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Permanganate de potassium

Le permanganate de potassium est un composĂ© chimique anhydre, solide, composĂ© ionique d'ions potassium K+ et d'ions permanganate MnO4− 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
Image illustrative de l’article Permanganate de potassium
Identification
Nom UICPA Manganate(VII) de potassium
Synonymes

cristal de Condy, permanganate potassique...

No CAS 7722-64-7
No ECHA 100.028.874
No CE 231-760-3
Code ATC V03AB18
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
ΔfH0solide -813.4 kJ/mol
Propriétés optiques
Indice de réfraction 1,59
Précautions
SGH[3]
SGH03 : ComburantSGH05 : CorrosifSGH07 : Toxique, irritant, sensibilisant, narcotiqueSGH09 : Danger pour le milieu aquatique
Danger
H272, H302, H314, H410, P220, P260, P273, P280, P391, P303+P361+P353, P304+P340+P310, P305+P351+P338+P310 et P370+P378
SIMDUT[4]
C : MatiĂšre comburanteE : MatiĂšre corrosive
C, E,
NFPA 704
Transport

Unités du SI et CNTP, sauf indication contraire.

Caractéristiques

Le permanganate de potassium KMnO4 est un oxydant puissant. À l'Ă©tat solide, il se prĂ©sente sous la forme de cristaux violets Ă  Ă©clat mĂ©tallique.

Il se décompose thermiquement à 240 °C en dioxyde de manganÚse et en gaz oxygÚne.

2 KMnO4 solide chauffĂ© Ă  240 °C → 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 (TrĂšs toxique pour les organismes aquatiques, et peut entraĂźner des effets nĂ©fastes Ă  long terme sur l'environnement aquatique)
  • S : 2 (Conserver hors de la portĂ©e des enfants)
  • S : 60 (Éliminer le produit et son rĂ©cipient comme un dĂ©chet dangereux)
  • S : 61 (Éviter 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.

ÉnergĂ©tique, propulsion et autres artifices

  • Solution aqueuse conjointement Ă  du T-Stoff comme propulseur pour l'avion fusĂ©e Messerschmitt Me 163. Cette combinaison est connue sous le nom de Z-Stoff et est toujours en usage pour la propulsion des torpilles.
  • Le mĂ©lange de permanganate de potassium et d'eau oxygĂ©nĂ©e produit une grande quantitĂ© de vapeur d'eau : cette propriĂ©tĂ© a Ă©tĂ© utilisĂ©e en particulier pour les catapultes servant au lancement des V1 par les Allemands pendant la Seconde Guerre mondiale.
  • De nombreux illusionnistes utilisent du glycĂ©rĂ© et du permanganate de potassium pour crĂ©er 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 propriĂ©tĂ© de s'enflammer sans allumettes au contact de la glycĂ©rine, produisant des flammes violacĂ©es 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 distillĂ©e
  • 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 d’évaluer la quantitĂ© de matiĂšres organiques d’une eau destinĂ©e Ă  la consommation humaine, la mĂ©thode retenue est la dĂ©termination de l’oxydabilitĂ© au permanganate de potassium, Ă  chaud et en milieu acide. La lĂ©gislation française indique que l’oxydabilitĂ© 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.

L’indice de permanganate[5] d’une eau correspond Ă  la quantitĂ© d’oxygĂšne, exprimĂ©e en mg.L-1, cĂ©dĂ©e par l’ion permanganate et consommĂ©e par les matiĂšres oxydables contenues dans un litre d’eau.

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 l’éthylĂšne 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 :

Applications médicales

  • Bains de bouche en solution diluĂ©e, 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

  1. PERMANGANATE DE POTASSIUM, Fiches internationales de sécurité chimique
  2. Masse molaire calculĂ©e d’aprĂšs « Atomic weights of the elements 2007 », sur www.chem.qmul.ac.uk.
  3. 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)
  4. « 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
  5. ISO 8467:1993 QualitĂ© de l'eau — DĂ©termination de l'indice de permanganate
  6. 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,‎ , p. 237 (DOI 10.1071/EA9700237)
  7. 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,‎ , p. 163–165
  8. 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,‎ , p. 23–26
  9. 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, Ă©tude de l'huile de ricin, des beurres de cacao, d'illipĂ©, de karitĂ© et du beurre de vache. SynthĂšse de quelques glycĂ©rides azĂ©laĂŻques, LGDJ, 1932
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