Permanganato de potasio (KMnO4): definición, propiedades, propiedades y usos
Permanganato de potasio (KMnO4): definición, propiedades físicas y químicas, usos industriales y domésticos, seguridad y aplicaciones prácticas en laboratorio y tratamiento.
El permanganato de potasio es un compuesto químico inorgánico. Su fórmula química es KMnO4. Contiene iones de potasio y permanganato. El manganeso se encuentra en el estado de oxidación +7. También se conoce como permanganato de potasio y cristales de Condy. El permanganato de potasio es un fuerte agente oxidante, lo que significa que tiene tendencia a tomar electrones de otras sustancias químicas. Se disuelve en agua para dar soluciones de color púrpura. Si se evapora, da lugar a cristales brillantes de color púrpura. Tiene un sabor dulce y es inodoro; sin embargo, no debe probarse ni manipularse sin las precauciones adecuadas por su toxicidad y poder oxidante.
Propiedades físicas
- Apariencia: cristales o polvo de color violeta oscuro a púrpura.
- Fórmula molecular: KMnO4.
- Masa molar aproximada: 158,03 g·mol-1.
- Solubilidad: soluble en agua, formando soluciones de color púrpura; la solubilidad aumenta con la temperatura.
- Estabilidad térmica: se descompone al calentarse en exceso, liberando oxígeno y formando óxidos de manganeso.
- Color en solución: púrpura intenso (debido al ion permanganato, MnO4−).
Propiedades químicas
- Fuerte agente oxidante: el ion permanganato (MnO4−) acepta electrones y se reduce a distintas especies según el medio:
- En medio ácido: MnO4− → Mn2+ (reacción completa a Mn2+).
- En medio neutro: suele reducirse a dióxido de manganeso (MnO2, precipitado marrón).
- En medio alcalino: puede formarse manganato (MnO42−).
- Reacciones representativas: ejemplo de reducción en medio ácido:
MnO4− + 8 H+ + 5 e− → Mn2+ + 4 H2O - Reactividad con materia orgánica: reacciona vigorosamente con compuestos orgánicos y reductores (alcoholes, glicerol, sulfuro de hidrógeno, etc.), pudiendo provocar combustión o explosiones si hay contacto con cantidades concentradas.
Usos principales
- Desinfección y antisepsia: históricamente se ha usado para desinfectar heridas superficiales y aguas; en medicina actual se emplea con precaución y en concentraciones controladas.
- Tratamiento de agua: eliminación de materia orgánica, oxidación de hierro y manganeso disueltos, control de olores (H2S) y como agente de choque en procesos de potabilización.
- Química orgánica: oxidación de alcoholes, dihidroxilación/ruptura de dobles enlaces y otras reacciones de oxidación en síntesis química.
- Análisis químico: se utiliza en titulaciones redox (permanganometría) debido a su color intenso que actúa como indicador autosuficiente.
- Aplicaciones industriales y agrícolas: blanqueo, tratamiento de efluentes, control de plagas en acuicultura y desodorización.
- Otras aplicaciones: limpieza de vidrio y porcelana en laboratorios, y uso en algunos procesos de preparación de muestras.
Preparación y obtención
Industrialmente se obtiene oxidação del dióxido de manganeso (MnO2) con agentes oxidantes fuertes en presencia de hidróxido de potasio o carbonato de potasio, formando primero manganato (green) que se transforma a permanganato por oxidación adicional y posterior purificación. En laboratorio se puede preparar por oxidación controlada de compuestos de manganeso y tratamiento con K+.
Manejo, almacenamiento y seguridad
- Peligros: es un oxidante fuerte y puede causar quemaduras en piel y mucosas; provoca irritación ocular grave. La ingestión puede causar quemaduras internas, náuseas, vómitos y toxicidad sistémica.
- Precauciones: usar guantes resistentes, protección ocular, chaqueta de laboratorio y manipular en campana si hay polvo o vapores. Evitar el contacto con materiales orgánicos y agentes reductores.
- Almacenamiento: mantener en envases bien cerrados, en lugar fresco y seco, lejos de materias orgánicas, combustibles y agentes reductores.
- Eliminación: seguir normativa local de residuos peligrosos; neutralización controlada con agentes reductores (por ejemplo, bisulfito de sodio) puede convertirlo en especies menos oxidantes antes de la eliminación, pero este procedimiento debe realizarse por personal autorizado.
Primeros auxilios
- Contacto con la piel: retirar la ropa contaminada y lavar la zona afectada con abundante agua durante varios minutos. Si hay irritación persistente, buscar atención médica.
- Contacto con los ojos: enjuagar con agua corriente durante al menos 15 minutos y consultar a un médico de inmediato.
- Ingestión: no inducir el vómito. Enjuagar la boca con agua y dar pequeños sorbos de agua si la persona está consciente. Buscar atención médica urgente o contactar servicios de toxicología.
- Inhalación: trasladar a aire fresco; si hay dificultad respiratoria, buscar atención médica.
Impacto ambiental
Como agente oxidante puede alterar el equilibrio químico de ecosistemas acuáticos y afectar organismos sensibles si se libera en grandes cantidades. Su eliminación y uso deben realizarse con controles para evitar la descarga directa a cursos de agua y cumplir la normativa ambiental.
Notas adicionales y recomendaciones
- En la práctica de laboratorio y en aplicaciones industriales, se prefieren soluciones diluidas y procedimientos estandarizados para minimizar riesgos.
- El permanganato de potasio tiñe la piel y tejidos (manchas purpúreas marronosas) por oxidación; estas manchas suelen eliminarse con tiempo y lavado vigoroso o tratamientos reductores locales, pero conviene evitar la exposición.
- Debido a sus propiedades oxidantes, no debe mezclarse con sustancias inflamables ni con productos de limpieza que contengan materia orgánica sin controles estrictos.
Historia
En 1659, un químico alemán, Johann Rudolf Glauber, fundió una mezcla del mineral pirolusita y carbonato de potasio para obtener un material que formaba una solución verde (manganato de potasio) cuando se disolvía en agua. Poco a poco cambió de color a violeta (permanganato de potasio) y finalmente a rojo. Este informe es la primera descripción de la producción de permanganato de potasio.
Algo menos de 200 años después, un londinense llamado Henry Bollmann Condy era químico. Se interesó por los desinfectantes e hizo algunas cosas como el agua ozonizada. Descubrió que al fundir pirolusita con hidróxido de sodio y disolverla en agua, se obtenía una solución con buenas propiedades desinfectantes. Patentó esta solución y la vendió como Condy's Fluid. El problema era que la solución no era muy estable. Esto se solucionó utilizando hidróxido de potasio en lugar de hidróxido de sodio. De este modo se obtenía un material más estable. También se podía secar para obtener un polvo de permanganato de potasio igual de bueno. Este polvo se llamaba cristales de Condy o polvo de Condy. El permanganato de potasio era fácil de fabricar, por lo que Condy trató de impedir que otras personas lo hicieran y lo vendieran ellos mismos.
Los primeros fotógrafos lo utilizaban en el polvo de flash.
Utiliza
Aplicaciones químicas
El permanganato de potasio se utiliza como agente oxidante.[3] También se utiliza en desinfectantes y en desodorizantes. Puede utilizarse para fabricar muchos tipos diferentes de productos químicos. En el tratamiento de aguas residuales, se utiliza para eliminar el sulfuro de hidrógeno, un gas tóxico apestoso. En química analítica, a veces se utiliza una concentración exacta de KMnO 4para ver la cantidad de un determinado agente reductor en la valoración. De forma relacionada, se utiliza como reactivo para la pasta de madera. La mezcla de permanganato potásico y formaldehído produce un gas lacrimógeno suave.
Como oxidante en la síntesis orgánica
Las soluciones diluidas de KMnO4 convierten los alquenos en dioles (glicoles). Este comportamiento se utiliza también como prueba cualitativa de la presencia de dobles o triples enlaces en una molécula, ya que la reacción hace que la solución de permanganato sea incolora. A veces se denomina reactivo de Baeyer.
Las soluciones concentradas oxidan un grupo metilo en un anillo aromático, por ejemplo el tolueno, a ácido benzoico.
El KMnO4 oxida el clorhidrato de pseudoefedrina para producir metcatinona, una droga de la Lista I en Estados Unidos. En consecuencia, la DEA ha restringido su uso y venta clasificándolo como precursor controlado de la Lista I. El permanganato de potasio figura en la lista de precursores de la Lista I de la Convención de las Naciones Unidas contra el Tráfico Ilícito de Estupefacientes y Sustancias Psicotrópicas.
Ácidos y permanganato de potasio
El ácido sulfúrico concentrado reacciona con el permanganato de potasio para dar óxido de manganeso (VII), que puede ser explosivo. [4][5][6]. Esta reacción también produce ozono. El ozono puede encender el papel empapado en alcohol. Esta reacción es muy peligrosa.
6 KMnO4 + 9 H 2SO 4→ 6 MnSO4+ 3 K 2SO 4+ 9 H 2O + 5 O 3
El HCl concentrado produce cloro.
2 KMnO4 + 16 HCl → 2 MnCl2+ 2 KCl + 8 H 2O + 5 Cl 2
Los productos que contienen Mn de las reacciones redox dependen del pH. Las soluciones ácidas de permanganato se reducen al 2+ion Mn de color rosa tenue, como en el cloruro de manganeso (II). En una solución neutra, el permanganato se reduce a óxido de manganeso (IV) de color marrón, donde el Mn se encuentra en un estado de oxidación +4. El óxido de manganeso(IV) es lo que mancha la piel cuando se pone permanganato de potasio sobre ella. El permanganato de potasio se reduce espontáneamente en una solución básica a manganato de potasio de color verde, donde el manganeso está en el estado de oxidación +6.
Usos biomédicos
- Las soluciones diluidas se utilizan como tratamiento de las aftas (úlceras) (0,25%), como desinfectante para las manos (alrededor del 1%) y como tratamiento de la dermatitis pomfolítica leve o de las infecciones fúngicas de las manos o los pies.
- Una solución diluida de permanganato potásico acidificado se utiliza en histología para blanquear la melanina que oscurece los detalles del tejido.
- El permanganato de potasio puede utilizarse para diferenciar el amiloide AA de otros tipos de amiloide depositados patológicamente en los tejidos corporales. La incubación del tejido fijado con permanganato de potasio impedirá que el amiloide AA se tiña con rojo congo, mientras que otros tipos de amiloide no se ven afectados.[7][8]
Usos diversos
- Se han utilizado soluciones de KMnO4 junto con peróxido de hidrógeno al 80% para propulsar un cohete. En este uso, se llamó Z-Stoff. Este propulsor se sigue utilizando en los torpedos.
- Para eliminar los caracoles de las plantas antes de colocarlas en un acuario de agua dulce se puede utilizar una solución diluida (10 mg/l) de permanganato potásico.
- El permanganato potásico de alta calidad puede encontrarse en las tiendas de suministros para piscinas y se utiliza en las zonas rurales para eliminar el hierro y el sulfuro de hidrógeno (olor a huevo podrido) del agua de los pozos.
- El KMnO4 suele incluirse en los kits de supervivencia junto con glicerina o una tableta de glucosa para hacer fuego. La tableta de glucosa se puede moler, mezclar con el permanganato de potasio y arderá si se frota. También se puede mezclar con el anticongelante de un vehículo para hacer fuego. Hacerlo puede ser peligroso y debe hacerse con cuidado, sumergiendo un poco de papel en el anticongelante y añadiendo después una pequeña cantidad de permanganato potásico. También puede esterilizar el agua y las heridas, por lo que es útil en un kit de supervivencia.
- El KMnO4 se emplea para tratar algunas enfermedades parasitarias de los peces, en el tratamiento del agua potable, así como antídoto en la intoxicación por fósforo. En África, se ha utilizado como desinfectante para verduras como la lechuga.
Permanganato potásico disuelto
Riesgos
El permanganato potásico sólido es un fuerte oxidante y, en general, debe mantenerse separado de los agentes reductores. Algunas reacciones necesitan un poco de agua. Por ejemplo, el permanganato potásico en polvo y el azúcar en polvo se encenderán (pero no explotarán) unos segundos después de añadir una gota de agua. Las soluciones diluidas de KMnO4no son peligrosas. El KMnO 4forma productos peligrosos cuando se mezcla con ácidos concentrados.
El permanganato de potasio mancha la piel y la ropa y debe manipularse con cuidado. Las manchas en la ropa pueden lavarse con ácido acético. Las manchas en la piel desaparecen en 48 horas.
Preguntas y respuestas
P: ¿Qué es el permanganato potásico?
R: El permanganato potásico es un compuesto químico inorgánico.
P: ¿Cuál es la fórmula química del permanganato potásico?
R: La fórmula química del permanganato potásico es KMnO4.
P: ¿Qué iones contiene el permanganato potásico?
R: El permanganato potásico contiene iones de potasio y de permanganato.
P: ¿Cuál es el estado de oxidación del manganeso en el permanganato potásico?
R: El estado de oxidación del manganeso en el permanganato potásico es +7.
P: ¿Cuáles son los otros nombres del permanganato potásico?
R: Los otros nombres del permanganato potásico son permanganato de potasa y cristales de Condy.
P: ¿Cuál es la propiedad del permanganato potásico como agente oxidante?
R: El permanganato potásico es un agente oxidante fuerte, lo que significa que tiene tendencia a tomar electrones de otras sustancias químicas.
P: ¿Qué ocurre cuando se evapora el permanganato potásico?
R: Cuando el permanganato potásico se evapora, forma cristales brillantes de color púrpura-negro.
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