Phản ứng phân hủy nhiệt của kali permanganat (KMnO4) là một thí nghiệm hóa học quen thuộc, thường được sử dụng để điều chế khí oxi trong phòng thí nghiệm. Phương trình hóa học của phản ứng này như sau:
2KMnO4 →to K2MnO4 + MnO2 + O2↑
Vậy, 2kmno4 → K2mno4 + Mno2 + O2 Là Phản ứng Gì? Đây là một phản ứng phân hủy, đồng thời cũng là phản ứng oxi hóa khử. Cụ thể:
- Phản ứng phân hủy: Một chất (KMnO4) bị phân tách thành nhiều chất khác (K2MnO4, MnO2, O2) dưới tác dụng của nhiệt.
- Phản ứng oxi hóa khử: Có sự thay đổi số oxi hóa của các nguyên tố. Mangan (Mn) trong KMnO4 có số oxi hóa +7, sau phản ứng chuyển thành Mn+6 trong K2MnO4 và Mn+4 trong MnO2.
Chi tiết về phản ứng
Điều kiện phản ứng:
- Nhiệt độ cao (nhiệt phân)
Cách thực hiện:
- Nung nóng trực tiếp tinh thể KMnO4 (thuốc tím).
Hiện tượng nhận biết:
- Chất rắn KMnO4 màu tím đậm dần chuyển sang màu xanh lục (K2MnO4) và xuất hiện chất rắn màu đen (MnO2).
- Có khí oxi (O2) không màu thoát ra, có khả năng làm bùng cháy tàn đóm đỏ.
Ứng dụng của phản ứng
Phản ứng nhiệt phân KMnO4 có ứng dụng quan trọng trong điều chế oxi trong phòng thí nghiệm do tính đơn giản, dễ thực hiện và nguyên liệu dễ kiếm.
Ví dụ minh họa và bài tập
Ví dụ 1: Sản phẩm của phản ứng nhiệt phân KMnO4 là:
A. K2O, MnO, O2
B. KO, MnO2, O
C. K2MnO4, MnO2, O2
D. K, Mn, O
Đáp án: C. K2MnO4, MnO2, O2
Ví dụ 2: Nhiệt phân hoàn toàn 31.6 gam KMnO4, thể tích khí O2 thu được ở điều kiện tiêu chuẩn là bao nhiêu?
A. 2.24 lít
B. 3.36 lít
C. 4.48 lít
D. 1.12 lít
Giải:
Số mol KMnO4 = 31.6 / 158 = 0.2 mol
Phương trình phản ứng: 2KMnO4 → K2MnO4 + MnO2 + O2
Theo phương trình, số mol O2 = 1/2 số mol KMnO4 = 0.1 mol
Thể tích O2 (đktc) = 0.1 * 22.4 = 2.24 lít
Đáp án: A. 2.24 lít
Ví dụ 3: Khí oxi được điều chế trong phòng thí nghiệm bằng cách nào sau đây?
A. Điện phân nước
B. Nhiệt phân KClO3 có xúc tác MnO2
C. Nhiệt phân KMnO4
D. Cả B và C
Đáp án: D. Cả B và C
Lưu ý khi thực hiện phản ứng
- Nên sử dụng ống nghiệm khô và sạch để tránh lẫn tạp chất vào khí oxi.
- Nút ống nghiệm nên được làm bằng bông tẩm kiềm để hấp thụ các khí độc hại có thể sinh ra trong quá trình nhiệt phân.
- Thu khí oxi bằng phương pháp đẩy không khí hoặc đẩy nước.
Tổng kết
Phản ứng 2KMnO4 → K2MnO4 + MnO2 + O2 là một phản ứng phân hủy, đồng thời là phản ứng oxi hóa khử quan trọng, thường được sử dụng để điều chế khí oxi trong phòng thí nghiệm. Việc hiểu rõ bản chất và các yếu tố ảnh hưởng đến phản ứng giúp việc thực hiện thí nghiệm thành công và an toàn.
