ गर्म करने पर विघटित हो जाता है। प्रतिक्रिया उत्पादों में मुक्त ऑक्सीजन, मैंगनीज डाइऑक्साइड और एक नया नमक होता है - K2MnO4। प्रयोगशाला में शुद्ध ऑक्सीजन प्राप्त करने के लिए यह प्रक्रिया की जाती है। पोटेशियम परमैंगनेट के अपघटन के लिए रासायनिक समीकरण को निम्नानुसार दर्शाया जा सकता है:
2KMnO4=K2MnO4 + MnO2 + ओ2.
शुष्क पदार्थ, जो नियमित प्रिज्म के रूप में बैंगनी क्रिस्टल होते हैं, को +200 डिग्री सेल्सियस के तापमान पर गर्म किया जाता है। मैंगनीज कटियन, जो नमक का हिस्सा है, की ऑक्सीकरण अवस्था +7 है। यह प्रतिक्रिया उत्पादों में क्रमशः +6 और +4 तक घट जाती है।
एथिलीन ऑक्सीकरण
विभिन्न वर्गों से संबंधित गैस हाइड्रोकार्बनकार्बनिक यौगिकों के अणुओं में कार्बन परमाणुओं के बीच एकल और एकाधिक दोनों बंधन होते हैं। कार्बनिक यौगिक की असंतृप्त प्रकृति के अंतर्गत पाई बांड की उपस्थिति का निर्धारण कैसे करें? इसके लिए परीक्षण पदार्थ (उदाहरण के लिए, एथीन या एसिटिलीन) को पोटेशियम परमैंगनेट के बैंगनी घोल से गुजार कर रासायनिक प्रयोग किए जाते हैं। इसका मलिनकिरण देखा जाता है, क्योंकि असंतृप्त बंधन नष्ट हो जाता है। एथिलीन अणु ऑक्सीकृत होता है और एक असंतृप्त हाइड्रोकार्बन से डाइहाइड्रिक संतृप्त अल्कोहल - एथिलीन ग्लाइकॉल में बदल जाता है। यह प्रतिक्रिया डबल या ट्रिपल बॉन्ड की उपस्थिति के लिए गुणात्मक है।
KMnO4 की रासायनिक अभिव्यक्तियों की विशेषताएं
यदि अभिकारकों और प्रतिक्रिया उत्पादों की ऑक्सीकरण अवस्था बदल जाती है, तो ऑक्सीकरण-कमी प्रतिक्रिया होती है। यह एक परमाणु से दूसरे परमाणु में इलेक्ट्रॉनों की गति की घटना पर आधारित है। जैसा कि पोटेशियम परमैंगनेट के अपघटन के मामले में, और अन्य प्रतिक्रियाओं में, पदार्थ एक ऑक्सीकरण एजेंट के स्पष्ट गुणों को प्रदर्शित करता है। उदाहरण के लिए, सोडियम सल्फाइट और पोटेशियम परमैंगनेट के अम्लीय घोल में, सोडियम, पोटेशियम और मैंगनीज सल्फेट्स बनते हैं, साथ ही पानी:
5Na2SO3 + 2KMnO4 + 3H2 SO4 =2MnSO4 + 5Na2SO4 + कश्मीर2एसओ4 + 3एच20.
इस मामले में, सल्फर आयन एक कम करने वाला एजेंट है, और मैंगनीज, जो जटिल आयनों MnO का हिस्सा है4-, एक ऑक्सीकरण एजेंट के गुणों को प्रदर्शित करता है। यह पांच इलेक्ट्रॉनों को स्वीकार करता है, इसलिए इसकी ऑक्सीकरण अवस्था +7 से +2 तक जाती है।
पर्यावरण का प्रभावएक रासायनिक प्रतिक्रिया का प्रवाह
हाइड्रोजन आयनों या हाइड्रॉक्सिल समूहों की सांद्रता के आधार पर, जिस घोल में रेडॉक्स प्रतिक्रिया होती है, उसकी अम्लीय, क्षारीय या तटस्थ प्रकृति को प्रतिष्ठित किया जाता है। उदाहरण के लिए, हाइड्रोजन धनायनों की एक अतिरिक्त सामग्री के साथ, पोटेशियम परमैंगनेट में +7 के ऑक्सीकरण राज्य के साथ मैंगनीज आयन इसे +2 तक कम कर देता है। एक क्षारीय वातावरण में, हाइड्रॉक्सिल समूहों की उच्च सांद्रता पर, सोडियम सल्फाइट, पोटेशियम परमैंगनेट के साथ बातचीत करके, सल्फेट में ऑक्सीकृत हो जाता है। +7 के ऑक्सीकरण अवस्था वाला मैंगनीज आयन +6 आवेश वाले धनायन में चला जाता है, जो K2MnO4 की संरचना में होता है। जिसके घोल का रंग हरा होता है। तटस्थ वातावरण में, सोडियम सल्फाइट और पोटेशियम परमैंगनेट एक दूसरे के साथ प्रतिक्रिया करते हैं, और मैंगनीज डाइऑक्साइड अवक्षेपित होता है। मैंगनीज धनायन की ऑक्सीकरण अवस्था +7 से घटकर +4 हो जाती है। सोडियम सल्फेट और क्षार - सोडियम हाइड्रोक्साइड भी प्रतिक्रिया उत्पादों में पाए जाते हैं।
मैंगनीज एसिड के लवण का प्रयोग
गर्म होने पर पोटेशियम परमैंगनेट के अपघटन की प्रतिक्रिया और मैंगनीज एसिड के लवण से युक्त अन्य रेडॉक्स प्रक्रियाओं का अक्सर उद्योग में उपयोग किया जाता है। उदाहरण के लिए, कई कार्बनिक यौगिकों का ऑक्सीकरण, हाइड्रोक्लोरिक एसिड से गैसीय क्लोरीन की रिहाई, लौह लवण का ट्रिटेंट में रूपांतरण। कृषि में, KMnO4 के घोल का उपयोग बीज और मिट्टी के बुवाई पूर्व उपचार के लिए किया जाता है, दवा में वे घावों की सतह का इलाज करते हैं, नाक गुहा के सूजन वाले श्लेष्म झिल्ली को कीटाणुरहित करते हैं,व्यक्तिगत स्वच्छता वस्तुओं को कीटाणुरहित करने के लिए उपयोग किया जाता है।
हमारे लेख में, हमने न केवल पोटेशियम परमैंगनेट के अपघटन की प्रक्रिया का विस्तार से अध्ययन किया, बल्कि इसके ऑक्सीकरण गुणों और रोजमर्रा की जिंदगी और उद्योग में अनुप्रयोगों पर भी विचार किया।
