高锰酸钾

高锰酸钾（英語：Potassium permanganate；化学式KMnO₄），在香港俗稱「灰錳氧」。屬强烈氧化剂，紫黑色晶体，可溶于水，遇乙醇即还原。常用作消毒剂、水净化剂、氧化剂、漂白剂、二氧化碳精制剂等。1659年由约翰·格劳勃發現。在醫療用途方面則主要用作清潔消毒和殺滅真菌。 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，再於鹼溶液與氧化劑電解氧化得到過錳酸鉀。 2 MnO 2 + 4 OH − + O 2 ⟶ 2 MnO 4 2 − + 2 H 2 O {\displaystyle {\ce {2MnO2 + 4OH- +O2->2MnO4^2- + 2H2O}}} 2 MnO 4 2 − + Cl 2 ⟶ 2 MnO 4 − + 2 Cl − {\displaystyle {\ce {2MnO4^2- +Cl2 -> 2MnO4^- + 2Cl-}}} 或者也可以二氧化鉛或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⁺。 高锰酸钾加热分解，生成锰酸钾、二氧化锰和氧气： 2 K M n O 4 → △ K 2 M n O 4 + M n O 2 + O 2 ↑ {\displaystyle {\rm {2KMnO_{4}{\xrightarrow {\triangle }}K_{2}MnO_{4}+MnO_{2}+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： 6 K M n O 4 → △ K 2 M n O 4 + K 2 M n 4 O 8 + 4 O 2 ↑ {\displaystyle {\rm {6KMnO_{4}{\xrightarrow {\triangle }}K_{2}MnO_{4}+K_{2}Mn_{4}O_{8}+4O_{2}\uparrow }}} K M n O 4 → △ K M n O 2 + O 2 ↑ {\displaystyle {\rm {KMnO_{4}{\xrightarrow {\triangle }}KMnO_{2}+O_{2}\uparrow }}} 另有实验得出不同的分解历程： 8 K M n O 4 → 290 ∘ C 2 K 2 M n O 4 + 2 K 2 O ⋅ 3 M n O 2 + 5 O 2 ↑ {\displaystyle {\rm {8KMnO_{4}\xrightarrow {290^{\circ }C} 2K_{2}MnO_{4}+2K_{2}O\cdot 3MnO_{2}+5O_{2}\uparrow }}} 3 K 2 M n O 4 → 600 ∼ 650 ∘ C 3 K 3 M n O 4 + M n O 2 + O 2 ↑ {\displaystyle {\rm {3K_{2}MnO_{4}{\xrightarrow {600\sim 650^{\circ }C}}3K_{3}MnO_{4}+MnO_{2}+O_{2}\uparrow }}} 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： 2 KMnO 4 + 16 HCl ⟶ 2 KCl + 2 MnCl 2 + 5 Cl 2 + 8 H 2 O {\displaystyle {\ce {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： 2 KMnO 4 + 3 H 2 O 2 ⟶ 2 KOH + 2 MnO 2 + 2 H 2 O + 3 O 2 {\displaystyle {\ce {2KMnO4 + 3H2O2 -> 2KOH + 2MnO2 + 2H2O + 3O2}}} 2 KMnO 4 + 5 H 2 O 2 + 6 H + ⟶ 2 K + + 2 Mn 2 + + 8 H 2 O + 5 O 2 {\displaystyle {\ce {2KMnO4 + 5H2O2 + 6H+ -> 2K+ + 2Mn^2+ +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： 4 Mn 2 + + MnO 4 − + 8 H + + 15 H 2 P 2 O 7 2 − ⟶ 5 [ Mn ( H 2 P 2 O 7 ) 3 ] 3 − + 4 H 2 O {\displaystyle {\ce {4Mn^2+ + MnO4- + 8H+ + 15H2P2O7^2- -> 5[Mn(H2P2O7)3]^3- + 4H2O}}} 利用其氧化性的特点，可用有还原力的草酸、维生素C或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、镁粉、铝粉、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。 高锰酸钾可以和硫酸铝反应，产生高锰酸铝和明矾： 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。 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或草酸反应后会褪色。 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。 在實驗室常作為顯色劑，用於薄層層析顯色。 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。 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。 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、油脂的漂白和脱色。 高锰酸钾有强氧化力，其溶液用于消毒杀菌。 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。 Glauber, Johann Rudolph, Prosperitas Germaniae (The prosperity of Germany), part 3 (Amsterdam, (Netherlands): Johann Jansson, 1659), pp. 93–94. From pp. 93–94: " … donec tandem Magnesiam istam nitro fixo permixtam, in crucibulo forti coctione a nitro reseratam vidi, unde elegans color purpureus provenit, massam hanc effusam in pulvere redegi, aqua calida extraxi, per filtrum liquorem transmisi. Tandem vero elegantissimum purpureum, igneumque liquorem accepi, qui fere singulis horis in frigore tantummodo consistens colorem permutavit, sic ut jam viridis, jam caerulei, jam sanguinei coloris sponte sua factus sit, mox iterum alios elegantissimos colores receperit." ( … until finally I saw [that] by mixing that magnesia [i.e., magnesia nigra, Pyrolusite, the ore containing manganese dioxide ] with fixed niter [i.e., inert niter, potassium carbonate], by cooking [it] in a strong crucible, [the colored compound was] released by the niter, whence a fine purple color arises; this mass [was] poured out, reduced to powder, extracted with hot water, [and] the solution passed through a filter. Then I got a truly most elegant, purple, and fiery solution, which nearly every hour ([while] standing just in the cold) changed color, so that it was spontaneously made now green, now blue, now red in color; soon again it received other most elegant colors.) Glauber JR. Prosperitatis Germaniae pars .... 3: In qua Salpetrae ex variis ubiq, obviis subiectis facillime atque copiose extrahendi modus traditur. Eiusve utilitates summae declarantur [Part of the Prosperity of Germany .... 3: In which the method of extracting saltpeter from various everywhere, in the most convenient and abundant manner, is given. His interests are clearly stated]. （原始内容存档于2016-12-20） –通过Bavarian State Library （Latin）.  引文格式1维护：未识别语文类型 (link) Translated in: Glauber JR. The Works of the Highly Experienced and Famous Chymist, John Rudolph Glauber. 由Packe C翻译. London, England: Thomas Millbourn. 1689: 353. （原始内容存档于2012-01-07）.  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