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高锰酸钾

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高锰酸钾
IUPAC名
Potassium permanganate
别名 灰锰氧、PP粉
识别
CAS号 7722-64-7  ✓
PubChem 516875
ChemSpider 22810
SMILES
UN编号 1490
EINECS 231-760-3
RTECS SD6475000
KEGG D02053
性质
化学式 KMnO₄
摩尔质量 158.04 g·mol⁻¹
外观 紫黑色针状结晶
密度 2.703 g/cm³
熔点 240℃分解
溶解性 6.51 g/100 ml,20℃
32.35 g/100 ml,75℃
结构
晶体结构 正交晶系
热力学
ΔfHm298K −813.4 kJ·mol−1
S298K 171.7 J·K−1·mol−1
危险性
欧盟危险性符号
氧化性氧化性 O
有害有害 Xn
危害环境危害环境N
警示术语 R:R8-R22-R51/53
安全术语 S:S2-S60-S61
MSDS 英文MSDS
NFPA 704
NFPA 704.svg
0
2
2
OX
相关物质
其他阴离子 高锝酸钾
高铼酸钾
其他阳离子 高锰酸钠
高锰酸铵
高锰酸鈣
相关化学品 锰酸钾
七氧化二锰
若非注明,所有数据均出自标准状态(25 ℃,100 kPa)下。

高锰酸钾(英語:Potassium permanganate;化学式KMnO₄),强氧化剂,紫黑色晶体,可溶于,遇乙醇即还原。常用作消毒剂水净化剂氧化剂漂白剂毒气吸收剂二氧化碳精制剂等。1659年由约翰·格劳勃發現。在醫療用作清潔消毒和消滅真菌

来源

實驗室對其需求高,高錳酸鉀的製造規模大。一般常見製備方法有以下兩種:

礦石中取得的二氧化錳氢氧化钾在空氣中或混合硝酸鉀(提供氧氣)加熱,產生錳酸鉀,再於鹼溶液與氧化劑電解氧化得到過錳酸鉀。

2MnO₂+4OH⁻+O₂ → 2MnO₄²⁻+2H₂O
2 MnO₄²⁻+Cl₂ → 2MnO₄⁻+2Cl⁻

或者也可以二氧化鉛鉍酸鈉等強氧化劑氧化Mn²⁺生成。過錳酸鉀的顏色明顯,此反應也用於檢驗Mn²⁺。

化學性质

对热不稳定

高锰酸钾加热分解,生成锰酸钾二氧化锰氧气

这是实验室制取氧气的方法之一。加热时如果温度更高,生成的锰酸钾则可以继续分解。

也有文献指出,高锰酸钾的分解过程不会产生二氧化锰,而只有K₂MnO₄、K₂Mn₄O8和KMnO₂:

另有实验得出不同的分解历程:

强氧化力

高锰酸钾有强氧化力,可以在常温氧化盐酸,这也是实验室制取氯气的方法之一:

2KMnO₄+16HCl → 2KCl+2MnCl₂+5Cl₂↑+8H₂O

高锰酸钾也可用亚硫酸钠还原,得到不稳定的亮蓝色的五价锰盐(MnO₄³⁻),極易再被亞硫酸鈉還原產生更低價的錳化合物。

高锰酸钾与过氧化氢会剧烈反应,生成氧气;在酸中则会生成锰盐:

2KMnO₄+3H₂O₂ → 2KOH+2MnO₂+2H₂O+3O₂↑

2KMnO₄+5H₂O₂+6H⁺ → 2K⁺+2Mn²⁺+8H₂O+5O₂↑

高锰酸钾氧化Mn²⁺生成MnO₂沉淀。但有焦磷酸存在时,则按下式反应:

4Mn²⁺+MnO₄⁻+8H⁺+15H₂P₂O7²⁻ → 5[Mn(H₂P₂O7)₃]³⁻+4H₂O

利用其氧化性的特点,可用有还原力草酸维生素C盐酸羟胺等溶液去除高锰酸钾造成的污渍。

另外,高锰酸钾可以和红磷粉、粉、硼氢化钠等还原剂形成易爆混合物,摩擦或撞击即可爆炸;不應混合在一起。

其他

高锰酸钾可以和硫酸铝反应,产生高锰酸铝明矾

6KMnO₄+4Al₂(SO₄)₃·18H₂O+6H₂O → 2Al(MnO₄)₃+6KAl(SO₄)₂·12H₂O

過錳酸根的還原產物因pH而異:強鹼中生成墨綠色的錳酸根MnO₄²⁻,在中性和弱鹼中生成棕黑色的MnO₂水合物,而在強酸中則生成極淺粉紅色Mn²⁺。

与浓硫酸反应生成七氧化二锰,易爆。

尿液二氧化硫等可將其褪色。

安全

高锰酸钾是强氧化剂,应与可氧化的物质隔开存放。高锰酸钾与浓硫酸反应生成易爆物七氧化二锰。固体高锰酸钾与纯甘油或一些醇反应会剧烈燃烧。

3C₃H₅(OH)₃+14KMnO₄ → 14MnO₂+7K₂CO₃+2CO₂↑+12H₂O

高锰酸钾留下的褐色污渍与亚硫酸氢钠草酸反应后会褪色。

常温可和甘油等有机物反应甚至燃烧(但有时与甘油混合后反应极为缓慢,甚至感受不到温度升高,原因尚不明确);在酸中氧化力更强,能氧化负价态的氯、溴、碘、硫等离子及二氧化硫等。与皮肤接触可腐蚀皮肤产生棕色染色,数日不褪(可以使用维生素C或草酸溶液洗去);粉末散布于空气中有强烈刺激性,可使人连打喷嚏。与活泼金属粉末混合后可能會强烈燃烧,危险。在中性溶液中还原产物一般为二氧化锰。另外,该物质的溶液在碱中不稳定,容易生成墨绿色锰酸钾(K₂MnO₄),加入酸又能生成高锰酸钾。

用途

顯色劑

在實驗室常作為顯色劑,用於薄層層析顯色。

淨化空氣

一些空氣清淨機會有CPZ濾網,用來吸收有害氣體。

CPZ濾網的成分為過錳酸鉀、沸石活性炭

滴定

維生素C水溶液能將過錳酸鉀溶液褪色,維生素C溶液越濃,用量就越少。根據這特性,就能夠用高锰酸钾測定蔬菜或水果中的維生素含量。

此外,在分析化学中,高锰酸钾还能用来滴定一些还原劑来测定其含量。

工业生产

在化学工业用于生产维生素C糖精等。在轻化工业中用作纤维油脂漂白和脱色。

消毒杀菌

高锰酸钾有强氧化力,其溶液用于消毒杀菌。

储存

高锰酸钾应避光、干燥保存。

其溶液不稳定,缓慢分解并放出氧气。在酸或碱中更不稳定。

参考资料


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