Permanganate de potassium
Le permanganate de potassium est un composĂ© chimique anhydre, solide, composĂ© ionique d'ions potassium K+ et d'ions permanganate MnO4â de formule chimique KMnO4. Les atomes de manganĂšse y sont au degrĂ© d'oxydation +VII, si bien que son nom selon l'IUPAC est manganate (VII) de potassium. Comme il est trĂšs soluble dans l'eau, c'est un important sel en chimie inorganique, en particulier en manganimĂ©trie ou dosage analytique par l'ion permanganate.
Permanganate de potassium | |
Identification | |
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Nom UICPA | Manganate(VII) de potassium |
Synonymes |
cristal de Condy, permanganate potassique... |
No CAS | |
No ECHA | 100.028.874 |
No CE | 231-760-3 |
Code ATC | V03 |
PubChem | 516875 |
Apparence | cristaux violet foncé[1], prismes violets à éclat métallique |
Propriétés chimiques | |
Formule | KMnO4 [IsomĂšres] |
Masse molaire[2] | 158,033 9 ± 0,001 3 g/mol K 24,74 %, Mn 34,76 %, O 40,5 %, |
Propriétés physiques | |
T° fusion | se décompose à 240 °C sans atteindre le point de fusion[1] |
Solubilité | dans l'eau à 20 °C : 64 g·l-1[1], Soluble dans l'acétone, l'acide acétique glacial, le méthanol |
Masse volumique | 2,7 g·cm-3[1] |
Pression de vapeur saturante | 0,01 mbar à 20 °C |
Thermochimie | |
S0solide | 171.7 J/mol·K |
ÎfH0solide | -813.4 kJ/mol |
Propriétés optiques | |
Indice de réfraction | 1,59 |
Précautions | |
SGH[3] | |
Danger |
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SIMDUT[4] | |
C, E, |
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NFPA 704 | |
Transport | |
Unités du SI et CNTP, sauf indication contraire. | |
Caractéristiques
Le permanganate de potassium KMnO4 est un oxydant puissant. à l'état solide, il se présente sous la forme de cristaux violets à éclat métallique.
Il se décompose thermiquement à 240 °C en dioxyde de manganÚse et en gaz oxygÚne.
- 2 KMnO4 solide chauffĂ© Ă 240 °C â 2 MnO2 solide noir + 3/2 O2 gaz dioxygĂšne + K2O
TrÚs soluble dans l'eau, la solution aqueuse est de couleur violette, d'une intensité croissant avec sa concentration.
Sécurité
Le permanganate de potassium solide est un oxydant trĂšs puissant. Il se produit une rĂ©action trĂšs exothermique lorsqu'il est mĂ©langĂ© Ă de la glycĂ©rine. Il peut alors se produire une combustion spontanĂ©e qui peut faire fondre le verre et un grand nombre de rĂ©cipients et peut enflammer toutes substances inflammables proches. Ce type de rĂ©action peut se produire lorsque du permanganate de potassium KMnO4 solide est mis en contact avec un grand nombre de composĂ©s organiques. Les solutions aqueuses de KMnO4, et notamment les solutions diluĂ©es, sont nettement moins dangereuses. Le mĂ©lange de permanganate de potassium et d'acide sulfurique concentrĂ© produit du Mn2O7 qui peut ĂȘtre Ă l'origine d'une explosion. Le permanganate de potassium ne doit jamais ĂȘtre conservĂ© proche de pĂ©trole ou de toute substance facilement oxydable. Enfin, le mĂ©lange de permanganate de potassium et d'acide chlorhydrique concentrĂ© produit du dichlore, un gaz hautement toxique.
Le permanganate de potassium peut tacher les vĂȘtements ou encore la peau, il rĂ©agit avec la peau ou les textiles, assimilables Ă des corps rĂ©ducteurs pour ce corps oxydant, et laisse des traces de dioxyde de manganĂšse, cela crĂ©e des taches marron ou brunes sur la peau des apprentis chimistes ou des objets. Plus grave, il ronge profondĂ©ment les muqueuses souillĂ©es et les parois du tube digestif jusqu'Ă l'estomac s'il est ingĂ©rĂ© accidentellement. Ce corps et ses solutions aqueuses fraĂźches doivent ĂȘtre manipulĂ©s avec prĂ©caution. Les taches sur les vĂȘtements peuvent ĂȘtre nettoyĂ©es en utilisant du sulfate de fer(II) ou de l'acide oxalique. Les taches sur la peau disparaissent au bout de 3 semaines environ voire 1 mois et mĂȘme plus dans certains cas. Les taches sur les ongles peuvent ĂȘtre Ă©liminĂ©es avec de l'acide oxalique.
La vente et l'utilisation de permanganate de potassium ont été restreintes aux USA par la Drug Enforcement Administration. De plus, ce composé est listé dans la Table I des précurseurs par la convention des Nations unies contre le trafic de drogues ratifié en 1988 par l'ONU.
- R : 8 (Favorise l'inflammation des substances combustibles)
- R : 22 (Nocif en cas d'ingestion)
- R : 50/53 (TrÚs toxique pour les organismes aquatiques, et peut entraßner des effets néfastes à long terme sur l'environnement aquatique)
- S : 2 (Conserver hors de la portée des enfants)
- S : 60 (Ăliminer le produit et son rĂ©cipient comme un dĂ©chet dangereux)
- S : 61 (Ăviter le rejet dans l'environnement. Consulter les instructions spĂ©ciales/la fiche de donnĂ©es de sĂ©curitĂ©)
Histoire
Ce composé est également connu sous le nom historique de « cristal de Condy ». Le permanganate de potassium a été découvert et isolé en 1659.
Les premiers photographes l'utilisaient dans les flashs.
Utilisations
C'est un des grands oxydants industriels. C'est aussi un décapant du bois, et à faibles doses, un agent de blanchiment pour diverses matiÚres et un décolorant pour les huiles. En santé, il est utilisé en tant qu'antiseptique.
ĂnergĂ©tique, propulsion et autres artifices
- Solution aqueuse conjointement à du T-Stoff comme propulseur pour l'avion fusée Messerschmitt Me 163. Cette combinaison est connue sous le nom de Z-Stoff et est toujours en usage pour la propulsion des torpilles.
- Le mélange de permanganate de potassium et d'eau oxygénée produit une grande quantité de vapeur d'eau : cette propriété a été utilisée en particulier pour les catapultes servant au lancement des V1 par les Allemands pendant la Seconde Guerre mondiale.
- De nombreux illusionnistes utilisent du glycéré et du permanganate de potassium pour créer des flammes violettes.
RĂ©actif en synthĂšse
Le permanganate de potassium est utilisé comme réactif oxydant dans un grand nombre de réactions chimiques en laboratoire comme dans l'industrie. Il est également utilisé comme désinfectant et comme désodorisant. Il est utilisé pour traiter certaines infections des poissons dues à des parasites, pour le traitement de l'eau potable ainsi que comme antidote pour les empoisonnements par le phosphore.
Le permanganate de potassium peut ĂȘtre utilisĂ© comme rĂ©actif dans la synthĂšse d'un grand nombre de composĂ©s organiques diffĂ©rents. Une solution diluĂ©e de KMnO4, utilisĂ©e Ă froid, permet par exemple de convertir un composĂ© organique possĂ©dant une double liaison carbone-carbone en diol. Des solutions plus concentrĂ©es permettent d'oxyder un groupement mĂ©thyl sur un anneau aromatique en groupement carboxyle. Le permanganate de potassium Ă chaud permet d'oxyder la plupart des composĂ©s organiques.
Le permanganate de potassium est utilisé comme réactif pour la détermination de l'indice Kappa de la pùte à papier.
Le permanganate de potassium a aussi la propriété de s'enflammer sans allumettes au contact de la glycérine, produisant des flammes violacées au bout de 20 secondes environ.
Application en chimie analytique
En chimie analytique, on utilise parfois une solution de concentration connue de KMnO4 pour des titrages par oxydation du fait de sa couleur violette marquĂ©e. En solution acide, les solutions violettes de permanganate de potassium peuvent ĂȘtre rĂ©duites pour former une solution lĂ©gĂšrement rosĂ©e contenant des ions manganĂšse Ă l'Ă©tat d'oxydation +II Mn2+. En solution basique, la rĂ©duction n'est pas totale et les ions permanganate sont rĂ©duits Ă l'Ă©tat de MnO2, un prĂ©cipitĂ© marron dans lequel les ions manganĂšse sont Ă l'Ă©tat d'oxydation +IV.
Révélateur pour la chromatographie sur couche mince
Le permanganate de potassium est aussi utilisé comme révélateur pour la chromatographie sur couche mince, par exemple dans un mélange :
- 10 g de K2CO3
- 1,5 g de KMnO4
- 150 ml d'eau distillée
- 1,25 ml d'hydroxyde de sodium (NaOH) en solution Ă 10 %.
Il permet d'oxyder de nombreuses fonctions organiques comme les alcools, les aldĂ©hydes ou les alcĂšnes. On l'utilise par vaporisation ou par trempage de la plaque. Les zones de la plaque oĂč ont migrĂ© les molĂ©cules oxydables par le permanganate de potassium apparaissent en jaune-marron Ă cause de la formation de MnO2 lors de la rĂ©action d'oxydation, tandis que les zones de la plaque ne contenant pas de molĂ©cules oxydables restent violettes. Il est utilisable sur les plaques alumine et silice, et il peut ĂȘtre nĂ©cessaire de chauffer la plaque pour accĂ©lĂ©rer la rĂ©action permettant de rĂ©vĂ©ler les composĂ©s.
Traitement de l'eau
Le permanganate de potassium est utilisé pour oxyder le fer et le manganÚse dans les usines de traitement d'eau de consommation provenant de puits artésien. AprÚs dosage, l'eau traitée est passée dans des filtres spécifiques.
Qualité de l'eau
Quand il est nĂ©cessaire dâĂ©valuer la quantitĂ© de matiĂšres organiques dâune eau destinĂ©e Ă la consommation humaine, la mĂ©thode retenue est la dĂ©termination de lâoxydabilitĂ© au permanganate de potassium, Ă chaud et en milieu acide. La lĂ©gislation française indique que lâoxydabilitĂ© au permanganate de potassium, mesurĂ©e aprĂšs 10 minutes en milieu acide, Ă chaud, doit ĂȘtre infĂ©rieure ou Ă©gale Ă 5 mg·l-1 en oxygĂšne.
Lâindice de permanganate[5] dâune eau correspond Ă la quantitĂ© dâoxygĂšne, exprimĂ©e en mg.L-1, cĂ©dĂ©e par lâion permanganate et consommĂ©e par les matiĂšres oxydables contenues dans un litre dâeau.
On utilise parfois le permanganate de potassium pour la dépollution d'eau souterraine contaminée. L'injection dans un aquifÚre permet l'oxydation des contaminants organiques (TCE et autres solvants à base de chlore notamment).
Conservation des fruits
L'ajout de permanganate de potassium dans les sachets contenant des bananes ou des tomates, afin d'oxyder lâĂ©thylĂšne en Ă©thylĂšne glycol, arrĂȘte le mĂ»rissement et prolonge la durĂ©e de vie des fruits jusqu'Ă quatre semaines sans nĂ©cessiter de rĂ©frigĂ©ration[6] - [7] - [8].
Classement phytopharmaceutique
Sur le plan de la réglementation des produits phytopharmaceutiques :
- pour lâUnion europĂ©enne : cette substance active est interdite par la dĂ©cision 2008/768/CE Ă la suite de l'examen relatif Ă l'inscription Ă lâannexe I de la directive 91/414/CEE.
- pour la France : cette substance active n'est pas autorisĂ©e dans la composition de prĂ©parations bĂ©nĂ©ficiant dâune autorisation de mise sur le marchĂ©.
- Il fait partie de la liste des médicaments essentiels de l'Organisation mondiale de la santé (liste mise à jour en )[9].
Applications médicales
- Bains de bouche en solution diluée, KMnO4 (1/4 %).
- DĂ©sinfectant pour les mains (1 %) (voir liqueur de Dakin).
- eczĂ©ma notamment mycosique, peut ĂȘtre utilisĂ© dans le traitement symptomatique (dĂ©sinfection locale) et complĂ©ter, voire remplacer, les traitements Ă base de cortisone (diluĂ© au 1/10 000°, soit 1 sachet de 0,5 g pour 5 litres d'eau).
Notes et références
- PERMANGANATE DE POTASSIUM, Fiches internationales de sécurité chimique
- Masse molaire calculĂ©e dâaprĂšs « Atomic weights of the elements 2007 », sur www.chem.qmul.ac.uk.
- Fiche de Sécurité établie par Sigma-Aldrich https://www.sigmaaldrich.com/MSDS/MSDS/DisplayMSDSPage.do?country=FR&language=fr&productNumber=223468&brand=SIGALD&PageToGoToURL=https%3A%2F%2Fwww.sigmaaldrich.com%2Fcatalog%2Fsearch%3Fterm%3DKMnO4%26interface%3DAll%26N%3D0%26mode%3Dmatch%2520partialmax%26lang%3Dfr%26region%3DFR%26focus%3Dproduct (consultée le 22 mai 2019)
- « Permanganate de potassium » dans la base de données de produits chimiques Reptox de la CSST (organisme québécois responsable de la sécurité et de la santé au travail), consulté le 25 avril 2009
- ISO 8467:1993 QualitĂ© de l'eau â DĂ©termination de l'indice de permanganate
- Scott, KJ, McGlasson WB and Roberts EA, « Potassium Permanganate as an Ethylene Absorbent in Polyethylene Bags to Delay the Ripening of Bananas During Storage », Australian Journal of Experimental Agriculture and Animal Husbandry, vol. 10, no 43,â , p. 237 (DOI 10.1071/EA9700237)
- Scott KJ, Blake, JR, Stracha, G, Tugwell, BL and McGlasson WB, « Transport of Bananas at Ambient Temperatures using Polyethylene Bags », Tropical Agriculture (Trinidad), vol. 48,â , p. 163â165
- Scott, KJ and Gandanegara, S, « Effect of Temperature on the Storage Life of bananas Held in Polyethylene Bags with an Ethylene Absorbent », Tropical Agriculture (Trinidad), vol. 51,â , p. 23â26
- WHO Model List of Essential Medicines, 18th list, avril 2013
Bibliographie
- (en) F. A. Cotton, G. Wilkinson, C. A. Murillo, et M. Bochmann, Advanced Inorganic Chemistry, 6th Edition, Wiley-VCH, . (ISBN 0-471-19957-5)
- G. Schuster, Sur l'oxydation de quelques corps gras par le permanganate de potassium, étude de l'huile de ricin, des beurres de cacao, d'illipé, de karité et du beurre de vache. SynthÚse de quelques glycérides azélaïques, LGDJ, 1932