高錳酸鉀

過錳酸鉀 (INN:potassium permanganate) 是一種無機化合物，化學式為KMnO4。它是一種紫黑色的晶體鹽，溶解於水中會電離成K+和MnO4-離子，形成濃粉紅色至紫色的溶液。

過錳酸鉀在化學工業和實驗室中被廣泛用作強氧化劑，傳統上也用於治療皮膚炎、清潔傷口和一般消毒。它已列入世界衛生組織基本藥物清單中。它還有各種利基用途，例如作為水處理的殺菌劑，以及用於鞣革和布料染色。全球高錳酸鉀市場於2020年達到8.3001億美元。預計此市場將在2021年至2026年的預測期間之內, 以10.3%的複合年均成長率增長, 到2026年達到13.5507億美元。

## 性質

過錳酸鉀是四面體過渡金屬氧代配合物高錳酸鹽的鉀鹽，其中四個O(2-)配位體與一個錳(VII) 中心相結合。過錳酸鉀無氣味，帶有輕微的甜味和澀味。它可溶於水、硫酸、醋酸酐和苯甲腈，但在甲醇和丙酮中溶解性最好。

### 顏色

固態過錳酸鉀的紫黑色，以及其溶液呈現濃粉紅色到紫色，是由其高錳酸根陰離子引起。這種顏色來源於強烈的電荷轉移吸收帶，此吸收帶是由電子從含氧配位體軌道激發到錳(VII) 中心的空軌道而引起。晶體形式的顏色範圍可從紫色到黑色或灰色，並具有藍色的金屬光澤。

## 醫療用途

### 作用機制

過錳酸鉀以其強氧化的特性而發揮作用。它因有這種機制而能實現消毒、收斂，及降低異味。

### 臨床使用

過錳酸鉀不再是治療皮膚病的首選藥物，且美國食品藥物管理局（FDA）沒核准任何形式的過錳酸鉀供人類使用。因為它具有劇毒，且對黏膜和皮膚具腐蝕性，絕對不該將其以口服方式攝入。

根據美國藥典，過錳酸鉀對細菌和真菌的局部療效有限。需要1:5,000或更高的濃度才能達到有效的殺菌作用，但這樣的濃度會對人體組織產生刺激。因此，臨床上通常使用1:10,000的溶液。然而殺死許多細菌，可能需要長達一小時的時間，而有些菌株在此濃度下仍能存活。基於此，過錳酸鉀已屬過時，被效果更為優越的抗菌藥物和抗真菌藥所取代。

— 《古德曼與吉爾曼藥理學基礎》"高錳酸鹽"，第六版（1980年），第974頁

傳統上，過錳酸鉀被用於治療多種皮膚病，包括足部真菌感染（足癬）、膿痂疹、天皰瘡、表層傷口、皮膚炎和局部潰瘍。也可用於清潔皮膚的放射性污染，通常配合大力擦洗。它曾與普魯卡因苄青黴素一起使用，以處理局部潰瘍。它通常用於治療會產生大量液體的皮膚病。它可通過浸泡敷料或藥浴的方式應用。在浸泡前，可在指甲上塗抹凡士林以防變色。對於治療濕疹，由於它可能會刺激皮膚，建議每次只使用幾天。

FDA不建議直接使用高錳酸鉀的晶體或藥片，該物質必須稀釋成液體後才能使用。

### 過往用途

過錳酸鉀首次於17世紀製成，最晚在19世紀初就開始普遍用於醫療用途。加拿大士兵在第一次世界大戰期間，可取得過錳酸鉀（需與藥膏混合後塗抹），作為一種預防性傳播感染的方法。有些人曾試圖將其置入孕婦的陰道來引發流產，但並未達到預期效果。其他以往的用途還有嘗試將其用來為番木鱉鹼或苦毒素中毒的患者洗胃。

### 副作用

局部使用過錳酸鉀的副作用有皮膚不適和衣物變色。曾有報導指出有兒童因接觸未預先溶解的藥片而受嚴重灼傷。高濃度溶液可能導致化學灼傷。英國國家處方集因而於2015年建議在使用前，先將100毫克的過錳酸鉀溶解於1升水中，以形成1:10,000（0.01%）的溶液。不建議將浸有高錳酸鉀的敷料將患部包紮。

### 毒理學

口服過錳酸鉀對人體有毒性。飲用濃縮溶液會導致急性呼吸窘迫症候群或氣道腫脹。中毒會導致噁心、嘔吐和呼吸急促。如果攝入量足夠大（約10克），有致死可能。高濃度溶液和重複暴露會引起皮膚腐蝕和皮膚炎。

針對誤食高錳酸鉀的人, 建議採取的措施包括胃鏡檢查。不建議使用活性碳或促使嘔吐的藥物。雖然像雷尼替丁和乙醯半胱胺酸這類藥物可用於處理中毒症狀, 但支持其療效的證據並不充分。

### 藥物監管與商品名

FDA要求藥片形式的高錳酸鉀必須作為處方藥販售。然而過錳酸鉀本身沒有獲得批准的用途。因此非醫藥級的過錳酸鉀有時會被用於醫療目的。

它以多個品牌名稱銷售，如Permasol、Koi Med Tricho-Ex和Kalii permanganas RFF。它偶爾也被稱為"Condy's crystals" （康迪晶體）。

### 獸醫學用途

過錳酸鉀可用於預防馬匹之間傳播馬鼻疽。

## 工業及其他用途

幾乎所有高錳酸鉀的應用都牽涉到它的氧化特性。

應用的領域有：

- 水處理。
- 有機化合物合成。
- 用於定量測定水性樣本中可被氧化的有機物質總量。
- 將香蕉與高錳酸鉀一起包裝在聚乙烯中，以延長香蕉的保鮮期。
- 求生工具包中的生火助劑、淨水藥劑及在雪地上標示求救標誌
- 以其自燃的特性，產生控制性燃燒或反向點火而將森林火災控制、及
- 其他用途。

## 歷史

約翰·格勞勃於1659年將軟錳礦，二氧化錳和碳酸鉀的混合物熔融，獲得一種物質。該物質溶解在水中後會成為綠色溶液（錳酸鉀），溶液隨後會緩慢變為紫羅蘭色，最終變成紅色。

格勞伯在他的過錳酸鉀和錳酸鉀溶液中觀察到的顏色變化反應，現被稱為化學變色龍。

此變色龍礦物的案例，讓我們可更深入地思考一個問題：早期的現代科學家是根據什麼樣的知識體系或思考框架，來判斷哪些發現才具有價值。關於化學家格勞伯當年意外發現高錳酸鉀的經過，相關文獻記錄很少。更重要的是這種物質曾一度被忽視和棄用, 最終卻轉變成現代醫學和衛生領域不可或缺的重要物資, 這種轉變的意義也少有研究。

最早關於過錳酸鉀生產的描述在200年後由在倫敦的化學家亨利·波爾曼·康迪提出。康迪對消毒劑感興趣，而發現將軟錳礦與氫氧化鈉熔融，然後溶解於水, 具有消毒特性，並將其註冊為"Condy's Fluid"。康迪因氫氧化鈉溶液不穩定，改用氫氧化鉀讓產品更為穩定，並易於轉化為同樣有效的過錳酸鉀晶體，這種晶體被稱為"Condy's crystals"或"Condy's powder"。康迪因其易於製造，被迫花費大量時間進行訴訟，以阻止競爭者加入。根據古拉格倖存者瓦爾拉姆·吉洪諾維奇·沙拉莫夫的記錄（他曾於1937年至1951年間被囚禁於此），在科力馬亞戈德諾耶的集中營曾使用過錳酸鉀溶液治療痢疾、凍傷和潰瘍。

早期的攝影師曾使用它作為閃光粉}的組件之一。由於高錳酸鹽混合物甚不穩定,，現已被其他氧化劑所取代。

## 安全與處理

過錳酸鉀為一種強效氧化劑，會產生各式風險。接觸皮膚會引起皮膚不適、皮膚和黏膜腐蝕，在某些情況下還會引發嚴重的過敏反應。它對人類和動物有毒，口服會導致呼吸衰竭。它與有機物和易被氧化的物質不相容，存在劇烈反應和爆炸的危險。在某些化學反應過程中易燃，燃燒時會釋放有毒煙霧。

它還會導致皮膚和衣物變色。

## 參考文獻

### 參考書目

- Access this document via National Service Center for Environmental Publications (NSCEP), pubnumber 815R99014

## 基本資料

- IUPACName：Potassium permanganate
- 其他名稱：灰錳氧、PP粉
- CASNo：7722-64-7
- PubChem：516875
- 3D模型（JSmol）：O-Mn(=O)(=O)=O.K+
- KEGG：D02053
- ChemSpiderID：22810
- 3D模型（JSmol）：K+.O-Mn(=O)(=O)=O
- StdInChI：1S/K.Mn.4O/q+1;-1
- StdInChIKey：VZJVWSHVAAUDKD-UHFFFAOYSA-N
- RTECS：SD6475000
- UNNumber：1490
- EINECS：231-760-3
- 化學式：KMnO₄
- MolarMass：158.04
- 外貌：紫黑色針狀結晶
- 密度：2.703 g/cm³
- MeltingPt：240℃分解
- 水溶性：6.51 g/100 ml，20℃、32.35 g/100 ml，75℃
- CrystalStruct：正交晶系
- DeltaHf：−813.4 kJ·mol−1
- 熵：171.7 J·K−1·mol−1
- ExternalMSDS：英文MSDS
- RPhrases：與可燃物質接觸可能引起火災-吞食有害-對水生生物有毒，可能對水生環境造成長期的不良影響
- SPhrases：S2-該物質及容器必須按危險廢物放置-防止排向環境，參考特別指示或安全技術說明書操作
- NFPA-H：2
- NFPA-F：0
- NFPA-R：2
- NFPA-O：OX
- OtherAnions：高鎝酸鉀、高錸酸鉀
- OtherCations：高錳酸鈉、高錳酸銨、高錳酸鈣、高錳酸銣、高錳酸銫、高錳酸銀
- OtherCpds：錳酸鉀、七氧化二錳