Kaliumpermanganat

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
03 – Brandfördernd 05 – Ätzend 07 – Achtung
08 – Gesundheitsgefährdend 09 – Umweltgefährlich
Gefahr
H- und P-Sätze H:
  • Kann Brand verstärken; Oxidationsmittel.
  • Gesundheitsschädlich bei Verschlucken.
  • Verursacht schwere Verätzungen der Haut und schwere Augenschäden.
  • Kann vermutlich das Kind im Mutterleib schädigen.
  • Kann die Organe schädigen (alle betroffenen Organe nennen, sofern bekannt) bei längerer oder wiederholter Exposition (Expositionsweg angeben, wenn schlüssig belegt ist, dass diese Gefahr bei keinem anderen Expositionsweg besteht).
  • Sehr giftig für Wasserorganismen mit langfristiger Wirkung.
P:
  • Von Hitze, heißen Oberflächen, Funken, offenen Flammen und anderen Zündquellen fernhalten. Nicht rauchen.
  • Von Kleidung und anderen brennbaren Materialien fernhalten.
  • Schutzhandschuhe/ Schutzkleidung/ Augenschutz/ Gesichtsschutz/ Gehörschutz/… tragen.
  • Bei Verschlucken: Mund ausspülen. Kein Erbrechen herbeiführen.
  • Bei Berührung mit der Haut [oder dem Haar]: Alle kontaminierten Kleidungsstücke sofort ausziehen. Haut mit Wasser abwaschen [oder duschen]
  • Bei Kontakt mit den Augen: Einige Minuten lang behutsam mit Wasser spülen. Eventuell vorhandene Kontaktlinsen nach Möglichkeit entfernen. Weiter spülen.
  • Sofort Giftinformationszentrum, Arzt oder … anrufen.
MAK

0,5 mg/m3

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.

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.

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:

{\displaystyle {\ce {2MnO4^- + 10Cl- + 16H3O+ -> 2Mn^{2}+ + 5Cl2 ^ + 24H2O}}}

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.

{\displaystyle {\ce {10KMnO4 -> 3K2MnO4 + 7MnO2 + 2K2O + 6O2 ^}}}

Bei noch höheren Temperaturen zerfällt auch das Kaliummanganat:

{\displaystyle {\ce {2K2MnO4 -> 2MnO2 + 2K2O + O2 ^}}}

Schema der Redoxreaktion von Sulfit mit Permanganat:

{\displaystyle {\ce {Oxidation:}}} {\displaystyle \mathrm {{\overset {\underset {+IV}{}}{\ S}}O_{3}^{2-}+3\ H_{2}O} } {\displaystyle {\ce {->}}} {\mathrm  {{{\overset  {{\underset  {+VI}{}}}{\ S}}}O_{4}^{{2-}}+2\ e^{-}+2\ H_{3}O^{+}}} {\mathrm  {|\cdot 5}}
{\displaystyle {\ce {Reduktion:}}} >{\mathrm  {{{\overset  {{\underset  {+VII}{}}}{Mn}}}O_{4}^{-}+5\ e^{-}+8\ H_{3}O^{+}}} {\displaystyle {\ce {->}}} {\displaystyle \mathrm {\ {\overset {\underset {+II}{}}{Mn}}{}^{2+}+12\ H_{2}O} } {\mathrm  {|\cdot 2}}
{\displaystyle {\ce {Redox:}}} {\displaystyle {\ce {5SO3^{2}- + 2MnO4^- + 6H3O+}}} {\displaystyle {\ce {->}}} {\displaystyle {\ce {5SO4^{2}- + 2Mn^{2}+ + 9H2O}}}

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

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
  • D08AX06
  • V03AB18
Eigenschaften
Molare Masse 158,03 g/mol
Aggregatzustand fest
Dichte 2,70 g/cm3
Schmelzpunkt Zersetzung oberhalb 240 °C
Löslichkeit mäßig in Wasser (64 g/l bei 20 °C)

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.

{\displaystyle {\ce {3MnO2 + KClO3 + 6KOH -> 3K2MnO4 + KCl + 3H2O}}}

Disproportionierung:

{\displaystyle {\ce {3MnO4^{2-}<=> 2MnO4- + MnO4^{4-}( + 2H2O -> 2MnO4- + MnO2 + 4OH^{-})}}}

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.

{\displaystyle {\ce {3K2MnO4 + 2CO2 + 2H2O -> 2KMnO4 + MnO2 + 2K2CO3 + 2H2O}}}

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

 

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:

Historisches

Kaliumpermanganat wurde zuerst 1659 durch Johann Rudolf Glauber beschrieben. Kaliumpermanganatlösung kam früher als Condy's Fluid durch Henry Bollmann Condy (1826–1907) in den Handel und diente zum Desinfizieren und Bleichen. Die Fotografen früherer Zeit verwendeten Kaliumpermanganat als Bestandteil von Blitzlichtpulvern. Kaliumpermanganat wurde zum Gurgeln bei Halsschmerzen verwendet und im Fleischereigewerbe, um verdorbenem Fleisch den Geruch zu nehmen und es wieder genießbar erscheinen zu lassen. Des Weiteren färbt sich die Haut nach Kontakt mit Kaliumpermanganat-Lösung durch Abscheidung von Braunstein braun; deshalb wurden solche Lösungen auch gezielt als Bräunungsmittel eingesetzt.

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.

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Basierend auf einem Artikel in: Wikipedia.de
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Datum der letzten Änderung: Jena, den: 22.05. 2022