Kaliumpermanganat

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Kaliumpermanganat
KMnO4.svg
Potassium-permanganate-2004-unit-cell-3D-balls.png
Potassium-permanganate-sample.jpg
Bezeichnungen
IUPAC-Bezeichnung
Kaliummanganat(VII)
Andere Namen
Kaliumpermanganat
Chamäleon-Mineral
Condy-Kristalle
Permanganat der Pottasche
Hypermangan
Bezeichner
3D-Modell (JSmol)
ChEMBL
ChemSpider
Arzneimittelbank
EC-Nummer
  • 231-760-3
KEGG
PubChem CID
RTECS-Nummer
  • SD6475000
UNII
UN-Nummer 1490
InChI
  • InChI=1S/K.Mn.4O/q+1;;;;;-1 check
    Schlüssel: VZJVWSHVAAUDKD-UHFFFAOYSA-N check
SMILES
  • [K+].[O-][Mn](=O)(=O)=O
Eigenschaften
Chemische Formel
KMnO4
Molekulare Masse 158,034 g/mol
Erscheinungsbild Purpur-bronze-graue Nadeln
violett in Lösung
Geruch geruchlos
Dichte 2,7 g/cm3: 4,83 
Schmelzpunkt 240 °C (464 °F; 513 K) (zersetzt sich)
Löslichkeit in Wasser
76 g/L (25 °C)
250 g/L (65 °C)
Löslichkeit zersetzt sich in Alkohol und organischen Lösungsmitteln
Magnetische Suszeptibilität (χ)
+20,0-10-6 cm3/mol: 4.134 
1.59
Struktur
Kristallstruktur
Orthorhombisch, oP24
Raumgruppe
Pnma, Nr. 62
Gitterkonstante
a = 0,909 nm, b = 0,572 nm, c = 0,741 nm
Formeleinheiten (Z)
4
Thermochemie
119,2 J/mol K
Std. molare
Entropie (So298)
171,7 J K-1 mol-1
Std. Bildungsenthalpie
Bildung fH298)
Gibbssche freie Energie fG˚)
-713,8 kJ/mol
Pharmakologie
ATC-Code
D08AX06 (WHO) V03AB18 (WHO)
Gefahren
GHS-Kennzeichnung:
Piktogramme
GHS-pictogram-rondflam.svg GHS-pictogram-exclam.svg GHS-pictogram-pollu.svg
NFPA 704 (Feuerdiamant)
2
0
1
OX
Tödliche Dosis oder Konzentration (LD, LC):
LD50 (mittlere Dosis)
1090 mg/kg (oral, Ratte)
Verwandte Verbindungen
Andere Anionen
Kaliumpertechnetat
Kaliumperrhenat
Andere Kationen
Natriumpermanganat
Ammoniumpermanganat
Kalziumpermanganat
Silberpermanganat
Verwandte Mangantien
Kaliumhypomanganat
Kaliummanganat
Verwandte Verbindungen
Mangan-Heptoxid
Sofern nicht anders angegeben, beziehen sich die Daten auf Materialien im Standardzustand (bei 25 °C [77 °F], 100 kPa).
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Infobox Referenzen
Kaliumpermanganat
Klinische Daten
Lizenz-Daten
  • US DailyMed: Kalium_permanganat

Kaliumpermanganat ist eine anorganische Verbindung mit der chemischen Formel KMnO4. Es ist ein purpurschwarzes kristallines Salz, das sich in Wasser als K+ und MnO-
4, eine intensiv rosa bis violette Lösung.

Kaliumpermanganat wird in der chemischen Industrie und in Laboratorien als starkes Oxidationsmittel, aber auch als Medikament gegen Dermatitis, zur Reinigung von Wunden und zur allgemeinen Desinfektion eingesetzt. Es steht auf der Liste der unentbehrlichen Arzneimittel der Weltgesundheitsorganisation. Im Jahr 2000 wurde die weltweite Produktion auf 30.000 Tonnen geschätzt.

Strukturformel
Elementarzelle von Kaliumpermanganat.
_ K+ 0 _ O2−0 _ Mn7+
Kristallsystem

orthorhombisch

Raumgruppe

Pnma (Nr. 62)

Gitterparameter

a = 9,128 Å, b = 5,728 Å, c = 7,436 Å

Allgemeines
Name Kaliumpermanganat
Andere Namen
  • Kaliumtetraoxomanganat(VII)
  • Kaliummanganat(VII)
  • Hypermangan
  • Übermangansaures Kali(um)
Summenformel KMnO4
Kurzbeschreibung

violetter geruchloser Feststoff

Externe Identifikatoren/Datenbanken
CAS-Nummer 7722-64-7
EG-Nummer 231-760-3
ECHA-InfoCard 100.028.874
PubChem 516875
ChemSpider 22810
DrugBank DB13831
Arzneistoffangaben
ATC-Code
Eigenschaften
Molare Masse 158,03 g·mol−1
Aggregatzustand

fest

Dichte

2,70 g·cm−3

Schmelzpunkt

Zersetzung oberhalb 240 °C

Löslichkeit

mäßig in Wasser (64 g·l−1 bei 20 °C)

Sicherheitshinweise
Bitte die Befreiung von der Kennzeichnungspflicht für Arzneimittel, Medizinprodukte, Kosmetika, Lebensmittel und Futtermittel beachten
GHS-Gefahrstoffkennzeichnung aus Verordnung (EG) Nr. 1272/2008 (CLP), ggf. erweitert
Gefahrensymbol Gefahrensymbol Gefahrensymbol
Gefahrensymbol Gefahrensymbol

Gefahr

H- und P-Sätze H: 272​‐​302​‐​314​‐​361d​‐​373​‐​410
P: 210​‐​220​‐​280​‐​301+330+331​‐​303+361+353​‐​305+351+338​‐​310
MAK

0,5 mg·m−3

Soweit möglich und gebräuchlich, werden SI-Einheiten verwendet. Wenn nicht anders vermerkt, gelten die angegebenen Daten bei Standardbedingungen.

Kaliumpermanganat (KMnO4) ist das Kaliumsalz der im freien Zustand nicht vorkommenden Permangansäure HMnO4. Kaliumpermanganat ist ein metallisch glänzender, fast schwarz erscheinender kristalliner Feststoff und ein starkes Oxidationsmittel. Das trockene, nicht allzu feine Pulver aus eher spitzwinkeligen Kristallen schimmert mehr grünlich als violett. Feinster Staub, Abrieb – der Strich, an rauen Flächen anhaftende oder in poröse Materialien eingedrungene Spuren erscheinen wie durch Spuren von Wasser angelöste Teile dunkel violett. Für die intensive Färbung des Salzes und seiner Lösung ist ausschließlich das Permanganat als Kristallgitterbaustein bzw. Anion verantwortlich. Die Farbe ist auf Charge-Transfer-Übergänge zurückzuführen. In Permanganaten liegt das Mangan in seiner höchsten Oxidationsstufe +VII vor.

Verwendungen

Bei fast allen Anwendungen von Kaliumpermanganat werden seine oxidierenden Eigenschaften genutzt. Als starkes Oxidationsmittel, das keine giftigen Nebenprodukte erzeugt, hat KMnO4 viele Nischenanwendungen.

Medizinische Anwendungen

Kaliumpermanganat wird bei einer Reihe von Hautkrankheiten eingesetzt. Dazu gehören Pilzinfektionen am Fuß, Impetigo, Pemphigus, oberflächliche Wunden, Dermatitis und tropische Geschwüre. Es steht auf der Liste der unentbehrlichen Arzneimittel der Weltgesundheitsorganisation.

Wasseraufbereitung

Kaliumpermanganat wird in großem Umfang in der Wasseraufbereitungsindustrie eingesetzt. Es wird als Regenerationschemikalie verwendet, um Eisen und Schwefelwasserstoff (Geruch nach faulen Eiern) über einen "Mangan-Grünsand"-Filter aus dem Brunnenwasser zu entfernen. "Pot-Perm" ist auch in Geschäften für Schwimmbadbedarf erhältlich und wird zusätzlich zur Aufbereitung von Abwasser verwendet. In der Vergangenheit wurde es zur Desinfektion von Trinkwasser verwendet und kann das Wasser rosa färben. Gegenwärtig wird es zur Bekämpfung von Schadorganismen wie Zebramuscheln in Süßwassersammel- und -aufbereitungssystemen eingesetzt.

Synthese von organischen Verbindungen

Eine Lösung von KMnO4 in Wasser, in einem Messkolben

Eine wichtige Anwendung von KMnO4 ist die Verwendung als Reagenz für die Synthese von organischen Verbindungen. Erhebliche Mengen werden für die Synthese von Ascorbinsäure, Chloramphenicol, Saccharin, Isonicotinsäure und Pyrazinsäure benötigt.

KMnO4 wird in der qualitativen organischen Analyse verwendet, um auf das Vorhandensein von Ungesättigtheit zu testen. Es wird manchmal auch als Baeyer-Reagenz bezeichnet, nach dem deutschen organischen Chemiker Adolf von Baeyer. Das Reagenz ist eine alkalische Lösung von Kaliumpermanganat. Die Reaktion mit Doppel- oder Dreifachbindungen (-C=C- oder -C≡C-) führt zu einem Farbumschlag von purpurrosa nach braun. Aldehyde und Ameisensäure (und Formiate) führen ebenfalls zu einem positiven Test. Der Test ist veraltet.

Baeyersche Reagenzienreaktion ⓘ

Analytische Verwendung

Kaliumpermanganat kann zur quantitativen Bestimmung des gesamten oxidierbaren organischen Materials in einer wässrigen Probe verwendet werden. Der ermittelte Wert ist als Permanganatwert bekannt. In der analytischen Chemie wird eine standardisierte wässrige Lösung von KMnO4 manchmal als oxidierendes Titriermittel für Redox-Titrationen (Permanganometrie) verwendet. Bei der Titration von Kaliumpermanganat nimmt die Lösung einen hellvioletten Farbton an, der sich verdunkelt, wenn der Lösung ein Überschuss des Titriermittels zugesetzt wird. In ähnlicher Weise wird es als Reagenz zur Bestimmung der Kappa-Zahl von Zellstoff verwendet. Für die Standardisierung von KMnO4-Lösungen wird häufig die Reduktion mit Oxalsäure verwendet. In der Agrarchemie wird es zur Bestimmung des aktiven Kohlenstoffs im Boden verwendet.

Wässrige, saure KMnO4-Lösungen werden verwendet, um gasförmiges Quecksilber in Rauchgasen bei Emissionsprüfungen an stationären Quellen aufzufangen.

In der Histologie wurde Kaliumpermanganat als Bleichmittel verwendet.

Konservierung von Obst

Ethylen-Absorptionsmittel verlängern die Lagerzeit von Bananen auch bei hohen Temperaturen. Dieser Effekt kann ausgenutzt werden, indem Bananen zusammen mit Kaliumpermanganat in Polyethylen verpackt werden. Indem das Permanganat das Ethylen durch Oxidation entfernt, verzögert es die Reifung und verlängert die Haltbarkeit der Früchte um bis zu 4 Wochen, ohne dass sie gekühlt werden müssen.

Survival-Kits

Kaliumpermanganat wird manchmal in Survival-Kits verwendet: als hypergolischer Feuerstarter (wenn es mit Glycerin-Frostschutzmittel aus einem Autokühler gemischt wird), als Wasserentkeimungsmittel und zur Erzeugung von Notsignalen im Schnee.

Brandeinsatz

Kaliumpermanganat wird "Plastikkugelspendern" zugesetzt, um Fehlzündungen, Ausbrände und kontrollierte Brände zu erzeugen. Kunststoffkugeln, die Tischtennisbällen ähneln und kleine Mengen Permanganat enthalten, werden mit Ethylenglykol injiziert und in den Bereich geschleudert, in dem eine Entzündung erwünscht ist, wo sie sich Sekunden später spontan entzünden. Es werden sowohl handgehaltene als auch in Hubschraubern oder Booten montierte Plastikkugelspender verwendet.

Andere Verwendungen

Kaliumpermanganat ist eine der wichtigsten Chemikalien, die in der Film- und Fernsehindustrie zur "Alterung" von Requisiten und Kulissen verwendet werden. Durch die Umwandlung in braunes MnO2 entsteht ein "hundertjähriges" oder "antikes" Aussehen auf Sackleinen, Seilen, Holz und Glas.

Kaliumpermanganat kann verwendet werden, um Kokainpaste zu oxidieren, um sie zu reinigen und ihre Stabilität zu erhöhen. Dies führte dazu, dass die Drug Enforcement Administration im Jahr 2000 die Operation Purple ins Leben rief, um die weltweite Versorgung mit Kaliumpermanganat zu überwachen; allerdings wurden bald darauf Kaliumpermanganat-Derivate und Ersatzstoffe verwendet, um die Operation zu umgehen.

Kaliumpermanganat wird als Oxidationsmittel bei der Synthese von Kokain und Methylcathinon verwendet.

Geschichte

1659 schmolz Johann Rudolf Glauber ein Gemisch aus dem Mineral Pyrolusit (Mangandioxid, MnO2) und Kaliumkarbonat, um einen Stoff zu erhalten, der in Wasser aufgelöst eine grüne Lösung (Kaliummanganat) ergab, die sich langsam violett und schließlich rot färbte. Dieser Bericht ist die erste Beschreibung der Herstellung von Kaliumpermanganat. Knapp 200 Jahre später interessierte sich der Londoner Chemiker Henry Bollmann Condy für Desinfektionsmittel; er fand heraus, dass die Verschmelzung von Pyrolusit mit Natriumhydroxid (NaOH) und dessen Auflösung in Wasser eine Lösung mit desinfizierenden Eigenschaften ergab. Er ließ diese Lösung patentieren und vermarktete sie als "Condy's Fluid". Obwohl die Lösung wirksam war, war sie nicht sehr stabil. Dieses Problem wurde durch die Verwendung von Kaliumhydroxid (KOH) anstelle von NaOH gelöst. Dieses war stabiler und hatte den Vorteil, dass es sich leicht in die ebenso wirksamen Kaliumpermanganatkristalle umwandeln ließ. Dieses kristalline Material wurde als "Condy's crystals" oder "Condy's powder" bezeichnet. Kaliumpermanganat war vergleichsweise einfach herzustellen, so dass Condy später gezwungen war, viel Zeit in Rechtsstreitigkeiten zu investieren, um Konkurrenten von der Vermarktung ähnlicher Produkte abzuhalten.

Frühe Fotografen verwendeten es als Bestandteil von Blitzlichtpulver. Aufgrund der Instabilität von Permanganatmischungen wird es heute durch andere Oxidationsmittel ersetzt.

Herstellung

Die technische Herstellung geht von Mangandioxid MnO2 aus, das mit hochkonzentrierter Kalilauge und Luftsauerstoff bei 250 °C zum grün gefärbten Kaliummanganat(VI) K2MnO4 reagiert. Dieses wird elektrochemisch zu Kaliumpermanganat weiterverarbeitet (anodische Oxidation) und kommt kristallin in den Handel.

Im Labor ist eine gezielte zweistufige Synthese möglich, bei der MnO2 in stark basischem Milieu zuerst (durch z. B. KClO3) zu K2MnO4 oxidiert und anschließend nach dem Disproportionierungsgleichgewicht in KMnO4 und MnO44− überführt wird, welches durch anschließende Hydrolyse in MnO2 und OH zerfällt und durch Einleiten von CO2 oder die Zugabe verdünnter Schwefelsäure neutralisiert wird.

Fehler beim Parsen (Syntaxfehler): {\displaystyle \ce{3MnO2 + KClO3 + 6KOH -> 3K2MnO4 + KCl + 3H2O <span title="Aus: Deutsche Wikipedia, Abschnitt &quot;Herstellung&quot;" class="plainlinks">[https://de.wikipedia.org/wiki/Kaliumpermanganat#Herstellung <span style="color:#dddddd">ⓘ</span>]</span>}}

Disproportionierung:

Fehler beim Parsen (Syntaxfehler): {\displaystyle \ce{3MnO4^{2-} <=> 2MnO4- + MnO4^{4-} ( + 2H2O -> 2MnO4- + MnO2 + 4OH^{-}) <span title="Aus: Deutsche Wikipedia, Abschnitt &quot;Herstellung&quot;" class="plainlinks">[https://de.wikipedia.org/wiki/Kaliumpermanganat#Herstellung <span style="color:#dddddd">ⓘ</span>]</span>}}

Durch die Neutralisation wird das Gleichgewicht auf die rechte Seite verschoben, da sich ausfallendes Mangan(IV)-oxid nicht mehr im basischen Milieu lösen kann, was die Ausbeute an Kaliumpermanganat steigert.

Fehler beim Parsen (Syntaxfehler): {\displaystyle \ce{3K2MnO4 + 2CO2 + 2H2O -> 2KMnO4 + MnO2 + 2K2CO3 + 2H2O <span title="Aus: Deutsche Wikipedia, Abschnitt &quot;Herstellung&quot;" class="plainlinks">[https://de.wikipedia.org/wiki/Kaliumpermanganat#Herstellung <span style="color:#dddddd">ⓘ</span>]</span>}}

Anstatt der durch die Einleitung des CO2 resultierenden Kohlensäure kann auch die äquivalente Menge verdünnter Schwefelsäure verwendet werden.

Kaliumpermanganat wird industriell aus Mangandioxid hergestellt, das auch in Form des Minerals Pyrolusit vorkommt. Im Jahr 2000 wurde die weltweite Produktion auf 30.000 Tonnen geschätzt. Das MnO2 wird mit Kaliumhydroxid verschmolzen und an der Luft oder mit einer anderen Sauerstoffquelle, wie Kaliumnitrat oder Kaliumchlorat, erhitzt. Bei diesem Verfahren entsteht Kaliummanganat:

2 MnO2 + 4 KOH + O2 → 2 K2MnO4 + 2 H2O

(Bei Natriumhydroxid ist das Endprodukt nicht Natriummanganat, sondern eine Mn(V)-Verbindung, was ein Grund dafür ist, dass Kaliumpermanganat häufiger verwendet wird als Natriumpermanganat. Außerdem kristallisiert das Kaliumsalz besser).

Das Kaliummanganat wird dann durch elektrolytische Oxidation im alkalischen Medium in Permanganat umgewandelt:

2 K2MnO4 + 2 H2O → 2 KMnO4 + 2 KOH + H2

Andere Methoden

Obwohl kommerziell unbedeutend, kann Kaliummanganat durch Chlor oder durch Disproportionierung unter sauren Bedingungen oxidiert werden. Die Oxidationsreaktion mit Chlor ist

2 K2MnO4 + Cl2 → 2 KMnO4 + 2 KCl

und die säureinduzierte Disproportionierungsreaktion kann wie folgt beschrieben werden

3 K2MnO4 + 4 HCl → 2 KMnO4 + MnO2 + 2 H2O + 4 KCl

Eine schwache Säure wie Kohlensäure ist für diese Reaktion ausreichend:

3 K2MnO4 + 2 CO2 → 2 KMnO4 + 2 K2CO3 + MnO2

Permanganatsalze können auch durch Behandlung einer Lösung von Mn2+-Ionen mit starken Oxidationsmitteln wie Bleidioxid (PbO2), Natriumwismutat (NaBiO3) oder Peroxydisulfat erzeugt werden. Die Tests zum Nachweis von Mangan nutzen die lebhafte violette Farbe des Permanganats, das durch diese Reagenzien erzeugt wird.

Struktur

KMnO4 bildet orthorhombische Kristalle mit den Konstanten: a = 910,5 pm, b = 572,0 pm, c = 742,5 pm. Das Gesamtmotiv ist ähnlich dem von Bariumsulfat, mit dem es feste Lösungen bildet. Im Festkörper (wie auch in Lösung) ist jedes MnO4-Zentrum tetraedrisch. Die Mn-O-Abstände betragen 1,62 Å.

Reaktionen

Organische Chemie

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 ursprünglich violette Permanganatlösung entfärbt und einen braunen Niederschlag (MnO2) erzeugt. In diesem Zusammenhang wird es manchmal auch als Baeyer-Reagenz bezeichnet. Zur quantitativen Messung der Ungesättigtheit (Doppel- oder Dreifachbindungen) eignet sich Brom jedoch besser, da KMnO4 als sehr starkes Oxidationsmittel mit einer Vielzahl von Gruppen reagieren kann.

Unter sauren Bedingungen wird die Alkendoppelbindung gespalten, wobei die entsprechende Carbonsäure entsteht:

CH3(CH2)17CH=CH2 + 2 KMnO4 + 3 H2SO4 → CH3(CH2)17COOH + CO2 + 4 H2O + K2SO4 + 2 MnSO4

Kaliumpermanganat oxidiert Aldehyde zu Carbonsäuren, z. B. bei der Umwandlung von n-Heptanal in Heptansäure:

5 C6H13CHO + 2 KMnO4 + 3 H2SO4 → 5 C6H13COOH + 3 H2O + K2SO4 + 2 MnSO4

Auch eine Alkylgruppe (mit einem benzylischen Wasserstoff) an einem aromatischen Ring wird oxidiert, z. B. Toluol zu Benzoesäure.

5 C6H5CH3 + 6 KMnO4 + 9 H2SO4 → 5 C6H5COOH + 14 H2O + 3 K2SO4 + 6 MnSO4

Glykole und Polyole sind gegenüber KMnO4 sehr reaktiv. So führt beispielsweise die Zugabe von Kaliumpermanganat zu einer wässrigen Lösung von Zucker und Natriumhydroxid zur chemischen Chamäleonreaktion, bei der es zu dramatischen Farbveränderungen kommt, die mit den verschiedenen Oxidationsstufen von Mangan zusammenhängen. Eine ähnliche heftige Reaktion wird als Feuerstarter in Überlebenskits verwendet. So entzündet sich beispielsweise eine Mischung aus Kaliumpermanganat und Glycerin oder pulverisiertem Traubenzucker sehr leicht. Seine sterilisierenden Eigenschaften sind ein weiterer Grund für die Aufnahme von KMnO4 in ein Survival-Kit.

Kaliumpermanganat selbst löst sich in vielen organischen Lösungsmitteln nicht auf. Wenn eine organische Lösung von Permanganat gewünscht wird, kann "Purpurbenzol" hergestellt werden, indem man entweder ein Zweiphasengemisch aus wässrigem Kaliumpermanganat und Benzol mit einem quaternären Ammoniumsalz behandelt oder das Kaliumkation mit einem Kronenether sequestriert.

Reaktion mit Säuren

Bei der Reaktion von Permanganat mit konzentrierter Salzsäure entsteht Chlor. Die Mn-haltigen Produkte aus Redoxreaktionen hängen vom pH-Wert ab. In sauren Lösungen wird Permanganat zu dem schwach rosa Mangan(II)-Ion (Mn2+) und Wasser reduziert. In neutraler Lösung wird Permanganat nur um drei Elektronen reduziert und bildet Mangandioxid (MnO2), wobei Mangan die Oxidationsstufe +4 aufweist. Dies ist der Stoff, der beim Umgang mit KMnO4 die Haut verfärbt. KMnO4 reduziert sich in alkalischer Lösung spontan zu grünem K2MnO4, in dem Mangan in der Oxidationsstufe +6 vorliegt.

Eine merkwürdige Reaktion tritt bei der Zugabe von konzentrierter Schwefelsäure zu Kaliumpermanganat auf. Konzentrierte Schwefelsäure reagiert mit KMnO4 unter Bildung von Mn2O7, das explosiv sein kann. Auch wenn keine Reaktion erkennbar ist, entzünden die Dämpfe des Gemischs mit Alkohol imprägniertes Papier. Kaliumpermanganat und Schwefelsäure reagieren unter Bildung von Ozon, das eine hohe Oxidationskraft besitzt und den Alkohol schnell oxidiert, so dass er brennt. Da bei dieser Reaktion auch das explosive Mn2O7 entsteht, sollte dieser Versuch nur mit großer Vorsicht unternommen werden.

Thermische Zersetzung

Festes Kaliumpermanganat zersetzt sich beim Erhitzen:

2 KMnO4 → K2MnO4 + MnO2(s) + O2

Dabei ändert sich die Oxidationsstufe des Mangans, da sich das Kaliumpermanganat (Oxidationsstufe +7) zu Kaliummanganat (Oxidationsstufe +6) und Mangandioxid (Oxidationsstufe +4) zersetzt. Dabei wird auch Sauerstoffgas freigesetzt.

Sicherheit und Handhabung

Kaliumpermanganat birgt als Oxidationsmittel Risiken. Der Kontakt mit der Haut führt zu einem lang anhaltenden braunen Fleck.

Eigenschaften

Kaliumpermanganat bildet dunkle rot-violett glänzende Kristalle, die mäßig in Wasser löslich sind und schon in geringer Konzentration eine intensiv violette Lösung ergeben. Kristallines Kaliumpermanganat ist bei Raumtemperatur stabil, seine wässrige Lösung zersetzt sich aber mit der Zeit zu Mangan(IV)-oxid und Sauerstoff. Es kristallisiert orthorhombisch, Raumgruppe Pnma (Raumgruppen-Nr. 62), mit den Gitterparametern a = 9,128 Å, b = 5,728 Å, c = 7,436 Å.

Kristallisation der wässrigen KMnO4-Lösung wegen Verdunstung, in Echtzeit bei 200-facher Vergrößerung aufgenommen

Da im Permanganat-Anion das Mangan in seiner höchsten Oxidationsstufe vorliegt, tritt es in Redoxreaktionen als ein sehr starkes Oxidationsmittel auf. So oxidiert Kaliumpermanganat z. B. Salzsäure zu Chlorgas und stellt damit eine Labormethode zur Darstellung von Chlor dar:

Fehler beim Parsen (Syntaxfehler): {\displaystyle \ce{2MnO4^- + 10Cl- + 16H3O+ -> 2Mn^{2}+ + 5Cl2 ^ + 24H2O <span title="Aus: Deutsche Wikipedia, Abschnitt &quot;Eigenschaften&quot;" class="plainlinks">[https://de.wikipedia.org/wiki/Kaliumpermanganat#Eigenschaften <span style="color:#dddddd">ⓘ</span>]</span>}}

Des Weiteren oxidiert es beispielsweise Sulfite und Sulfide zu Sulfaten, Fe(II)- zu Fe(III)-Ionen, Alkohole zu Aldehyden. Es kann auch die Zersetzung organischer Substanzen verursachen.

Kaliumpermanganat zeigt keinen Schmelzpunkt. Es zersetzt sich ab 240 °C zu grünem Kaliummanganat (Kaliummanganat(VI), K2MnO4), Braunstein (MnO2), Kaliumoxid (K2O) und Sauerstoff (O2): Dadurch ist Kaliumpermanganat brandfördernd.

Fehler beim Parsen (Syntaxfehler): {\displaystyle \ce{10KMnO4 -> 3K2MnO4 + 7MnO2 + 2K2O + 6O2 ^ <span title="Aus: Deutsche Wikipedia, Abschnitt &quot;Eigenschaften&quot;" class="plainlinks">[https://de.wikipedia.org/wiki/Kaliumpermanganat#Eigenschaften <span style="color:#dddddd">ⓘ</span>]</span>}}

Bei noch höheren Temperaturen zerfällt auch das Kaliummanganat:

Fehler beim Parsen (Syntaxfehler): {\displaystyle \ce{2K2MnO4 -> 2MnO2 + 2K2O + O2 ^ <span title="Aus: Deutsche Wikipedia, Abschnitt &quot;Eigenschaften&quot;" class="plainlinks">[https://de.wikipedia.org/wiki/Kaliumpermanganat#Eigenschaften <span style="color:#dddddd">ⓘ</span>]</span>}}

Schema der Redoxreaktion von Sulfit mit Permanganat:

Als Komplex mit Kronenethern kann Kaliumpermanganat auch in unpolaren organischen Lösungsmitteln wie Benzol oder Toluol gelöst werden, was in der organischen Synthesechemie ausgenutzt wird.

Verwendung

Nachweis von Glucose durch die Reduktion der Permanganat-Ionen am Beispiel von Gummibärchen

Wegen der stark oxidierenden Wirkung wird Kaliumpermanganat in einer Vielzahl von Anwendungen eingesetzt:

  • Allgemein wird es als Desinfektionsmittel, Deodorant und Algizid verwendet.
  • In der quantitativen chemischen Analyse (Oxidimetrie, Manganometrie, eine Redoxtitration) wird es zur Bestimmung einer Vielzahl von Substanzen (beispielsweise Eisen, Nitrit, Oxalat, reduzierende Zucker und indirekt auch Calcium) eingesetzt; hierbei wird der Endpunkt der Bestimmung durch eine bleibende Violettfärbung angezeigt. Im Labor wird alkalische Kaliumpermanganatlösung auch zur Reinigung von Glasgeräten verwendet.
  • In der Analogfotografie dient es zum Nachweis von Fixiersalz (Natriumthiosulfat) und als Abschwächer von überbelichteten Bildern; dabei wird das Silber oxidiert.
  • Es wird zum Bleichen von Naturschwämmen verwendet, um die typische weißgelbe Farbe zu bekommen. Als Fungizid und Bakterizid ist Kaliumpermanganat zur Behandlung von Obstbäumen, Olivenbäumen und Reben laut EWG-Verordnung auch für den ökologischen Landbau zugelassen.
  • Beim Auftropfen von Glycerin auf einen Überschuss des Salzes entzündet sich das Gemisch nach einigen Sekunden bis Minuten und verbrennt mit charakteristischer violetter Flamme. Diese zeitlich verzögert auftretende Reaktion wurde wegen der starken Hitze zum Start von Thermitreaktionen benutzt. Mischungen mit Magnesium- oder Aluminiumpulver reagieren explosionsartig unter grellem Lichtblitz. Mit Glycerin, Ethylenglycol, Mannit, Acetaldehyd und zahlreichen anderen Stoffen erfolgt Selbstzündung.
  • Eine mengenmäßig wichtige Anwendung von Kaliumpermanganat erfolgt bei der Herstellung von Saccharin.
  • In der organischen Chemie kann Kaliumpermanganat zur Dihydroxylierung von Alkenen genutzt werden. Da es dazu neigt, die gebildeten 1,2-Diole weiterzuoxidieren, sind die Ausbeuten meist schlechter als beispielsweise bei Dihydroxylierung mit Osmium(VIII)-oxid. Allerdings ist Kaliumpermanganat deutlich preiswerter und wesentlich weniger gesundheitsgefährdend, sodass es bei einfachen Synthesen weiterhin zum Einsatz kommt.
  • Um Cinnamoylkokain und andere Verunreinigungen aus der Cocapaste zu entfernen, wird Kaliumpermanganat auch bei der Herstellung von Kokain verwendet. Daher ist es in Deutschland im Grundstoffüberwachungsgesetz in der Kategorie 2 aufgelistet; somit sind Herstellung, Ein-, Ausfuhr und Handel ab einer Menge von 100 kg registrierungspflichtig.
  • Eine weitere Verwendung findet sich im Beizen von Holz.
  • Große Mengen werden beim Bleichen (oxidieren) von Jeans-Farbe verwendet, um einen Vintage-Look zu kreieren.
  • In der Medizin wird Kaliumpermanganatlösung als Adstringens und Desinfektionsmittel zur äußerlichen Behandlung der Haut, u. a. bei Fußpilz oder Windeldermatitis, eingesetzt (ATC-Code D08AX06). In der Notfall-Toxikologie wird burgunderfarbene Kaliumpermanganat-Lösung (ca. 0,1 %) für Magenspülungen bei Vergiftungen nach oraler Aufnahme oxidierbarer Gifte eingesetzt.
  • Ebenso findet es Verwendung bei der Therapie von parasitären Fischkrankheiten.
  • Kaliumpermanganat zerstört Geruchsstoffe und wirkt bakterientötend.
  • Bei der Fettsäureherstellung durch Paraffinoxidation wurde Kaliumpermanganat als Oxidationsmittel verwendet.
  • Kaliumpermanganat zersetzt Wasserstoffperoxid katalytisch, wobei große Mengen Sauerstoffgas entstehen. Dieses kann zum Antrieb von Turbinen, wie bei der A4-Rakete oder für Verbrennungsmotoren in U-Booten genutzt werden.

Sicherheitshinweise

Kaliumpermanganat hat die Wassergefährdungsklasse 3 (stark wassergefährdend), was neben seiner Oxidationswirkung bei der Entsorgung von Permanganatresten zu beachten ist. Kaliumpermanganat ist von nur geringer akuter Toxizität (LD50(Ratte, oral) = 750 mg/kg), besitzt durch seine stark oxidierende Wirkung jedoch eine ausgeprägte Reizwirkung auf lebendes Gewebe, so dass es leicht zu Verätzungen kommt. Jeglicher Kontakt jenseits der medizinischen Anwendung oder gar orale Aufnahme ist also zu verhindern. Permanganatstäube verursachen am Auge eine Trübung der Hornhaut.

Die Verfärbung der Haut selbst, die bei Kontakt auftritt, ist hingegen harmlos und wird durch bei der Reduktion des Permanganats entstehenden Braunstein verursacht. Größere verfärbte Areale lassen sich durch Lösungen von Sulfiten wieder entfärben.

Infolge seiner stark oxidierenden Wirkung reagiert Kaliumpermanganat mit vielen reduzierend wirkenden bzw. brennbaren Stoffen teils sehr heftig; es kann Selbstentzündung eintreten. Mischungen mit solchen Stoffen, die nicht zu spontaner Reaktion führen, sind extrem feuergefährlich und reagieren dann unter Umständen explosionsartig.

Auf Vorschlag der französischen Chemikalienbehörde wurde 2016 die chemikalienrechtliche Einstufung von Kaliumpermanganat überarbeitet. Die französische Behörde beantragte die Einstufung als reproduktionstoxisch Repr 1B. Der Ausschuss für Risikobewertung (RAC) der Europäischen Chemikalienagentur (ECHA) folgte dem Antrag nur teilweise und hat am 9. Dezember 2016 die Einstufung für Kaliumpermanganat wie folgt ergänzt: Kaliumpermanganat wird als reproduktionstoxisch Repr 2 eingestuft. Der zusätzliche Warnhinweis wurde festgelegt auf H361d. Diese Einstufung des RAC muss noch von der EU-Kommission in geltendes Recht umgesetzt werden aber sie stellt mit der Veröffentlichung den Stand des Wissens dar, der von Unternehmen und Behörden berücksichtigt werden muss.

Kaliumpermanganat wurde 2017 von der EU gemäß der Verordnung (EG) Nr. 1907/2006 (REACH) im Rahmen der Stoffbewertung in den fortlaufenden Aktionsplan der Gemeinschaft (CoRAP) aufgenommen. Hierbei werden die Auswirkungen des Stoffs auf die menschliche Gesundheit bzw. die Umwelt neu bewertet und ggf. Folgemaßnahmen eingeleitet. Ursächlich für die Aufnahme von Kaliumpermanganat waren die Besorgnisse bezüglich Verbraucherverwendung und Exposition empfindlicher Bevölkerungsgruppen sowie der möglichen Gefahr durch reproduktionstoxische Eigenschaften. Die Neubewertung fand ab 2017 statt und wurde von Frankreich durchgeführt. Anschließend wurde ein Abschlussbericht veröffentlicht.