पोटेशियम परमैंगनेट की तैयारी का वर्णन करें। इसके भौतिक गुण,संरचना और उपयोग बताएं। इसके रासायनिक गुणों पर चर्चा करें और $KMnO_{4}$ के ऑक्सीकरण गुणों को दर्शाने वाली रासायनिक अभिक्रियाएं दें।

(A) $(i)$ प्रयोगशाला तैयारी: प्रयोगशाला में,$KMnO_{4}$ को पेरोक्सोडिसल्फेट द्वारा $Mn(II)$ लवणों के ऑक्सीकरण द्वारा तैयार किया जाता है।
$2 Mn^{2+} + 5 S_{2}O_{8}^{2-} + 8 H_{2}O \rightarrow 2 MnO_{4}^{-} + 10 SO_{4}^{2-} + 16 H^{+}$
$(ii)$ व्यावसायिक तैयारी:
चरण-$1$: $MnO_{2}$ का पोटेशियम मैंगनेट में रूपांतरण। जब $MnO_{2}$ को $KNO_{3}$ जैसे ऑक्सीकरण एजेंट की उपस्थिति में क्षार धातु हाइड्रॉक्साइड के साथ पिघलाया जाता है,तो गहरे हरे रंग का पोटेशियम मैंगनेट $(K_{2}MnO_{4})$ प्राप्त होता है।
$2 MnO_{2} + 4 KOH + O_{2} \rightarrow 2 K_{2}MnO_{4} \text{ (हरा)} + 2 H_{2}O$
चरण-$2$: $K_{2}MnO_{4}$ का $KMnO_{4}$ में रूपांतरण।
$(a)$ पोटेशियम मैंगनेट तटस्थ या अम्लीय माध्यम में असमानुपातन (disproportionation) करके पोटेशियम परमैंगनेट देता है।
$3 MnO_{4}^{2-} + 4 H^{+} \rightarrow 2 MnO_{4}^{-} + MnO_{2} + 2 H_{2}O$
$(b)$ विद्युत अपघटनी विधि: यह रूपांतरण की आधुनिक विधि है। एनोड पर $MnO_{4}^{2-}$ का $MnO_{4}^{-}$ में ऑक्सीकरण होता है।
एनोड: $MnO_{4}^{2-} \rightarrow MnO_{4}^{-} \text{ (बैंगनी)} + e^{-}$
भौतिक गुण: पोटेशियम परमैंगनेट गहरे बैंगनी क्रिस्टल बनाता है जो $KClO_{4}$ के साथ समसंरचनात्मक (isostructural) हैं। यह पानी में कम घुलनशील है $[293 \ K$ पर $6.4 \ g / 100 \ g$ पानी]। यह प्रतिचुंबकीय (diamagnetic) है और गहरा रंग रखता है।
संरचना: $MnO_{4}^{-}$ आयन चतुष्फलकीय (tetrahedral) है। $\pi$-बंधन ऑक्सीजन के $p$-ऑर्बिटल्स और मैंगनीज के $d$-ऑर्बिटल्स के अतिव्यापन से बनता है,जो $d\pi-p\pi$ बंधन को दर्शाता है।
उपयोग: इसका उपयोग कार्बनिक रसायन विज्ञान में ऑक्सीकरण एजेंट के रूप में,रेशों के विरंजन (bleaching) के लिए,तेलों के विरंजन के लिए और कीटाणुनाशक के रूप में किया जाता है।
रासायनिक गुण: $513 \ K$ पर अपघटन से $K_{2}MnO_{4}$ प्राप्त होता है। $2 KMnO_{4} \rightarrow K_{2}MnO_{4} + MnO_{2} + O_{2}$.
अम्लीय माध्यम में ऑक्सीकरण गुण:
$(i) 5 Fe^{2+} + MnO_{4}^{-} + 8 H^{+} \rightarrow Mn^{2+} + 4 H_{2}O + 5 Fe^{3+}$
$(ii) 5 C_{2}O_{4}^{2-} + 2 MnO_{4}^{-} + 16 H^{+} \rightarrow 2 Mn^{2+} + 8 H_{2}O + 10 CO_{2}$