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| 名前 | |
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| IUPAC名
マンガン酸カリウム(VII)
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| 体系的なIUPAC名
過マンガン酸カリウム | |
| その他の名前
カメレオンミネラル
コンディの結晶過マンガン酸カリウムハイパーマンガン紫色 のポーションパウダー | |
| 識別子 | |
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3Dモデル（JSmol）
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| チェムBL |
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| ケムスパイダー |
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| ドラッグバンク |
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| ECHA 情報カード | 100.028.874 |
| EC番号 |
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| ケッグ |
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パブケム CID
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| RTECS番号 |
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| ユニ |
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| 国連番号 | 1490 |
CompTox ダッシュボード ( EPA )
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| プロパティ | |
| 4マンガン酸カリウム | |
| モル質量 | 158.034 グラム/モル |
| 外観 | 紫がかった青銅灰色の針状結晶、 溶液中では紫色[1] |
| 臭い | 無臭 |
| 密度 | 2.7 g/cm3 [ 2] : 4.83 |
| 融点 | 240 °C (464 °F; 513 K) (分解) |
| 76 g/L (25 °C) [2] 250 g/L (65 °C) | |
| 溶解度 | 有機溶剤に溶ける；アルコール中では分解する |
磁化率（χ）
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+20.0·10 −6 cm 3 /モル[2] : 4.134 |
屈折率( n D )
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1.59 |
| 構造[3] | |
| 斜方晶系、oP24 | |
| Pnma、第62号 | |
a = 0.909 nm、b = 0.572 nm、c = 0.741 nm
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数式単位( Z )
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4 |
| 熱化学 | |
熱容量 ( C )
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119.2 J/モル・K |
標準モル
エントロピー ( S ⦵ 298 ) |
171.7 J K −1 モル−1 |
標準生成エンタルピー (Δ f H ⦵ 298 ) |
−813.4 kJ/モル |
ギブスの自由エネルギー (Δ f G ⦵ )
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-713.8 kJ/モル |
| 薬理学 | |
| D08AX06 ( WHO ) V03AB18 ( WHO ) | |
| 危険 | |
| GHSラベル: | |
  
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| NFPA 704 (ファイアダイヤモンド) | |
| 致死量または濃度（LD、LC）： | |
LD 50 (平均投与量)
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1090 mg/kg（経口、ラット）[4] |
| 関連化合物 | |
その他の陰イオン
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過テクネチウム酸カリウム 過レニウム酸カリウム |
その他の陽イオン
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過マンガン酸ナトリウム 過マンガン酸アンモニウム 過マンガン 酸カルシウム 過 マンガン酸銀 |
関連するマンガン酸塩
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次亜マンガン酸カリウム マンガン酸カリウム |
関連化合物
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七酸化マンガン |
特に記載がない限り、データは標準状態（25 °C [77 °F]、100 kPa）の材料に関するものです。
 確認する （何ですか ？）
 インフォボックス参照
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| 臨床データ | |
|---|---|
| ライセンスデータ |
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| 識別子 | |
| CompTox ダッシュボード ( EPA ) |
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| ECHA 情報カード | 100.028.874 |
過マンガン酸カリウムは、化学式KMnO 4の無機化合物です。紫がかった黒色の結晶塩で、水にK +とMnOとして溶解します。−
4濃いピンクから紫色の溶液です。
過マンガン酸カリウムは、強力な酸化剤として化学産業や研究室で広く使用されているほか、皮膚炎の治療薬、傷口の洗浄、一般的な消毒薬としても使用されている。世界保健機関の必須医薬品リストに掲載されている。[5] 2000年の世界生産量は3万トンと推定されている。[5]
プロパティ
過マンガン酸カリウムは、4つのO 2−配位子がマンガン(VII)中心に結合した四面体遷移金属オキソ錯体過 マンガン酸塩のカリウム塩である。[要出典]
構造
KMnO 4は、定数a = 910.5 pm、b = 572.0 pm、c = 742.5 pmの斜方晶系結晶を形成する。全体的なモチーフは、固溶体を形成する硫酸バリウムのモチーフに似ている。[6]固体（溶液中）では、各MnO−4中心は四面体である。Mn–O距離は1.62Åである。[7]
色
固体の過マンガン酸カリウムの紫がかった黒色と、その溶液の濃いピンクから紫色は、過マンガン酸アニオンによるもので、その色は、オキソ配位子軌道からマンガン(VII)中心の空軌道への電子の励起によって引き起こされる強い電荷移動吸収帯から生じます。 [8]
医療用途
作用機序
過マンガン酸カリウムは強力な酸化剤として機能します。[9]このメカニズムにより、消毒、収斂効果、臭いの減少がもたらされます。 [9]
臨床使用
過マンガン酸カリウムは、多くの皮膚疾患に使用されています。[10]これには、足の真菌感染症、伝染性膿痂疹、天疱瘡、浅い傷、皮膚炎、局所性潰瘍が含まれます。[11] [10]皮膚の 放射能汚染は、過マンガン酸カリウムと激しいこすり洗いで洗浄できます。局所性潰瘍には、プロカインベンジルペニシリンと一緒に使用されます。[10]通常、大量の液体を生成する皮膚疾患に使用されます。[11]浸した包帯や入浴剤として適用できます。[12]子供と大人の両方に使用できます。[13]爪の変色を防ぐため、浸す前にワセリンを爪に塗ることもできます。[14]湿疹の治療には、皮膚を刺激する可能性があるため、一度に数日間のみ使用することをお勧めします。[15]
米国食品医薬品局は結晶や錠剤の形での使用を推奨しておらず、希釈した液体の形でのみ使用すべきである。[16]
歴史的使用
過マンガン酸カリウムは1600年代に初めて作られ、少なくとも1800年代には一般的な医療用途となった。[17]第一次世界大戦中、カナダ兵は性感染症（主に性器が紫色に染まる）の予防として過マンガン酸カリウム（軟膏と混ぜて塗布）を与えられた。[18]膣内に過マンガン酸カリウムを入れて中絶を試みた者もいたが、効果はなかった。 [19] [20] [21]その他の歴史的な用途としては、ストリキニーネやピクロトキシン中毒者の胃を洗浄する試みなどがある。[22]
副作用
局所使用による副作用としては、皮膚の炎症や衣服の変色などがある。[23]溶解していない錠剤で子供がひどい火傷を負ったという報告がある。[24]濃度の高い溶液は化学火傷を引き起こす可能性がある。[25]そのため、英国国立処方集では、使用前に100 mgを1リットルの水に溶かして1:10,000（0.01%）の溶液を作ることを推奨している。[26] [27] [28]過マンガン酸カリウムに浸した包帯を巻くことは推奨されていない。[要出典]
過マンガン酸カリウムは経口摂取すると有毒です。[29]副作用としては、吐き気、嘔吐、息切れなどが起こる可能性があります。[30]十分な量（約10グラム）を摂取すると死に至る可能性があります。[30]
濃縮溶液を飲んだ場合、急性呼吸窮迫症候群や気道の腫れを引き起こすことがある。[31]過マンガン酸カリウムを摂取した人に推奨される対策には、胃カメラ検査がある。 [31]活性炭や嘔吐を引き起こす薬は推奨されない。ラニチジンやアセチルシステインなどの薬は毒性の検査に使用されることがあるが、この使用に関する証拠は乏しい。[31]
医薬品
米国では、FDAは処方箋なしでこの薬の錠剤を販売することを義務付けている。[32]しかし、過マンガン酸カリウムにはFDA承認の用途がないため、非医療グレードの過マンガン酸カリウムが医療目的で使用されることがある。[要出典]
Permasol、Koi Med Tricho-Ex、Kalii permanganas RFFなど、さまざまなブランド名で販売されています。 [33]「コンディーの結晶」と呼ばれることもあります。[34]
獣医学
過マンガン酸カリウムは馬の鼻疽の蔓延を防ぐために使用されることがある。[35]
工業用途およびその他の用途
過マンガン酸カリウムのほぼすべての用途では、その酸化特性を利用しています。[36]有毒な副産物を生成しない強力な酸化剤として、KMnO 4は多くのニッチな用途があります。[要出典]
水処理
過マンガン酸カリウムは水処理業界で広く使用されています。これは「マンガングリーンサンド」フィルターを介して井戸水から鉄と硫化水素（腐った卵の臭い）を除去するための再生化学物質として使用されています。「ポットパーム」はプール用品店でも入手でき、廃水処理にも使用されています。歴史的には飲料水の消毒に使用されており[37] [38]、水をピンク色に変えることもできます。[39]現代のハイキングガイドやサバイバルガイドは、過マンガン酸カリウムを適切な量にするのが難しいため、現場で使用しないようアドバイスしています。[40]現在、淡水収集および処理システムでゼブラ貝 などの有害生物の駆除に使用されています。 [41]
有機化合物の合成
KMnO 4の主な用途は、有機化合物の合成試薬としてである。[42]アスコルビン酸、クロラムフェニコール、サッカリン、イソニコチン酸、ピラジノ酸の合成にはかなりの量が必要である。[36]
KMnO 4は定性有機分析で不飽和の存在を検査するために使用される。ドイツの有機化学者アドルフ・フォン・バイヤーにちなんでバイヤー試薬と呼ばれることもある。試薬は過マンガン酸カリウムのアルカリ溶液である。二重結合または三重結合（-C=C-または-C≡C-）と反応すると、色が紫がかったピンクから茶色に変わる。アルデヒドとギ酸（およびギ酸塩）も陽性反応を示す。[43]この試験は時代遅れである。
KMnO 4溶液は、アルコール、アルデヒド、アルケン、ケトンなどの酸化可能な官能基を検出するための一般的な薄層クロマトグラフィー（TLC）染色剤です。このような化合物はTLCプレート上で白からオレンジ色の斑点として現れます。 [44] [45] [46]
分析用途
過マンガン酸カリウムは、水性サンプル中の酸化可能な有機物質の総量を定量的に測定するために使用できます。測定された値は過マンガン酸塩値として知られています。分析化学では、標準化されたKMnO 4水溶液が酸化還元滴定(過マンガン滴定)の酸化滴定剤として使用されることがあります。過マンガン酸カリウムを滴定すると、溶液は薄い紫色になり、滴定剤を過剰に加えると暗くなります。関連して、木材パルプのカッパ価を測定するための試薬として使用されます。KMnO 4溶液の標準化には、シュウ酸による還元がよく使用されます。[47]農業化学では、土壌中の活性炭素の推定に使用されます。 [48]
KMnO4の酸性水溶液は、固定発生源排出試験中に排気ガス中の気体水銀を捕集するために使用される。 [49]
組織学では、過マンガン酸カリウムが漂白剤として使用されていました。[50] [51]
果物の保存
エチレン吸収剤は、高温下でもバナナの保存期間を延ばします。この効果は、バナナを過マンガン酸カリウムと一緒にポリエチレンに詰めることで利用できます。過マンガン酸カリウムは酸化によってエチレンを除去し、熟成を遅らせ、冷蔵せずに果物の保存期間を最大4週間延ばします。[52] [53] [54]
水の存在下でエチレン（C 2 H 4）が過マンガン酸カリウム（KMnO 4）によって二酸化炭素（CO 2）、酸化マンガン（MnO 2）、水酸化カリウム（KOH）に酸化される化学反応は以下のように表される：[55]
3C2H4 + 12KMnO4 + 2H2O → 6CO2 + 2H2O + 12MnO2 + 12KOH
サバイバルキット
過マンガン酸カリウムは、サバイバルキットに含まれていることがあります。例えば、ハイパーゴリック着火剤として（車のラジエーターから取り出したグリセロール不凍液と混ぜて） [56] [57] [58]、水の殺菌剤として、そして雪上で遭難信号を出すために使われます。[59]
消防サービス
過マンガン酸カリウムは「プラスチック球ディスペンサー」に加えられ、バックファイア、バーンアウト、制御された燃焼を作り出す。少量の過マンガン酸塩を含むピンポン玉に似たポリマー球にエチレングリコールを注入し、点火したい場所に向けて発射すると、数秒後に自然発火する。[60] [61]手持ち式[61]ヘリコプター[60]無人航空機システム (UAS) またはボート搭載型[61]プラスチック球ディスペンサーの両方が使用される。
その他の用途
過マンガン酸カリウムは、映画やテレビ業界で小道具やセットの装飾を「古く見せる」ために使用される主要な化学物質の1つです。これは茶色のMnO 2に容易に変換され、麻布（黄麻布）、ロープ、木材、ガラスに「100年前の」または「古代の」外観を与えます。[62]
過マンガン酸カリウムはコカインペーストを酸化して精製し、安定性を高めるために使用できる。このため麻薬取締局は2000年にパープル作戦を開始し、世界の過マンガン酸カリウムの供給を監視することを目標としたが、その後すぐに作戦を回避するために過マンガン酸カリウムの誘導体や代替品が使用されるようになった。[63]
過マンガン酸カリウムはコカインやメトカチノンの合成における酸化剤として使用される。[64]
過マンガン酸カリウムは、淡水水槽の魚に感染し、通常は死に至らしめる寄生虫であるイクチオフチリウス・マルチフィリウス（一般に「イチ」として知られる）に対する数ある治療法のうちの 1 つです。
歴史
1659年、ヨハン・ルドルフ・グラウバーは鉱物の軟マンガン鉱（二酸化マンガン、MnO 2）と炭酸カリウムの混合物を溶融し、水に溶かすと緑色の溶液（マンガン酸カリウム）を与え、それが徐々に紫色に、そして最終的に赤色に変化した物質を得た。[65]グラウバーが過マンガン酸カリウムとマンガン酸カリウム（K 2 MnO 4 ）の溶液で観察した色の変化をもたらした反応は、現在「化学カメレオン」として知られている。[66]この報告書は、過マンガン酸カリウムの製造に関する最初の記述である。[67]それから約200年後、ロンドンの化学者ヘンリー・ボルマン・コンディは消毒剤に興味を持ち、軟マンガン鉱を水酸化ナトリウム（NaOH）と溶融して水に溶かすと消毒効果のある溶液ができることを突き止めた。彼はこの溶液の特許を取得し、「コンディの液体」として販売した。この問題は、NaOH ではなく水酸化カリウム(KOH)を使用することで克服されました。これはより安定しており、同様に効果的な過マンガン酸カリウム結晶に簡単に変換できるという利点がありました。この結晶性物質は「コンディの結晶」または「コンディの粉末」として知られていました。過マンガン酸カリウムは比較的製造が容易であったため、コンディはその後、競合他社が同様の製品を販売するのを阻止するために、かなりの時間を訴訟に費やさざるを得ませんでした。[68]
初期の写真家はこれを閃光剤の成分として使用していました。過マンガン酸塩混合物の不安定性のため、現在では他の酸化剤に置き換えられています。[要出典]
準備
過マンガン酸カリウムは、鉱物として軟マンガン鉱としても産出される二酸化マンガンから工業的に生産される。2000年の世界生産量は3万トンと推定された。[36] MnO 2は水酸化カリウムと融合し、空気中または硝酸カリウムや塩素酸カリウムなどの他の酸素源とともに加熱される。[36]このプロセスによりマンガン酸カリウムが得られる。
水酸化ナトリウムの場合、最終生成物はマンガン酸ナトリウムではなくMn(V)化合物であり、これが過マンガン酸ナトリウムよりも過マンガン酸カリウムの方が一般的に使用されている理由の1つです。さらに、カリウム塩は結晶化しやすいです。[36]
マンガン酸カリウムは、アルカリ媒体中での 電解酸化によって過マンガン酸カリウムに変換されます。
その他の方法
商業的に重要ではないが、マンガン酸カリウムは塩素や酸性条件下での不均化によって酸化される。 [69]塩素酸化反応は
酸誘起不均化反応は次のように表される。
この反応には炭酸などの弱酸で十分です。
過マンガン酸塩は、Mn 2+イオンの溶液を二酸化鉛(PbO 2 )、ビスマス酸ナトリウム(NaBiO 3 )、過硫酸塩などの強力な酸化剤で処理することによっても生成されます。マンガンの存在を検査するには、これらの試薬によって生成される過マンガン酸塩の鮮やかな紫色を利用します。
反応
有機化学
KMnO 4の希薄溶液はアルケンをジオールに変換します。この反応は、分子内の二重結合または三重結合の存在を定性的に調べる テストとしても使用されます。これは、反応により最初は紫色だった過マンガン酸塩溶液が脱色され、茶色の沈殿物 (MnO 2 ) が生成されるためです。この文脈では、バイヤー試薬と呼ばれることもあります。ただし、臭素は不飽和度 (二重結合または三重結合) を定量的に測定するのに適しています。これは、KMnO 4が非常に強力な酸化剤であり、さまざまな基と反応できるためです。
酸性条件下では、アルケンの二重結合が切断され、適切なカルボン酸が生成される。[70]
過マンガン酸カリウムはアルデヒドをカルボン酸に酸化する。n-ヘプタナールからヘプタン酸への変換がその例である。 [71]
芳香族環上のアルキル基（ベンジル水素を含む）も酸化され、例えばトルエンは安息香酸になる。[72]
グリコールとポリオールはKMnO 4に対して非常に反応性が高い。例えば、砂糖と水酸化ナトリウムの水溶液に過マンガン酸カリウムを加えると、マンガンのさまざまな酸化状態に関連する劇的な色の変化を伴う化学カメレオン反応が発生する。関連する激しい反応は、サバイバルキットの着火剤として利用されている。例えば、過マンガン酸カリウムとグリセロールまたは粉砕したブドウ糖の混合物は容易に発火する。[56] KMnO 4がサバイバルキットに含まれているもう1つの理由は、その殺菌特性である。 [要出典]
イオン交換
過マンガン酸カリウム水溶液と第四級アンモニウム塩の混合物を処理することでイオン交換が起こり、過マンガン酸の第四級塩が沈殿する。これらの塩の溶液は有機溶媒に溶けることがある。[73]
同様にクラウンエーテルを加えると親油性の塩も得られる。[74]
酸と塩基との反応
過マンガン酸塩は濃塩酸と反応して塩素とマンガン(II)を 生成します。
中性溶液では、過マンガン酸塩はゆっくりと二酸化マンガン（MnO 2 ）に還元されます。これは、KMnO 4を取り扱うときに皮膚に付着する物質です。
KMnO 4はアルカリ溶液中で還元され、緑色のK 2 MnO 4を与える: [75]
この反応は、還元剤としての水酸化物の比較的まれな役割を示しています。
濃硫酸を過マンガン酸カリウムに加えると、 Mn 2 O 7が生成する。[76]反応は見られないかもしれないが、混合物の上の蒸気はアルコールを染み込ませた紙に引火する。過マンガン酸カリウムと硫酸は反応してオゾンを生成し、これは高い酸化力を持ち、アルコールを急速に酸化して燃焼させる。この反応は爆発性のMn 2 O 7も生成するため、これは細心の注意を払って行う必要がある。[77] [78]
熱分解
固体の過マンガン酸カリウムは加熱すると分解します。
それは酸化還元反応です。
安全性と取り扱い
過マンガン酸カリウムは酸化剤として危険である。[79]皮膚に触れると皮膚炎を引き起こし、場合によっては重度のアレルギー反応を引き起こす可能性がある。また、変色や衣服のシミの原因となることもある。[80]
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デザイナーや顧客の間で DeLor が知られているテクニックの 1 つは、さまざまな化学溶液を使用して作り出す特殊効果です。これらの化学薬品を木材の表面に塗布すると、新しい木材に風化した外観が与えられます。... 内装表面の美観を実現するために、DeLor は水と乾燥粉末化学薬品である過マンガン酸カリウムの混合物を使用することが多いです。
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さらに読む
- 「二酸化マンガンと過マンガン酸カリウムの反応」（1893年）AJホプキンス著
- 「マンガンおよび化合物ファクトシート」。国家汚染物質目録。オーストラリア：気候変動・エネルギー・環境・水省。
- Lazur AM (2009)。「魚の池における過マンガン酸カリウムの使用」。IFAS Extension。フロリダ州ゲインズビル：フロリダ大学。2011-06-06 にオリジナルからアーカイブ。
外部リンク
- 国際化学物質安全性カード 0672
