KMnO4(高锰酸钾)-结构、制备、性能、用途

什么是高锰酸钾？

高锰酸钾（KMnO 4）是一种无机化合物。它也被称为康迪的钾盐晶体或高锰酸盐。

德国荷兰化学家约翰·鲁道夫·格劳贝尔（Johann Rudolf Glauber）最早在1659年发现了KMnO 4的产生。该化合物是水溶性的，由两个离子组成：高锰酸根离子和钾离子。在其物理状态下为暗紫色无味固体。

当高锰酸钾晶体溶解在水中时，形成的溶液是紫色的。它被认为是强氧化剂，不会产生有毒副产品。它通常由其他矿物质如氧化锰制成。

结构  高锰酸钾溶液（KMnO4）

高锰酸钾分子的结构如下所示。注意，该化合物在钾阳离子和高锰酸根阴离子之间具有离子键。

高锰酸钾KMnO4的制备

高锰酸钾是通过将KOH和粉状氧化锰的溶液与氧化剂（如氯酸钾）混合而制备的。将混合物煮沸蒸发，并将残余物在铁锅中加热，直到获得糊状稠度为止。

6KOH + 3MnO 2 + 6KClO 3 →3K 2 MnO 9 + 6KCl + 3H 2 O

如此形成的锰酸钾（绿色）与大量水煮沸，并且将氯，CO 2和臭氧化的空气流通入液体，直到将其转化为高锰酸盐。连续除去形成的MnO 2，以防止其分解高锰酸盐。

6K 2 MnO 4 + 3Cl 2  → 6KMnO 4 （高锰酸钾） + 6KCl

从浓缩和结晶的任何MnO 2沉淀物中抽出KMnO 4溶液。将晶体离心并干燥。

高锰酸钾（KMnO4）的物理性质

• 它是无味的紫色至品红色结晶固体。
• 可溶于水，丙酮，乙酸，甲醇和吡啶。
• 它溶于乙醇和有机溶剂。
• 高锰酸钾以单斜棱柱的形式出现，几乎不透明，带有蓝色的金属光泽。
• 它是无味的。水溶液具有甜味的涩味。它是水溶性的，更易溶于沸水。

高锰酸钾的化学性质

• 高锰酸钾是一种非常强的氧化剂，因此可以在广泛的化学反应中用作氧化剂。
• 在与高锰酸钾进行氧化还原反应时，可以看到高锰酸钾的氧化能力，其中深紫色溶液变成无色，然后变成棕色溶液。
• 上述反应可以在酸性或碱性介质中进行。

高锰酸钾（KMnO4）的反应

1.热分解：

固体高锰酸钾加热时会分解。反应如下：

2KMnO 4  →K 2 MnO 4  + MnO 2（s）+ O 2

2.与酸反应：

高锰酸盐与浓盐酸反应时会生成氯。在中性溶液中，高锰酸盐被三个电子还原，生成二氧化锰，其中锰的氧化态为+4。高锰酸钾在碱性溶液中自发还原成绿色的K 2 MnO 4。

3.碱的影响

用碱加热时，高锰酸钾变成锰酸盐，并释放出氧气。

4KMnO 4 + 4KOH→4K 2 MnO 4 + 2H 2 O + O 2

4.氧化性能

KMnO 4在酸性，中性和碱性介质中充当非常强大的氧化剂。这些介质中代表氧化的方程为

在酸性介质中

2KMnO 4 + H 2 SO 4  →K 2 SO 4 + 2MnSO 4 + 3H 2 O + 5 [O] MnO 4 – + 8H + + 5e – →Mn 2+ + 4H 2 O

在中性或碱性介质中

2KMnO 4 + H 2 O→2KOH + 2MnO 2 + 3 [O] MnO 4 – + 2H 2 O + 3e – →MnO 2 + 4OH –

高锰酸钾（KMnO4）的用途

KMnO 4有广泛的应用。下面讨论了高锰酸钾的一些重要用途：

• 高锰酸钾用于定性分析以确定高锰酸盐值
• KMnO 4 还用作井水处理中的再生化学品，用于去除硫化氢和铁
• 该化合物还可用作消毒剂，以治愈某些皮肤疾病，例如脚真菌感染，皮炎
• 高锰酸钾的另一个重要应用是治疗细菌感染
• KMnO 4 还已知用于鞣制皮革，印花织物
• 该化合物甚至可用作漂白剂，杀虫剂和防腐剂。
• 高锰酸钾最重要的工业应用之一是在许多重要化合物的化学合成中用作氧化剂。

对健康的影响

• 高锰酸钾以浓缩形式对人的眼睛和皮肤有刺激性。它可以与许多还原剂或有机材料发生反应，但易燃。
• KMnO 4 的抗菌作用取决于该化合物对细菌或组织蛋白质的氧化作用。它在皮肤或组织上留下污渍。由于它通过破坏性氧化作用作用于所有有机物，因此其使用仅限于外部目的。
• 高锰酸钾可作为巴比妥酸盐，水合氯醛和生物碱中毒的解毒剂。当用作胃洗液时，高锰酸盐的1：5000溶液会氧化毒物并阻止其吸收。
• 该化合物通常存储在密闭的容器中。高锰酸钾应小心处理，因为高锰酸钾与易氧化的物质接触会发生爆炸。

解决的例子

题：

给出在酸性介质和碱性介质中用KMnO 4氧化碘化物的离子方程。

解：

在酸性介质中：

[MnO 4 – + 8H + + 5e – →Mn 2+ + 4H 2 O] x 2
2I – →I 2 + 2e – ] x 5

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10I – + 2MnO 4 – + 16H + →2Mn 2+ + 5I 2 + 8H 2 O

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在碱性介质中：

MnO 4 – + 2H 2 O + 3e – →MnO 2 + 4OH – ] x 2
I – + 6OH – →IO 3 – + 3H 2 O + 6e –

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2MnO 4 – + I – + H 2 O→IO 3 – + 2MnO 2 + 2OH –

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