高锰酸钾

维基百科,自由的百科全书
跳转至: 导航搜索
高锰酸钾
IUPAC名
Potassium permanganate
别名 灰锰氧、PP粉
识别
CAS号 7722-64-7
PubChem 24400
SMILES
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
ΔfHmo298K −813.4 kJ·mol−1
So298K 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
高锰酸铵
相关化学品 锰酸钾
七氧化二锰
若非注明,所有数据均出自一般条件(25 ℃,100 kPa)下。

高锰酸钾(化学式:KMnO4),强氧化剂,紫红色晶体,可溶于,遇乙醇即被还原。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年被西方人發現。醫療上有用作清潔消毒,和用來消滅真菌之用。

高锰酸钾对成人的致死量为3~10g。

来源[编辑]

由於實驗室的大量需求,高錳酸鉀被大規模地的製造。一般常見的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,再於鹼性溶液中與氧化劑進行電解氧化得到高錳酸鉀。

\ 2{\rm MnO}_2 + 4{\rm OH}^{-} + {\rm O}_{2} =\!=\!=\!= 2{\rm MnO}_{4}^{2-} + 2{\rm H}_{2}{\rm O}
\ 2{\rm MnO}_{4}^{2-} + {\rm Cl}_{2} =\!=\!=\!=  2{\rm MnO}_{4}^{-} + 2{\rm Cl}^{-}

或者也可以通过Mn2+二氧化鉛(PbO2)或鉍酸鈉(NaBiO3)等強氧化劑的反應產生。此反應也用於檢驗Mn2+的存在,因為高錳酸鉀的顏色明顯。

化學性质[编辑]

对热不稳定[编辑]

高锰酸钾加热可以分解,生成锰酸钾、二氧化锰和氧气:2{\rm KMnO}_4 \stackrel{\Delta}{=\!=\!=\!=}  {\rm K}_{2}{\rm MnO}_4 + {\rm MnO}_{2} + {\rm O}_2 \uparrow ,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[1]

6 KMnO4→ 2 K2MnO4 + K2Mn4O8 + 4 O2
KMnO4→ KMnO2 + O2

另有实验得出不同的分解历程:[2]

4 KMnO4290℃→ K2MnO4 + K2O·3MnO2 + 5/2 O2
3 K2MnO4600~650℃→ 3 K3MnO4 + MnO2 + O2

氧化性[编辑]

高锰酸钾有强氧化性,可以在常温下氧化盐酸,这也是实验室制取氯气的方法之一:

2{\rm KMnO}_{4} + 16{\rm HCl} =\!=\!=\!= 2{\rm KCl}+2{\rm MnCl}_{2}+5{\rm Cl}_{2} \uparrow +8{\rm H}_{2}{\rm O}

高锰酸钾也可以被亚硫酸钠还原,得到不稳定的亮蓝色的五价锰盐(MnO43-)。[3]

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:

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

利用其氧化性的特点,可用还原性草酸维生素C盐酸羟胺等去除高锰酸钾造成的污渍。

其他[编辑]

高锰酸钾可以和硫酸铝反应,产生高锰酸铝明矾[3]

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

安全性[编辑]

高锰酸钾是一种强氧化剂,所以应使其与可被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。高锰酸钾固体与纯甘油或一些醇反应会剧烈燃烧。

3{\rm C}_{3}{\rm H}_{5}{\rm (OH)}_{3} + 14{\rm KMnO}_{4} =\!=\!=\!= 14{\rm MnO}_{2} + 7{\rm K}_{2}{\rm CO}_{3} + 2{\rm CO}_{2} \uparrow + 12{\rm H}_{2}{\rm O}

高锰酸钾与亚硫酸氢钠草酸反应后会褪色而留下褐色的污渍。

常温下即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,甚至感受不到温度的升高,其原因尚不明确);在酸性环境下氧化性更强,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。尿液二氧化硫等可使其褪色。与较活泼金属粉末混合后有强烈燃烧性,危险。该物质在加热时分解成氧气二氧化锰锰酸钾(K2MnO4);在中性溶液中还原产物一般为二氧化锰。另外,该物质的溶液在碱性环境下不稳定,容易生成墨绿色的锰酸钾(K2MnO4),加入酸又能生成高锰酸钾。

應用[编辑]

顯色劑[编辑]

在實驗室中,常作為顯色劑,用於薄層色譜條帶的顯色。

淨化空氣[编辑]

一些空氣清淨機會有CPZ濾網,用來吸收有害氣體。

CPZ濾網的成分為高錳酸鉀、沸石活性炭

滴定[编辑]

維生素C的水溶液能使高錳酸鉀溶液褪色,并且維生素C溶液越濃,用量就越少。根據這一特性,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性物质,来测定其含量。

工业生产[编辑]

在化学工业中用于生产维生素C糖精等。在轻化工业中用作纤维油脂漂白和脱色。

参考资料[编辑]

  1. ^ 黄晗达 李友银. 高锰酸钾加热分解过程研究[J]. 《化学教育》. 2009年第2期. P65-66
  2. ^ 谭荣高 陈国强. 高锰酸钾热分解历程的研究[J]. 《北光通讯》. 1991年. P34~38
  3. ^ 3.0 3.1 《无机化学丛书》.第九卷 锰分族 铁系 铂系. 谢高阳 等. 科学出版社. 2.8.2 高锰酸盐. P39-40