Kaliumpermanganat (KMnO4): Definition, Eigenschaften & Anwendungen

1659 schmolz ein deutscher Chemiker, Johann Rudolf Glauber, eine Mischung aus dem Mineral Pyrolusit und Kaliumkarbonat zu einem Material, das in Wasser gelöst eine grüne Lösung (Kaliummanganat) ergab. Es verfärbte sich langsam violett (Kaliumpermanganat) und schließlich rot. Dieser Bericht ist die erste Beschreibung der Herstellung von Kaliumpermanganat.

Knapp 200 Jahre später war ein Londoner namens Henry Bollmann Condy Chemiker. Er interessierte sich für Desinfektionsmittel und stellte einige Dinge wie ozonisiertes Wasser her. Er fand heraus, dass Pyrolusit, wenn er es mit Natriumhydroxid schmolz und in Wasser löste, eine Lösung ergab, die gute desinfizierende Eigenschaften hatte. Er patentierte diese Lösung und verkaufte sie als Condy's Fluid. Das Problem war, dass die Lösung nicht sehr stabil war. Dies wurde durch die Verwendung von Kaliumhydroxid anstelle von Natriumhydroxid behoben. Dies ergab ein stabileres Material. Es konnte auch zu dem ebenso guten Kaliumpermanganat-Pulver getrocknet werden. Dieses Pulver wurde Condy'sche Kristalle oder Condy'sche Pulver genannt. Kaliumpermanganat war leicht herzustellen, so dass Condy versuchte, andere Leute davon abzuhalten, es selbst herzustellen und zu verkaufen.

Frühe Fotografen verwendeten es als Blitzpulver.

Chemische Anwendungen

Kaliumpermanganat wird als Oxidationsmittel verwendet. ^[3] Es wird auch in Desinfektionsmitteln und in Desodorierungsmitteln verwendet. Kaliumpermanganat kann zur Herstellung vieler verschiedener Arten von Chemikalien verwendet werden. In der Abwasserbehandlung wird es zur Beseitigung von Schwefelwasserstoff, einem stinkenden, giftigen Gas, verwendet. In der analytischen Chemie wird manchmal eine genaue Konzentration von KMnO4 verwendet, um zu sehen, wie viel von einem bestimmten Reduktionsmittel in der Titration enthalten ist. In verwandter Weise wird es als Reagenz für Holzschliff verwendet. Das Mischen von Kaliumpermanganat und Formaldehyd ergibt ein mildes Tränengas.

Als Oxidationsmittel in der organischen Synthese

Verdünnte Lösungen von KMnO4 wandeln Alkene in Diole (Glykole) um. Dieses Verhalten wird auch als qualitativer Test für das Vorhandensein von Doppel- oder Dreifachbindungen in einem Molekül verwendet, da die Reaktion die Permanganatlösung farblos macht. Es wird manchmal auch als Baeyer-Reagenz bezeichnet.

Konzentrierte Lösungen oxidieren eine Methylgruppe an einem aromatischen Ring, z.B. Toluol, zu Benzoesäure.

KMnO4 oxidiert Pseudoephedrin-Hydrochlorid zur Herstellung von Methcathinon, einer Droge der Liste I in den Vereinigten Staaten. Infolgedessen hat die DEA seinen Gebrauch und Verkauf eingeschränkt, indem sie es als einen kontrollierten Vorläufer der Liste I eingestuft hat. Kaliumpermanganat ist im Rahmen des Übereinkommens der Vereinten Nationen gegen den unerlaubten Verkehr mit Suchtstoffen und psychotropen Stoffen als Vorläufer der Liste I aufgeführt.

Säuren und Kaliumpermanganat

Konzentrierte Schwefelsäure reagiert mit Kaliumpermanganat unter Bildung von Mangan(VII)-oxid, das explosiv sein kann. ^[4][5][6]. Bei dieser Reaktion entsteht auch Ozon. Das Ozon kann in Alkohol getränktes Papier entzünden. Diese Reaktion ist sehr gefährlich.

6 KMnO4 + 9 H2SO4 → 6 MnSO4 + 3 K2SO4 + 9 H2O + 5 O3

Konzentriertes HCl erzeugt Chlor.

2 KMnO4 + 16 HCl → 2 MnCl2 + 2 KCl + 8 H2O + 5 Cl2

Die Mn-haltigen Produkte aus Redoxreaktionen hängen vom pH-Wert ab. Saure Lösungen von Permanganat werden zum schwach rosa Mn2+-Ion reduziert, wie in Mangan(II)-chlorid. In neutraler Lösung wird Permanganat zu braunem Mangan(IV)-oxid reduziert, wobei Mn in der Oxidationsstufe +4 vorliegt. Mangan(IV)-oxid ist der Stoff, der die Haut verfärbt, wenn Kaliumpermanganat darauf aufgetragen wird. Kaliumpermanganat reduziert sich in einer basischen Lösung spontan zu grün gefärbtem Kaliummanganat, wobei sich Mangan in der Oxidationsstufe +6 befindet.

Biomedizinische Anwendungen

• Verdünnte Lösungen werden zur Behandlung von Krebsgeschwüren (Ulcera) (0,25%), zur Desinfektion der Hände (ca. 1%) und zur Behandlung von leichter Pompholyx-Dermatitis oder Pilzinfektionen der Hände oder Füße verwendet.
• Eine verdünnte Lösung von angesäuertem Kaliumpermanganat wird in der Histologie zum Bleichen von Melanin verwendet, das Gewebedetails verdeckt.
• Kaliumpermanganat kann verwendet werden, um Amyloid-AA von anderen Arten von Amyloid zu unterscheiden, die sich pathologisch in Körpergeweben ablagern. Die Inkubation von fixiertem Gewebe mit Kaliumpermanganat verhindert, dass sich Amyloid-AA mit Kongorot färbt, während andere Amyloidtypen nicht betroffen sind. ^[7][8]

Diverse Anwendungen

• Lösungen von KMnO4 wurden zusammen mit 80% Wasserstoffperoxid verwendet, um eine Rakete anzutreiben. Bei dieser Verwendung wurde es Z-Stoff genannt. Dieser Treibstoff wird immer noch in Torpedos verwendet.
• Eine Verdünnung (10 mg/l) von Kaliumpermanganat kann verwendet werden, um Schnecken von Pflanzen zu entfernen, bevor sie in ein Süßwasseraquarium gesetzt werden.
• Hochwertiges Kaliumpermanganat ist in Geschäften für Schwimmbadbedarf zu finden und wird in ländlichen Gebieten zur Entfernung von Eisen und Schwefelwasserstoff (Geruch nach faulen Eiern) aus Brunnenwasser verwendet.
• KMnO4 ist oft zusammen mit Glyzerin oder einer Glukosetablette zum Feuermachen in Survival-Kits enthalten. Die Glukosetablette kann zermahlen, mit Kaliumpermanganat gemischt werden und brennt beim Reiben. Sie kann auch mit Frostschutzmittel aus einem Fahrzeug gemischt werden, um Feuer zu machen. Dies kann gefährlich sein und sollte vorsichtig durchgeführt werden, indem man etwas Papier in das Frostschutzmittel taucht und dann eine kleine Menge Kaliumpermanganat hinzufügt. Es kann auch Wasser und Wunden sterilisieren, so dass es in einem Überlebenspaket nützlich ist.
• KMnO4 wird zur Behandlung einiger parasitärer Krankheiten von Fischen, zur Behandlung von Trinkwasser sowie als Gegenmittel bei Phosphorvergiftung eingesetzt. In Afrika wurde es als Desinfektionsmittel für Gemüse wie z.B. Kopfsalat verwendet.

Festes Kaliumpermanganat ist ein starkes Oxidationsmittel und sollte im Allgemeinen von Reduktionsmitteln getrennt gehalten werden. Einige Reaktionen benötigen ein wenig Wasser. Beispielsweise entzünden sich Kaliumpermanganat in Pulverform und Puderzucker einige Sekunden nach Zugabe eines Tropfens Wasser (aber sie explodieren nicht). Verdünnte Lösungen von KMnO4 sind nicht gefährlich. KMnO4 bildet gefährliche Produkte, wenn es mit konzentrierten Säuren gemischt wird.

Kaliumpermanganat färbt auf Haut und Kleidung ab und sollte mit Vorsicht behandelt werden. Kleidungsflecken können mit Essigsäure abgewaschen werden. Hautflecken verschwinden innerhalb von 48 Stunden.