高锰酸钾
高锰酸钾(化学式:KMnO4),强氧化剂,紫红色晶体,可溶于水,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年被约翰·格劳勃發現。醫療上有用作清潔消毒,和用來消滅真菌之用。
高锰酸钾 | |
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IUPAC名 Potassium permanganate | |
别名 | 灰锰氧、PP粉 |
识别 | |
CAS号 | 7722-64-7 ![]() |
PubChem | 516875 |
ChemSpider | 22810 |
SMILES |
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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(水) | 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 | |
ΔfHm |
−813.4 kJ·mol−1 |
S |
171.7 J·K−1·mol−1 |
危险性 | |
欧盟危险性符号![]() ![]() ![]() | |
警示术语 | R:R8-R22-R51/53 |
安全术语 | S:S2-S60-S61 |
MSDS | 英文MSDS |
NFPA 704 |
![]() 0
2
2
OX
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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,所有数据均出自一般条件(25 ℃,100 kPa)下。 |
来源
由於實驗室的大量需求,過錳酸鉀被大規模地製造。一般常見的製備方法有以下兩種:
礦石中取得的二氧化錳和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過錳酸鉀。
或者也可以通过Mn2+和二氧化鉛(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,因為過錳酸鉀的顏色明顯。
化學性质
对热不稳定
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]
另有实验得出不同的分解历程:[2]
强氧化性
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:
2KMnO4+16HCl → 2KCl+2MnCl2+5Cl2↑+8H2O
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],極容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;在酸性环境下则会有锰盐生成:
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,可用具有还原性的草酸、维生素C或盐酸羟胺等的溶液来去除高锰酸钾造成的污渍。
另外,高锰酸钾可以和红磷、镁粉、铝粉、硼氢化钠等还原剂形成爆炸性的混合物,摩擦或撞击即可爆炸。因此不可将高锰酸钾和它们混合在一块。
安全性
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。
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
顯色劑
在實驗室中,常作為顯色劑,用於薄層層析的顯色。
滴定
維生素C的水溶液能使過錳酸鉀溶液褪色,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。
消毒杀菌
高锰酸钾具有强氧化性,其溶液用于消毒杀菌。如稀释一定比例后,可以作用于人体,治疗某些炎症。
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。在酸性或碱性溶液中稳定性更差。
参考资料
- 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
- 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
- 《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