Permanganate de potassium

Permanganate de potassium
Général
Nom IUPAC	manganate (VII) de potassium
Synonymes	cristal de Condy
No CAS	7722-64-7
No EINECS	231-760-3
Apparence	cristaux violets foncés[1].
Propriétés chimiques
Formule brute	KMnO4  [Isomères]
Masse molaire[2]	158,0339 ± 0,0013 g·mol-1 K 24,74 %, Mn 34,76 %, O 40,5 %,
Propriétés physiques
T° fusion	Se décompose au-dessous du point de fusion à 240 °C[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
Précautions
Directive 67/548/EEC
Xn O N
Numéro index : 025-002-00-9 Symboles : Xn : Nocif O : Comburant N : Dangereux pour l’environnement Phrases R : R8 : Favorise l’inflammation des matières combustibles. R22 : Nocif en cas d’ingestion. R50/53 : Très toxique pour les organismes aquatiques, peut entraîner des effets néfastes à long terme pour l’environnement aquatique. Phrases S : (S2) : Conserver hors de portée des enfants. S60 : Éliminer le produit et son récipient comme un déchet dangereux. S61 : Éviter le rejet dans l’environnement. Consulter les instructions spéciales/la fiche de données de sécurité.
Phrases R : 8, 22, 50/53,
Phrases S : (2), 60, 61,
Transport
50    1490    Code Kemler : 50 : matière comburante (favorise l'incendie) Numéro ONU : 1490 : PERMANGANATE DE POTASSIUM Classe : 5.1 Étiquette : 5.1 : Matières comburantes Emballage : Groupe d'emballage II : matières moyennement dangereuses;
NFPA 704
0 3 3
SIMDUT[3]
C, E, C : Matière comburante cause ou favorise la combustion d'une autre matière en dégageant de l'oxygène E : Matière corrosive nécrose de la peau chez l'humain Divulgation à 1,0 % selon la liste de divulgation des ingrédients
SGH[4]
Danger H272, H302, H410, H272 : Peut aggraver un incendie; comburant H302 : Nocif en cas d'ingestion H410 : Très toxique pour les organismes aquatiques, entraîne des effets à long terme
Unités du SI & CNTP, sauf indication contraire.

Le permanganate de potassium est un sel inorganique de formule chimique KMnO₄. Il est composé d'ions potassium K⁺ et d'ions permanganate MnO₄^-. Les atomes de manganèse y sont au degré d'oxydation +VII, si bien que son nom selon l'IUPAC est manganate (VII) de potassium. Ce composé est également connu sous le nom de "cristal de Condy". Le permanganate de potassium est un oxydant très puissant. À l'état solide, il se présente sous la forme de cristaux violets. Lorsqu'il est dissous dans l'eau, il forme une solution aqueuse violette. C'est un composé sans odeur, et au goût amer.

Histoire

Le permanganate de potassium a été découvert en 1659. Les premiers photographes l'utilisaient dans les flashs.

Applications

Traitement de l'eau

Le permanganate de potassium est utilisé fréquemment pour oxyder le fer et le manganèse dans les usines de traitement d'eau de consommation provenant de puits artésiens. Après dosage, l'eau traitée est passée dans des filtres spécifiques.

Réactif en synthèse

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 être utilisé comme réactif pour la synthèse d'un grand nombre de composés organiques différents. Une solution diluée de KMnO₄, utilisée à froid, permet par exemple de convertir un composé organique possédant une double liaison carbone-carbone en diol. Des solutions plus concentrées permettent d'oxyder un groupement méthyl sur un anneau aromatique en groupement carboxyle. Le permanganate de potassium à chaud permet d'oxyder la plupart des composés organiques.

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 marquée. En solution acide, les solutions violettes de permanganate de potassium peuvent être réduites pour former une solution légèrement rosée contenant des ions manganèse à l'état d'oxydation +II Mn²⁺. En solution basique, la réduction n'est pas totale et les ions permangante sont réduits à l'état de MnO₂, un précipité marron dans lequel les ions manganèse sont à l'état d'oxydation +IV.

Test de la qualité de l'eau

La législation française impose des critères de qualité pour les eaux destinées à la consommation humaine : pH, taux de substances toxiques, de microorganismes… Il est nécessaire d’évaluer la quantité de matières organiques d’une eau pour juger de la qualité des eaux destinées à la consommation humaine et la méthode retenue est la détermination de l’oxydabilité au permanganate de potassium, à chaud et en milieu acide. La législation française indique que l’oxydabilité au permanganate de potassium, mesurée après 10 minutes en milieu acide, à chaud, doit être inférieure ou égale à 5 mg·l^-1 en oxygène. L’indice permanganate d’une eau correspond à la quantité d’oxygène, exprimée en mg.L-1, cédée par l’ion permanganate et consommée par les matières oxydables contenues dans un litre d’eau.

Produit phytopharmaceutique

Sur le plan de la réglementation des produits phytopharmaceutiques :

• pour l’Union européenne : cette substance active est interdite par la décision 2008/768/CE à la suite de l'examen relatif à l'inscription à l’annexe I de la directive 91/414/CEE.
• pour la France : cette substance active n'est pas autorisée dans la composition de préparations bénéficiant d’une autorisation de mise sur le marché.

Révélateur pour la chromatographie sur couche mince

Le permanganate de potassium est aussi utilisé comme révélateur pour la chromatographie sur couche mince 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 à 10 %

On l'utilise par vaporisation ou par trempage et cela donne une coloration jaune/marron des produits sur un fond violet/rose. Il est utilisable sur les plaques Alumine et Silice. L'avantage par rapport à d'autre produits de révélation est qu'il n'est pas nécessaire de chauffer (on peut donc révéler les plaques sur plastique).

Autres usages

En solution diluée, KMnO₄ peut être utilisé pour des bains de bouche (1/4 %) ou comme désinfectant pour les mains (1 %) (voir liqueur de Dakin).

Il était également utilisé en 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 permanganate de potassium est utilisé comme réactif pour la détermination du nombre Kappa de la pâte à papier.

Le permanganate de potassium (dilué au 1/10 000°, soit 1 sachet de 0,5 g pour 5 litres d'eau) peut également être utilisé dans le traitement symptômatique (désinfection locale) de l'eczéma notamment mycosique, et compléter, voire remplacer, les traitements à base de cortisone.

Enfin, on utilise parfois le permanganate de potassium pour la dépollution d'eau souterraine contaminée. L'injection dans un aquifère permet l'oxydation des contaminants organiques (TCE et autres solvants à base de chlore notamment).

Sécurité

Le permanganate de potassium solide est un oxydant très puissant. Il se produit une réaction très exothermique lorsqu'il est mélangé à de la glycérine. Il peut alors se produire une combustion spontanée qui peut faire fondre le verre et un grand nombre de récipients et peut enflammer toute substance inflammable proche. Ce type de réaction peut se produire lorsque du KMnO₄ solide est mis en contact avec un grand nombre de composés organiques. Les solutions aqueuses de KMnO₄, et notamment les solutions diluées, sont nettement moins dangereuses. Le mélange de permanganate de potassium et d'acide sulfurique concentré produit du Mn₂O₇ qui peut être à l'origine d'une explosion. Le permanganate de potassium ne doit jamais être conservé proche de pétrole ou de toute substance facilement oxydable. Enfin, le mélange de permanganate de potassium et d'acide chlorhydrique concentré produit du dichlore, un gaz hautement toxique.

Le permanganate de potassium peut tacher les vêtements et la peau, cela crée des taches marron et doit être manipulé avec précautions. Les taches sur les vêtements peuvent être nettoyées en utilisant du sulfate de fer II. Les taches sur la peau disparaissent au bout de 3 semaines environ voire 1 mois et même plus dans certains cas.

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.

• R: 8 (Favorise l'inflammation des substances combustibles)
• R: 22 (Nocif en cas d'ingestion)
• R: 50/53 (Très toxique pour les organismes aquatiques, et peut entraîner des effets néfastes à long terme sur l'environnement aquatique)
• S: 2 (Conserver hors de la portée des enfants)
• S: 60 (Eliminer le produit et son récipient comme un déchet dangereux)
• S: 61 (Eviter le rejet dans l'environnement. Consulter les instructions spéciales/la fiche de données de sécurité)

Références

1. F. A. Cotton, G. Wilkinson, C. A. Murillo, and M. Bochmann (April 1999). Advanced Inorganic Chemistry, 6th Édition. Wiley-VCH. ISBN 0-471-19957-5

1. ↑ ^{a, b, c et d} PERMANGANATE DE POTASSIUM, fiche de sécurité du Programme International sur la Sécurité des Substances Chimiques, consultée le 9 mai 2009
2. ↑ Masse molaire calculée d’après Atomic weights of the elements 2007 sur www.chem.qmul.ac.uk.
3. ↑ « 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
4. ↑ Numéro index 025-002-00-9 dans le tableau 3.1 de l'annexe VI du règlement CE N° 1272/2008 (16 décembre 2008)