KMnO4 – Potassium permanganate
Tên cũ: kali pemanganat · Còn gọi là: thuốc tím; Condy's crystals; kali permanganat; potassium manganate(VII)
- Thuốc tím, oxi hoá mạnh
- Rắn, tinh thể tím đen
- Tan trong nước
- M = 158
Potassium permanganate (KMnO₄, tên cũ: kali pemanganat; còn gọi: thuốc tím) là muối, chất rắn tinh thể tím đen, tan trong nước; phân tử khối 158. Chất oxi hoá mạnh (Mn⁺⁷).
Cấu tạo của KMnO4
- K
- gốc MnO₄
- electron
- Mô hình lớp electron (Bohr) — gốc acid viết trong ngoặc vuông, không xét cấu tạo bên trong
- 1 · K⁺ và MnO₄⁻ là những ion có sẵn
- 2 · Ion trái dấu hút nhau bằng lực tĩnh điện
- 3 · Các ion xếp xen kẽ thành tinh thể KMnO₄
KMnO₄ là hợp chất ion gồm cation K⁺ và anion permanganate MnO₄⁻. Trong MnO₄⁻, Mn ở tâm một tứ diện bốn O với bốn liên kết Mn–O bằng nhau (1,62 Å); Mn mang số oxi hoá +7 — cao nhất của mangan, không còn electron d. Tinh thể hệ trực thoi (a = 910,5 pm, b = 572,0 pm, c = 742,5 pm), cùng kiểu với BaSO₄. Màu tím đặc trưng không phải màu của ion kim loại có electron d như Cu²⁺ mà là dải hấp thụ chuyển điện tích: ánh sáng kích thích electron từ orbital của các phối tử O nhảy lên orbital d trống của Mn(VII) — dải này rất mạnh nên dung dịch loãng đã tím đậm và tinh thể gần như đen. Vì Mn đã ở số oxi hoá cao nhất, MnO₄⁻ chỉ có thể nhận electron: KMnO₄ là chất oxi hoá mạnh, sản phẩm khử tuỳ môi trường (Mn²⁺ trong acid, MnO₂ trong trung tính, MnO₄²⁻ trong kiềm). Khi tan trong nước mạng ion tách thành K⁺ và MnO₄⁻ (6,34 g/100 mL ở 20 °C).
Thông số vật lý của KMnO4
| Đại lượng | Giá trị | Ghi chú |
|---|---|---|
| Phân tử khối | 158 | tính theo nguyên tử khối làm tròn trong SGK (K 39, Mn 55, O 16) |
| Khối lượng mol chính xác | 158,032 g/mol | theo nguyên tử khối IUPAC (K 39,098, Mn 54,938, O 15,999) |
| Trạng thái, màu | rắn, tinh thể tím đen, dung dịch tím | |
| Nhiệt độ phân huỷ | 240 °C | infobox ghi "nóng chảy 240 °C (phân huỷ)": 2KMnO₄ → K₂MnO₄ + MnO₂ + O₂ — không có nhiệt độ nóng chảy thật |
| Khối lượng riêng | 2,7 g/cm³ | tinh thể hình kim màu tím đen ánh đồng, có ánh kim xanh |
| Độ tan trong nước | 6,34 g/100 mL | ở 20 °C (bảng độ tan: 2,83 / 4,31 / 6,34 / 9,03 / 12,6 / 16,9 / 22,1 g ở 0 / 10 / 20 / 30 / 40 / 50 / 60 °C); infobox ghi 76 g/L ở 25 °C, 250 g/L ở 65 °C; Wikipedia ghi KMnO₄ "dissolves best in methanol and acetone" |
| Cấu tạo | K⁺ + MnO₄⁻ tứ diện, Mn–O 1,62 Å | tinh thể trực thoi Pnma (a = 910,5 pm, b = 572,0 pm, c = 742,5 pm, 4 đơn vị KMnO₄ mỗi ô), cùng kiểu với BaSO₄ và tạo dung dịch rắn với nó |
| Nguồn gốc màu tím | dải hấp thụ chuyển điện tích | electron từ orbital của phối tử oxo nhảy lên orbital d trống của Mn(VII) (Mn⁺⁷ không có electron d) |
| Số oxi hoá của Mn | +7 (cao nhất) | chỉ có thể giảm → KMnO₄ chỉ có tính oxi hoá; sản phẩm theo môi trường: acid Mn²⁺ (hồng rất nhạt, gần như không màu), trung tính MnO₂ (nâu), kiềm MnO₄²⁻ (lục) |
| Enthalpy tạo thành chuẩn | −813,4 kJ/mol | entropy chuẩn 171,7 J/(mol·K); ΔG tạo thành −713,8 kJ/mol |
| Chiết suất | 1,59 | độ cảm từ +20,0 × 10⁻⁶ cm³/mol |
| LD50 (chuột, đường miệng) | 1 090 mg/kg | liều gây chết ở người khoảng 10 g (Wikipedia "Permanganate"); dung dịch y tế 1 : 10 000 (0,01 %, 100 mg/L theo BNF 2015) |
| Sản lượng | 30 000 tấn (2000) | thị trường toàn cầu 360 100 tấn năm 2025 |
Số liệu làm tròn cho phổ thông; nguồn ghi ở mục Tài liệu tham khảo.
Thành phần nguyên tố của KMnO4
| Nguyên tố | NTKNguyên tử khối | Số ng.tửSố nguyên tử | KLKhối lượng | % khối lượng |
|---|---|---|---|---|
| K potassium | 39 | 1 | 39 | 24,68 % |
| Mn manganese | 55 | 1 | 55 | 34,81 % |
| O oxygen | 16 | 4 | 64 | 40,51 % |
| TổngPhân tử khối KMnO4 | 6 | 158 | 100 % |
NTK = nguyên tử khối (làm tròn như trong bài tập phổ thông), KL = khối lượng. Ví dụ: %K = 39 ÷ 158 × 100 % = 24,7 %.
Tính nhanh: mol – khối lượng – nồng độ
- Khối lượng
- m = n × M = 0,25 × 158
- 39,5 g
- Số phân tử
- N = n × NA = 0,25 × 6,022 × 10²³
- 1,506 × 10²³
- Nồng độ mol
- CM = n / V = 0,25 / 0,25
- 1 M
M = phân tử khối (g/mol); NA = 6,022 × 10²³ là số Avogadro — số phân tử có trong 1 mol của bất kỳ chất nào; V là thể tích dung dịch tính bằng lít.
Điều chế KMnO4
Oxi hoá K₂MnO₄ bằng điện phân hoặc Cl₂.
Tính chất hoá học của KMnO4
Chất oxi hoá mạnh (Mn⁺⁷). Trong môi trường acid Mn⁺⁷ → Mn⁺² (mất màu tím); môi trường trung tính cho MnO₂ (kết tủa nâu đen); môi trường kiềm cho MnO₄²⁻ (xanh lục).
Nhiệt phân: 2KMnO₄ → K₂MnO₄ + MnO₂ + O₂ (điều chế O₂ trong phòng thí nghiệm).
Lỗi thường gặp với KMnO4
- Cho KMnO₄ luôn bị khử thành Mn²⁺ bất kể môi trường. Sản phẩm phụ thuộc môi trường: acid → Mn²⁺ (dung dịch gần như không màu), trung tính → MnO₂ kết tủa nâu (chính là vết nâu bám tay khi cầm thuốc tím), kiềm → MnO₄²⁻ xanh lục. Vì thế sục SO₂ hay C₂H₄ vào dung dịch KMnO₄ (không acid hoá) thì mất màu tím kèm kết tủa nâu chứ không trong suốt.
- Nhiệt phân KMnO₄ viết thành K₂O + MnO₂ + O₂ hoặc KMnO₂ + O₂. Phương trình đúng: 2KMnO₄ → K₂MnO₄ + MnO₂ + O₂ — chỉ một nửa Mn giảm số oxi hoá (+7 → +4), nửa còn lại ở +6 trong potassium manganate; 2 mol KMnO₄ (316 g) chỉ cho 1 mol O₂.
- Cân bằng sai KMnO₄ + HCl đặc. 2KMnO₄ + 16HCl → 2KCl + 2MnCl₂ + 5Cl₂ + 8H₂O: trong 16 HCl chỉ 10 bị oxi hoá thành 5Cl₂, 6 còn lại tạo muối (KCl, MnCl₂) — cân bằng theo thăng bằng electron rồi mới đếm HCl làm môi trường. Phản ứng dùng điều chế Cl₂ trong phòng thí nghiệm, không cần đun nóng như với MnO₂.
- Dùng thuốc tím đậm đặc, viên chưa tan, hoặc uống để "sát trùng". KMnO₄ ăn mòn niêm mạc và da; Wikipedia ghi viên chưa tan đã gây bỏng nặng cho trẻ, nuốt khoảng 10 g có thể tử vong, dung dịch đặc gây phù đường thở. Dung dịch dùng ngoài da theo BNF 2015 là 1 : 10 000 (100 mg hoà trong 1 L nước, 0,01 %); bôi nhiều ngày liền vẫn kích ứng da. Ngày nay nó không còn là lựa chọn ưu tiên cho bệnh da và FDA không cấp phép dùng cho người.
- Trộn KMnO₄ với glycerol, cồn, H₂SO₄ đặc hay chất hữu cơ dễ cháy. KMnO₄ + glycerol hoặc glucose bột tự bốc cháy (được dùng làm mồi lửa sinh tồn); với H₂SO₄ đặc tạo Mn₂O₇ nổ và ozone làm giấy tẩm cồn bốc cháy. Chất oxi hoá mạnh phải để riêng, không nghiền chung với chất khác.
Ứng dụng của KMnO4
| Ứng dụng | Dựa trên tính chất nào |
|---|---|
| Điều chế O₂ và Cl₂ trong phòng thí nghiệm | Nhiệt phân ở 240 °C: 2KMnO₄ → K₂MnO₄ + MnO₂ + O₂; với HCl đặc ở nhiệt độ thường: 2KMnO₄ + 16HCl → 2KCl + 2MnCl₂ + 5Cl₂ + 8H₂O |
| Chuẩn độ permanganate (permanganometry): định lượng Fe²⁺, H₂O₂, oxalate, "chỉ số permanganate" của nước; chuẩn hoá bằng oxalic acid | MnO₄⁻ là chất oxi hoá mạnh và tự làm chỉ thị: dung dịch không màu chuyển hồng khi dư một giọt thuốc tím; trong môi trường acid Mn⁺⁷ nhận 5 electron thành Mn²⁺ không màu |
| Thuốc thử Baeyer nhận biết liên kết đôi, ba (alkene, alkyne); thuốc hiện vết trên bản mỏng (TLC) | Dung dịch KMnO₄ loãng oxi hoá alkene thành diol, màu tím mất và xuất hiện kết tủa nâu MnO₂; aldehyde, formic acid cũng cho phản ứng dương; alcohol, ketone hiện vết trắng đến cam trên bản TLC |
| Xử lý nước: khử sắt và H₂S (mùi trứng thối) trong nước giếng bằng lọc "cát xanh mangan"; xử lý nước thải; diệt ốc vằn (zebra mussel) | Tính oxi hoá mạnh chuyển sắt tan và H₂S trong nước giếng thành dạng giữ được trên lớp lọc cát xanh mangan (Wikipedia chỉ nêu công dụng, không nêu phương trình); EPA coi nó là chất khử trùng nước uống kém, và nó nhuộm nước thành hồng nếu dư |
| Thuỷ sản: trị ký sinh trùng "ich" (Ichthyophthirius) và Trichodina cho cá nước ngọt | Liều tối thiểu 2 ppm; nước nhiều chất hữu cơ, tảo cần liều cao hơn vì KMnO₄ bị tiêu hao; nồng độ cao hoặc dùng quá một lần mỗi tuần giết cá; cá thực phẩm phải chờ 7 ngày sau xử lý |
| Y tế (dùng ngoài, thuốc thiết yếu của WHO): ngâm rửa vết thương chảy nước, nấm kẽ chân, chốc lở, viêm da | Tính oxi hoá mạnh sát khuẩn, làm se và khử mùi; dung dịch 1 : 10 000 (0,01 %) theo BNF 2015; Goodman & Gilman ghi cần 1 : 5 000 mới diệt khuẩn hiệu quả nhưng kích ứng mô, và phải tới một giờ mới diệt được nhiều loại vi khuẩn — nên đã bị thuốc sát khuẩn tốt hơn thay thế |
| Tổng hợp hữu cơ công nghiệp (ascorbic acid, chloramphenicol, saccharin, isonicotinic acid); bảo quản chuối; mồi lửa và pháo hiệu; làm "cũ" đạo cụ phim | Oxi hoá aldehyde, alkyl thơm thành carboxylic acid; gói KMnO₄ trong túi chuối hấp thụ ethylene bằng cách oxi hoá (3C₂H₄ + 12KMnO₄ → 6CO₂ + 12MnO₂ + 12KOH) nên chuối chậm chín, giữ được tới 4 tuần không cần lạnh; với glycerol/ethylene glycol tự bốc cháy sau vài giây (quả cầu nhựa gây cháy có kiểm soát trong chữa cháy rừng); MnO₂ nâu tạo vẻ "trăm năm" cho vải bố, gỗ, dây thừng |
Nhận biết KMnO4
Dung dịch màu tím đặc trưng, mất màu khi gặp chất khử (SO₂, FeSO₄, ethylene…).
An toàn và bảo quản KMnO4
Oxi hoá (GHS03), nguy hại sức khoẻ (GHS08), kích ứng, nguy hại (GHS07), nguy hại môi trường (GHS09) — H272: có thể làm cháy mạnh thêm, chất oxi hoá; H361d: nghi ngờ gây hại cho thai nhi; H302: có hại nếu nuốt phải; H410: rất độc với sinh vật thuỷ sinh, ảnh hưởng lâu dài
Phân loại hài hoà của potassium permanganate (ECHA C&L, chỉ số 025-002-00-9, áp dụng từ 1/5/2020): Ox. Sol. 2 (H272), Repr. 2 (H361d), Acute Tox. 4 đường miệng (H302), Aquatic Acute 1 (H400), Aquatic Chronic 1 (H410), hình đồ GHS03/08/07/09, "Danger". Nhiều thông báo doanh nghiệp (32,14 %) còn thêm Skin Corr. 1C (H314), Eye Dam. 1 (H318), STOT RE 2 (H373), GHS05. Wikipedia: độc khi uống — dung dịch đặc gây phù đường thở, hội chứng suy hô hấp cấp, khoảng 10 g có thể tử vong; dung dịch đặc và tiếp xúc lặp lại gây ăn mòn da, viêm da; nhuộm nâu da, quần áo; LD50 đường miệng ở chuột 1 090 mg/kg. Là chất oxi hoá mạnh: phản ứng dữ dội, có thể nổ với chất hữu cơ và chất dễ bị oxi hoá.
Nuốt phải: đến cơ sở y tế ngay để soi dạ dày; Wikipedia ghi không dùng than hoạt tính và không gây nôn. Dính da: rửa nhiều nước; vết nâu trên da là MnO₂. Vào mắt: rửa nước nhiều phút, đi khám. Đổ vãi tinh thể: quét gom khô vào lọ riêng, không dùng giấy, mùn cưa để thấm (chất oxi hoá); dung dịch thừa không đổ thẳng xuống ao, cống vì rất độc với sinh vật thuỷ sinh (H410).
Bảo quản: Lọ kín, nơi khô mát, để riêng khỏi chất hữu cơ, chất khử, acid đặc, glycerol, cồn, bột kim loại. Dung dịch KMnO₄ bền trong môi trường trung tính hoặc hơi kiềm (theo lý thuyết đủ mạnh để oxi hoá nước nhưng thực tế không xảy ra đáng kể); dung dịch chuẩn độ vẫn phải chuẩn hoá lại bằng oxalic acid trước khi dùng.
Phản ứng tiêu biểu của KMnO4 (10)
- KMnO₄ tác dụng với HCl đặc2KMnO4 + 16HCl 2KCl + 2MnCl2 + 5Cl2 + 8H2O
- Nhiệt phân KMnO₄ (điều chế O₂)2KMnO4 K2MnO4 + MnO2 + O2
- FeSO₄ tác dụng với KMnO₄ trong H₂SO₄10FeSO4 + 2KMnO4 + 8H2SO4 5Fe2(SO4)3 + 2MnSO4 + K2SO4 + 8H2O
- SO₂ làm mất màu dung dịch KMnO₄5SO2 + 2KMnO4 + 2H2O K2SO4 + 2MnSO4 + 2H2SO4
- KMnO₄ oxi hoá Na₂SO₃ trong H₂SO₄2KMnO4 + 5Na2SO3 + 3H2SO4 K2SO4 + 2MnSO4 + 5Na2SO4 + 3H2O
- KMnO₄ oxi hoá oxalic acid2KMnO4 + 5H2C2O4 + 3H2SO4 K2SO4 + 2MnSO4 + 10CO2 + 8H2O
- KMnO₄ oxi hoá Na₂SO₃ trong nước2KMnO4 + 3Na2SO3 + H2O 2MnO2 + 3Na2SO4 + 2KOH
- KMnO₄ oxi hoá Na₂SO₃ trong kiềm2KMnO4 + Na2SO3 + 2KOH 2K2MnO4 + Na2SO4 + H2O
- Ethylene làm mất màu dung dịch KMnO₄3C2H4 + 2KMnO4 + 4H2O 3C2H4(OH)2 + 2MnO2 + 2KOH
- Toluene bị oxi hoá bởi KMnO₄C6H5CH3 + 2KMnO4 C6H5COOK + 2MnO2 + KOH + H2O
Tự luyện về KMnO4
Gom từ bài tập của các phản ứng có potassium permanganate và câu hỏi riêng cho chất.
1. Trong phản ứng KMnO₄ + HCl → KCl + MnCl₂ + Cl₂ + H₂O, vai trò của HCl là
A. chỉ chất khửB. chỉ môi trườngC. chất khử và môi trườngD. chất oxi hoá
Đáp án C. 10 HCl bị oxi hoá thành 5Cl₂ (chất khử), 6 HCl tạo muối KCl, MnCl₂ (môi trường).
2. Hệ số của KMnO₄ trong phương trình nhiệt phân KMnO₄ → K₂MnO₄ + MnO₂ + O₂ (tối giản) là
A. 1B. 2C. 3D. 4
Đáp án B. Sản phẩm K₂MnO₄ chứa 2 K nên cần 2 KMnO₄; 2 Mn⁺⁷ → Mn⁺⁶ + Mn⁺⁴ nhận 4e, 2 O⁻² nhường 4e tạo 1 O₂: 2KMnO₄ → K₂MnO₄ + MnO₂ + O₂.
3. Trong phản ứng FeSO₄ + KMnO₄ + H₂SO₄ → Fe₂(SO₄)₃ + MnSO₄ + K₂SO₄ + H₂O, vai trò của H₂SO₄ là
A. chất khửB. chất oxi hoáC. môi trườngD. chất xúc tác
Đáp án C. S⁺⁶ không đổi số oxi hoá; H₂SO₄ chỉ cung cấp H⁺ (tạo H₂O) và SO₄²⁻ (tạo muối). Fe⁺² là chất khử, Mn⁺⁷ là chất oxi hoá.
4. Nhiệt phân hoàn toàn 31,6 g KMnO₄ (K = 39, Mn = 55, O = 16). Thể tích O₂ thu được ở điều kiện chuẩn (25 °C, 1 bar; 24,79 L/mol) là
A. 1,24 LB. 2,48 LC. 4,96 LD. 12,4 L
Đáp án B. n(KMnO₄) = 31,6/158 = 0,2 mol; 2KMnO₄ → K₂MnO₄ + MnO₂ + O₂ nên n(O₂) = 0,1 mol; V = 0,1 × 24,79 = 2,479 L ≈ 2,48 L. Đáp án 4,96 L là khi viết sai mỗi mol KMnO₄ cho 1 mol O₂.
5. Dẫn khí SO₂ vào dung dịch KMnO₄ loãng (không acid hoá). Hiện tượng quan sát được là
A. dung dịch tím chuyển xanh lụcB. màu tím nhạt dần, xuất hiện kết tủa nâuC. dung dịch tím chuyển hồng đậm hơnD. không có hiện tượng gì
Đáp án B. SO₂ là chất khử, làm Mn⁺⁷ giảm số oxi hoá nên màu tím mất. Trong môi trường trung tính sản phẩm là MnO₂ kết tủa nâu (trong acid mới là Mn²⁺ không màu, trong kiềm mới là MnO₄²⁻ lục).
6. Cho các chất: SO₂, CO₂, C₂H₄, CH₄, FeSO₄ (trong H₂SO₄ loãng). Số chất làm mất màu dung dịch KMnO₄ là
A. 2B. 3C. 4D. 5
Đáp án B. Chỉ chất khử mới làm mất màu tím của Mn⁺⁷: SO₂ (S⁺⁴ → S⁺⁶), C₂H₄ (liên kết đôi bị oxi hoá thành diol) và FeSO₄ (Fe²⁺ → Fe³⁺). CO₂ (C đã +4) và CH₄ (alkane no) không khử được KMnO₄ ở điều kiện thường.
Câu hỏi thường gặp về KMnO4
Thuốc tím là gì, có phải KMnO₄ không?
Đúng: "thuốc tím" là tên dân gian của potassium permanganate KMnO₄ — tinh thể tím đen, tan trong nước cho dung dịch tím do ion MnO₄⁻. Tên khác: Condy's crystals, "khoáng tắc kè hoa" (chameleon mineral: Glauber năm 1659 thấy dung dịch chuyển từ lục sang tím rồi đỏ theo số oxi hoá của Mn). Nó nằm trong danh mục thuốc thiết yếu của WHO để dùng ngoài da.
KMnO₄ có độc không?
Có nếu nuốt: xếp loại có hại nếu nuốt phải (H302), nghi ngờ hại thai nhi (H361d), LD50 đường miệng ở chuột 1 090 mg/kg, ở người khoảng 10 g có thể tử vong vì hoại tử niêm mạc; dung dịch đặc gây bỏng da, phù đường thở. Nó còn là chất oxi hoá mạnh (H272) và rất độc với sinh vật thuỷ sinh (H410). Dùng ngoài da ở nồng độ 1 : 10 000 thì chỉ kích ứng nhẹ và nhuộm nâu da.
Thuốc tím ngâm rau, rửa vết thương pha nồng độ bao nhiêu?
Nguồn y tế trang này dùng chỉ có số cho da: BNF 2015 khuyến cáo hoà 100 mg KMnO₄ trong 1 L nước thành dung dịch 1 : 10 000 (0,01 %) để ngâm rửa; Goodman & Gilman ghi 1 : 5 000 mới diệt khuẩn hiệu quả nhưng kích ứng mô, và cần tới một giờ, nhiều chủng vẫn sống sót. Về ngâm rau, chúng tôi không tìm được nguồn y tế hay dược điển đưa ra nồng độ nên không ghi con số; các con số trên mạng là của người bán hoá chất. Xem thêm mục Lỗi thường gặp.
Vì sao KMnO₄ bị mất màu, mất màu khi gặp chất gì?
Màu tím là của MnO₄⁻ (Mn⁺⁷); mọi chất khử làm Mn giảm số oxi hoá đều làm mất màu: SO₂, FeSO₄, H₂O₂, oxalic acid, ethylene, acetylene, aldehyde, alcohol khi đun… Trong acid dung dịch trở nên gần như không màu (Mn²⁺), trong trung tính xuất hiện kết tủa nâu MnO₂, trong kiềm chuyển xanh lục (MnO₄²⁻) — chi tiết ở mục Lỗi thường gặp. Alkane, benzene không làm mất màu.
KMnO₄ + HCl đặc có hiện tượng gì?
Sủi bọt khí vàng lục mùi hắc (Cl₂) ngay ở nhiệt độ thường, màu tím của dung dịch mất dần: 2KMnO₄ + 16HCl → 2KCl + 2MnCl₂ + 5Cl₂ + 8H₂O. Đây là cách điều chế Cl₂ trong phòng thí nghiệm không cần đun nóng; phải làm trong tủ hút vì Cl₂ độc. Cách cân bằng đúng ở mục Lỗi thường gặp.
Vì sao KMnO₄ có màu tím?
Vì ion MnO₄⁻ hấp thụ ánh sáng bằng chuyển điện tích: electron từ orbital của các phối tử O nhảy lên orbital trống của Mn(VII). Mn⁺⁷ không còn electron d nên không phải màu d–d như Cu²⁺, Fe³⁺; dải hấp thụ này rất mạnh, nên chỉ một lượng nhỏ đã cho dung dịch tím đậm và tinh thể gần như đen có ánh kim xanh. K₂MnO₄ (Mn⁺⁶) màu lục, MnO₂ (Mn⁺⁴) nâu, Mn²⁺ gần như không màu.
KMnO4 và K2Cr2O7
| KMnO4 | K2Cr2O7 | |
|---|---|---|
| Ion oxi hoá, số oxi hoá | MnO₄⁻ tứ diện, Mn⁺⁷ | Cr₂O₇²⁻ (hai tứ diện chung đỉnh), Cr⁺⁶ |
| Màu tinh thể / dung dịch | tím đen ánh kim / tím | đỏ cam / da cam |
| Sản phẩm khử trong acid | Mn²⁺ gần như không màu | Cr³⁺ xanh lục |
| Trong kiềm | bị khử thành MnO₄²⁻ xanh lục | chuyển thành CrO₄²⁻ vàng (không đổi số oxi hoá): K₂Cr₂O₇ + 2KOH → 2K₂CrO₄ + H₂O |
| Khối lượng riêng | 2,7 g/cm³ | 2,68 g/cm³ |
| Độ tan ở 20 °C | 6,34 g/100 mL | 12,3 g/100 mL |
| Bền nhiệt | phân huỷ 240 °C: 2KMnO₄ → K₂MnO₄ + MnO₂ + O₂ | nóng chảy 398 °C, phân huỷ 500 °C |
| Oxi hoá alcohol bậc một | thẳng tới carboxylic acid | dừng ở aldehyde nếu điều kiện nhẹ — "êm dịu và chọn lọc hơn" |
| Chuẩn độ | tự làm chỉ thị (dư một giọt là hồng) | không hút ẩm nên là thuốc thử quen thuộc trong phân tích cổ điển |
| Phân loại hài hoà (ECHA) | 025-002-00-9: H272, H361d, H302, H400, H410 (GHS03/08/07/09, Danger) | 024-002-00-6: H272, H350, H340, H360FD, H330, H301, H312, H372, H314, H334, H317, H400, H410 (GHS03/08/06/05/09, Danger) — gây ung thư |
| LD50 đường miệng (chuột) | 1 090 mg/kg | 25 mg/kg |
Tài liệu tham khảo
- Bộ GD&ĐT, Hoá học 10 (Kết nối tri thức), NXB Giáo dục Việt Nam, 2022 — bài 15 Phản ứng oxi hoá – khử (KMnO₄ là chất oxi hoá, cân bằng bằng thăng bằng electron), bài 21 Nhóm halogen (điều chế Cl₂ trong phòng thí nghiệm từ KMnO₄ và HCl đặc).
- Bộ GD&ĐT, Hoá học 11 (Kết nối tri thức), NXB Giáo dục Việt Nam, 2023 — bài 16 Hydrocarbon không no (alkene, alkyne làm mất màu dung dịch KMnO₄).
- Bộ GD&ĐT, Hoá học 12 (Kết nối tri thức), NXB Giáo dục Việt Nam, 2024 — bài 27 Đại cương về kim loại chuyển tiếp dãy thứ nhất (số oxi hoá +7 của Mn, màu của ion MnO₄⁻, Cr₂O₇²⁻, CrO₄²⁻; KMnO₄ oxi hoá Fe²⁺).
- Wikipedia, "Potassium permanganate" (infobox; mục Properties, Structure, Color, Medical uses, Industrial and other uses, History, Preparation, Reactions, Safety and handling), en.wikipedia.org — tinh thể tím đen ánh đồng, khối lượng riêng 2,7 g/cm³, "nóng chảy" 240 °C (phân huỷ), độ tan 76 g/L (25 °C) và 250 g/L (65 °C), câu xếp hạng dung môi lấy nguyên văn ở mục Properties: "It is soluble in water, sulfuric acid, acetic anhydride, and benzonitrile, but dissolves best in methanol and acetone", chiết suất 1,59, độ cảm từ +20,0 × 10⁻⁶, trực thoi Pnma a 909 / b 572 / c 741 pm (mục Structure: 910,5 / 572,0 / 742,5 pm), 4 đơn vị/ô, giống BaSO₄, MnO₄⁻ tứ diện, Mn–O 1,62 Å, màu do chuyển điện tích oxo → Mn(VII), ΔfH −813,4, S 171,7, ΔGf −713,8, LD50 1 090 mg/kg, WHO essential medicines, thị trường 360 100 tấn 2025, sản lượng 30 000 tấn 2000, Condy's crystals, chameleon mineral, Glauber 1659, 1 : 5 000 và 1 : 10 000 (Goodman & Gilman), BNF 2015 100 mg/L, không còn ưu tiên và FDA không cấp phép, viên chưa tan gây bỏng, ARDS, khoảng 10 g tử vong, không dùng than hoạt tính, không gây nôn, soi dạ dày, cát xanh mangan khử Fe và H₂S, EPA "poor disinfectant", màu hồng, ich 2 ppm và 7 ngày, zebra mussel, ascorbic acid/chloramphenicol/saccharin/isonicotinic acid, Baeyer, TLC, permanganometry và oxalic acid, Kappa, thu hơi thuỷ ngân, chuối 4 tuần và 3C₂H₄ + 12KMnO₄, mồi lửa glycerol, quả cầu nhựa ethylene glycol, đạo cụ phim, Operation Purple, 2MnO₂ + 4KOH + O₂, điện phân K₂MnO₄, 2K₂MnO₄ + Cl₂, 2KMnO₄ + 16HCl, MnO₂ nhuộm da, 4KMnO₄ + 4KOH, Mn₂O₇ và ozone, 2KMnO₄ → K₂MnO₄ + MnO₂ + O₂, aldehyde và toluene → acid, glycerol/glucose bốc cháy, ăn mòn da, viêm da, nổ với chất hữu cơ (thongSo, Lỗi thường gặp, ứng dụng, an toàn, FAQ, bảng so sánh).
- Wikipedia, "Permanganate", en.wikipedia.org — Mn⁺⁷ tứ diện, màu tím do chuyển điện tích từ orbital p của oxo lên orbital d trống của Mn(VII), bền trong môi trường trung tính hoặc hơi kiềm, đủ mạnh để oxi hoá nước theo lý thuyết nhưng không xảy ra, acid → Mn²⁺ hồng nhạt, kiềm → MnO₄²⁻ lục, trung tính → MnO₂ nâu, liều tử vong khoảng 10 g, hoại tử niêm mạc (thongSo, Lỗi thường gặp, FAQ, bảo quản).
- Wikipedia, "Solubility table" (bảng P), en.wikipedia.org — KMnO₄ 2,83 / 4,31 / 6,34 / 9,03 / 12,6 / 16,9 / 22,1 g/100 mL ở 0 / 10 / 20 / 30 / 40 / 50 / 60 °C; K₂Cr₂O₇ 12,3 g/100 mL ở 20 °C (thongSo, bảng so sánh).
- Wikipedia, "Potassium dichromate" (infobox; mục Structure, Reactions, Organic chemistry, Safety), en.wikipedia.org — tinh thể đỏ cam, khối lượng riêng 2,68 g/cm³, nóng chảy 398 °C, phân huỷ 500 °C, Cr tứ diện, Cr₂O₇²⁻ hai tứ diện chung đỉnh, kiềm → CrO₄²⁻ vàng, Cr(VI) da cam → Cr(III) lục, "milder and more selective" hơn KMnO₄, alcohol bậc một → aldehyde rồi acid trong khi KMnO₄ chỉ cho acid, không chảy rữa, chất gây ung thư, LD50 25 mg/kg (bảng so sánh).
- ECHA CHEM, C&L Inventory: potassium permanganate, EC 231-760-3, chỉ số 025-002-00-9, chem.echa.europa.eu — phân loại hài hoà (ATP13, hiệu lực 1/5/2020) Ox. Sol. 2 (H272), Repr. 2 (H361d), Acute Tox. 4 đường miệng (H302), Aquatic Acute 1 (H400), Aquatic Chronic 1 (H410), hình đồ GHS03/08/07/09, "Danger"; thông báo doanh nghiệp 32,14 % thêm Skin Corr. 1C (H314), Eye Dam. 1 (H318), STOT RE 2 (H373), GHS05; 31,63 % chỉ H272, H302, H400, H410; potassium dichromate, chỉ số 024-002-00-6 — Ox. Sol. 2 (H272), Carc. 1B (H350), Muta. 1B (H340), Repr. 1B (H360FD), Acute Tox. 2 hít (H330), Acute Tox. 3 đường miệng (H301), Acute Tox. 4 da (H312), STOT RE 1 (H372), Skin Corr. 1B (H314), Resp. Sens. 1 (H334), Skin Sens. 1 (H317), Aquatic Acute 1 (H400), Aquatic Chronic 1 (H410), GHS03/08/06/05/09, "Danger" (an toàn, bảng so sánh).
Cùng nhóm muối
- NaCl – sodium chloride
- Na2SO4 – sodium sulfate
- CaCO3 – calcium carbonate
- Na2CO3 – sodium carbonate
- CuSO4 – copper(II) sulfate
- AgNO3 – silver nitrate
- CaCl2 – calcium chloride
- Fe2(SO4)3 – iron(III) sulfate
Cập nhật: