Nhiệt phân KMnO4 - Những điều cần nắm vững

Thuốc tím KMnO₄ là gì? Cấu tạo của thuốc tím KmnO₄ là gì?

Thuốc tím là gì?

Thuốc tím là một chất rắn vô cơ không mùi tan tốt trong nước tạo thành dung dịch mang màu tím đặc trưng nếu với lượng KMnO₄ lớn, được ứng dụng nhiều trong công nghiệp sát khuẩn, tẩy trùng của lĩnh vực y tế và thực phẩm. 

Thuốc tím có tên khoa học là Kali pemanganat với công thức hóa học là KMnO₄.

Mô tả: Thuốc tím ở dạng rắn mang dạng kim màu tím. Khi pha vào nước với lượng lớn sẽ tạo dung dịch màu tím đậm và ngược lại nếu pha với nồng độ nhỏ thì sẽ tạo thành dung dịch màu đỏ hoặc tím nhạt

Cấu tạo phân tử của thuốc tím là gì? 

Đặc tính của thuốc tím

- Khối lượng phân tử mol: 158.034 g/mol

Khối lượng riêng: 2.703 g/cm³

- Điểm nóng chảy: 240 °C (513 K; 464 °F)

- Độ hòa tan: Phân hủy trong ancol và dung môi hữu cơ

- Độ hòa tan trong nước: 6.38 g/100 mL (20 °C) , 25 g/100 mL (65 °C)

- Là chất rắn, không mùi, tồn tại dưới dạng tinh thể tím đậm. Tuy nhiên, nếu bạn không cất giữ cẩn thận, nó sẽ chuyển sang màu tím hơi nâu giống đồng.

- Tan vô hạn trong nước tạo thành dung dịch có màu tím đậm. Nếu dung dịch loãng thì sẽ là màu tím đỏ.

- Là chất oxy hóa mạnh (tức là có khả năng nhận điện tử từ những chất khác), có thể oxy hóa cả vật chất vô cơ cũng như hữu cơ.

- Bốc cháy hoặc phát nổ nếu kết hợp với chất hữu cơ khác.

- Bị phân hủy nhiệt độ trên 200oC và 100g nước hòa tan được 6.4g KMnO4. 

Hiện nay thuốc tím được sản xuất và ứng dụng trong nhiều lĩnh vực của đời sống và lưu hành trên thị trường dưới hình thức là dạng bột hoặc tinh thể. 

Nhiệt phân KMnO₄

2KMnO₄        ⟶       MnO₂ +          O₂       +          K₂MnO₄

rắn                              rắn                  khí                       rắn  

đỏ tím                        đen          không màu             lục thẫm

- Điều kiện phản ứng

- Nhiệt độ: Nhiệt độ

- Hiện tượng nhận biết

Dung dịch Kali pemanganat (KMnO₄) màu tím nhạt dần và xuất hiện kết tủa đen Mangat IV oxit (MnO₂).

- Thông tin thêm

Khí oxi được điều chế bằng cách phân huỷ những hợp chất giàu oxi và ít bền đối với nhiệt như KMnO4

Ứng dụng của thuốc tím

Tác dụng của Thuốc tím KMnO4 đối với nông nghiệp

- Thuốc tím là một hóa chất có thể được sử dụng để điều trị các bệnh về cá và ký sinh trùng. 

- Giảm mật độ tảo, xử lý một số bệnh liên quan đến vi khuẩn, kí sinh trùng ở mang và nấm trên tôm cá.

- Thuốc tím dùng để khử trùng môi trường nước bể nuôi cá hoặc tôm mang lại môi trường sinh trưởng tốt cho thủy sản.Và hạn chế gây ô nhiễm môi trường 

- Thuốc tím ngăn chặn quá trình nitrat hóa, tránh bệnh tật cho thủy sản. 

Tác dụng của Thuốc tím KMnO4 trong công nghiệp

- Tẩy màu vải dệt, bay màu các chất béo hay tinh bột.

- Chất oxi hóa của đường saccharin, vitamin C v.v…

- Ứng dụng trong ngành cơ khí luyện kim.

- Thuốc tím có khả năng loại bỏ magiê và sắt từ nước. Nên được ứng dụng cho công nghệ lọc nước đặc biệt đối với các nguồn nước đến từ các nguồn đất sâu. 

- Đây là chất khử trùng giúp loại bỏ bụi gây ra trong các thiết bị và đường ống nước. 

Tác dụng của Thuốc tím KMnO₄ trong phòng thí nghiệm

- Thuốc tím là một chất oxy hóa mạnh, nó được dùng làm chất oxi hoá trong hoá học hữu cơ và hóa học vô cơ

- Dùng để định lượng nhiều chất trong hóa học phân tích

Tác dụng của Thuốc tím KMnO₄ trong y học

- Dùng làm thuốc khử trùng và thuốc diệt nấm.

- Điều trị các bệnh nhiễm trùng da khác nhau như eczema, viêm da, mụn trứng cá và nhiễm nấm khác gây ra ở bàn tay và chân.

- Những người bị các vết thương có mủ, rỉ nước và phồng rộp cũng có thể được điều trị bằng kali permanganat (đã pha loãng).

- Giải pháp cấp tính để điều trị nhiễm nấm như chân của vận động viên, nơi bàn chân bị ảnh hưởng được ngâm trong dung dịch kali permanganat trong nước khoảng 15 phút.

- Dung dịch Kali pemanganat loãng được dùng để sát khuẩn, tẩy uế, rửa các vết thương, tẩy rửa sống....

- Lưu ý: Cần pha dung dịch theo quy định hoặc theo chỉ định của bác sĩ.

Thuốc tím trong nuôi trồng thủy sản

Thuốc tím trong nuôi trồng thủy sản có tác dụng diệt vi khuẩn, nấm, tảo và các loại virus gây bệnh cho tôm cá thông qua việc oxy hóa màng tế bào, phá hủy các enzyme, đặc biệt là điều khiển quá trình trao đổi chất của tế bào.

Khi sử dụng một liều lượng thuốc tím thích hợp thì sẽ có tác dụng tăng DO và giảm chất hữu cơ trong ao nuôi. Trong môi trường nước, thuốc tím hoạt động dưới dạng MnO₄^- với nồng độ thích hợp có thể tiêu diệt được nhóm nguyên sinh động vật và nhóm vi khuẩn dạng sợi tạo mảng bám trên tôm.

Cách sử dụng thuốc tím trong ao nuôi tôm

- Thuốc tím được sử dụng để xử lý nước ở đầu và cuối vụ nuôi, tuyệt đối không sử dụng trong quá trình nuôi vì khi chúng kết hợp vớ nước sẽ tạo ra MnO2 gây hại cho tôm. 

- Sau khi sát trùng nước 48 giờ, người nuôi cần cấy vi sinh để bổ sung lợi khuẩn bacillus vào trong nước nhằm khống chế sự phát triển của các vi khuẩn gây bệnh.

- Khi sử dụng thuốc tím để diệt tảo trong ao sẽ dẫn đến tình trạng thiếu oxy trong ao nên cần tăng cường chạy quạt nước để tăng oxy.

- Liều lượng diệt khuẩn thích hợp là từ 2-4mg/l.

- Liều lượng diệt virus có thể dùng >50mg/l.

- Sau khi pha thuốc tím xong thì phải sử dụng ngay vì thuốc tím có tính oxy hóa mạnh, dễ phân hủy ở dạng dung dịch. Nếu không sử dụng ngay thì có thể bảo quản tối đa là 24 giờ, tránh nhiệt độ cao và ánh nắng mặt trời.

- Không được dùng thuốc tím với các loại hóa chất đối kháng.

Nhược điểm của thuốc tím khi sử dụng trong ao nuôi tôm

- Nhược điểm của thuốc tím là không bền, khả năng diệt trùng giảm khi ở nhiệt độ cao.

- Nên hạn chế sử dụng trong ao nuôi tôm, cá vì khi tiếp xúc với nước thì thuốc tím sẽ gây độc.

- Thuốc tím sẽ cho hiệu quả sử dụng kém khi dùng trong ao nuôi có quá nhiều chất hữu cơ.

- Khả năng tạo oxy hòa tan không cao.

Cách sử dụng thuốc tím đối với môi trường nước

Thuốc tím phổ biến thường được dùng đối với môi trường nước đó là ở dạng tinh thể hoặc bột. khi sử dụng thuốc tím đồng nghĩa với việc lượng PO4 trong nước sẽ giảm đi nên các bạn phải có kế hoạch khắc phục. 

Các bước tiến hành sử dụng như sau:

- Bước 1: Hòa tan thuốc tím KMnO4 vào nước.

- Bước 2: Tiến hành tạt đều khắp bề mặt ao 

- Bước 3: Cần thiết phải bón phân lân sau khi sử dụng thuốc tím. 

Các ứng dụng khác của thuốc tím

- Là chất hấp thụ khí gas, chống nhiễm trùng trong nước.

- Dùng làm chất oxy hóa của đường saccharin, vitamin C.

- Chất làm bay màu của tinh bột, vải dệt,...

- Ngoài ra cũng được ứng dụng trong nông nghiệp, nuôi trồng thủy sản, ngành cơ khí luyện kim và môi trường.

Cách xác định liều lượng của thuốc tím

Đây là một bước vô cùng quan trọng khi sử dụng loại thuốc tím này. Theo kinh nghiệm, chúng ta có thể ước lượng liều lượng bằng 2 cách thủ công sau đây: 

CÁCH 1

Quá trình xử Thuốc tím nên bắt đầu vào sáng sớm để có thể quan sát sự chuyển màu của thuốc tím trong 8-12 giờ.

Đầu tiên sử dụng thuốc tím bắt đầu với liều 2 mg/l. Sẽ có 2 trường hợp xảy ra đó là: 

- Nếu quá trình thuốc tím chuyển màu của nước từ tím sang hồng diễn ra trong vòng 8-12 giờ, nghĩa là lượng thuốc tím sử dụng đã đủ không cần tăng thêm. 

- Nếu trong vòng 12 giờ xử lý, màu nước chuyển sang màu nâu, điều này được xác định là chưa đủ liều, do đó có thể thêm 1-2 mg/l nữa. 

CÁCH 2

Đầu tiên, lấy một cốc nước cất, cho vào 1g thuốc tím và dùng 5 cốc khác, mỗi cốc lấy 1 lít nước ao. 

Sau đó, Lần lượt cho vào 5 cốc nước ao: 2, 4, 6, 8, 10 ml thuốc tím, khuấy đều. 

Tiếp theo, Đợi 15 phút, thấy cốc nào còn màu hồng thì lấy số ml của dung dịch chuẩn đã thêm vào cốc đó nhân với 2, ta sẽ được nồng độ (mg/l) thuốc tím cần dùng đối với môi trường nước hiện tại.

Liều lượng thông thường được khuyến cáo phù hợp: 

- Trong trường hợp khử mùi và vị nước thì nên dùng tối đa 20 mg/l.

- Để diệt khuẩn nên dùng ở liều lượng 2-4 mg/l. Liều diệt khuẩn phải dựa vào mức độ chất hữu cơ trong nước.

- Trong trường hợp diệt virut thì nên dùng liều 50 mg/l hoặc cao hơn.

Những lưu ý khi sử dụng thuốc tím

Bất cứ hóa chất nào dù độc hay không độc thì khi sử dụng chúng ta đều cần phải chú ý để tránh những tình trạng không may xảy ra hoặc không đạt được hiệu quả như mong muốn. 

Chúng ta cần chú ý những điều cơ bản sau đây: 

- Thuốc tím KMnO₄ có rất nhiều ứng dụng đồng nghĩa với việc nó được bán khá rộng rãi. Tuy nhiên người sử dụng KMnO₄ chúng ta phải tính toán lượng thuốc tím KMnO₄ cần dùng một cách chính xác để tránh bị lãng phí.

- Bảo quản thuốc tím ở nơi khô ráo, tránh ánh sáng trực tiếp hay những nơi có nhiệt độ cao.

- Phải xử lý thuốc tím trước khi bón phân và không sử dụng thuốc tím cùng lúc với thuốc diệt cá, vì làm như vậy sẽ làm giảm độc lực của thuốc cá.

- Ngoài ra, với những hộ nuôi trồng thủy hải sản nên kéo dài thời gian xử lý bằng thuốc tím KMnO₄ để tránh tôm cá bị ngộ độc.

- Thuốc tím là hóa chất có độc tính, do đó cần tuyệt đối tuân thủ theo hướng dẫn trên bao bì cũng như sự tư vấn của thầy thuốc.