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[科普中国]-高锰酸钾

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高锰酸钾(Potassium permanganate)为黑紫色、细长的棱形结晶或颗粒,带蓝色的金属光泽;无臭;与某些有机物或还原剂接触,易发生爆炸,溶于水、碱液,微溶于甲醇、丙酮、硫酸,分子式为KMnO4,分子量为158.03400。熔点为240°C,稳定,但接触易燃材料可能引起火灾。要避免的物质包括还原剂、强酸、有机材料、易燃材料、过氧化物、醇类和化学活性金属。

在化学品生产中,广泛用作为氧化剂,例如用作制糖精,维生素C、异烟肼及安息香酸的氧化剂;在医药上用作防腐剂、消毒剂、除臭剂及解毒剂;在水质净化及废水处理中,作水处理剂,以氧化硫化氢、酚、铁、锰和有机、无机等多种污染物,控制臭味和脱色;在气体净化中,可除去痕量硫、砷、磷、硅烷、硼烷及硫化物;在采矿冶金方面,用于从铜中分离钼,从锌和镉中除杂,以及化合物浮选的氧化剂;还用于作特殊织物、蜡、油脂及树脂的漂白剂,防毒面具的吸附剂,木材及铜的着色剂等。

化合物简介基本信息中文名称:高锰酸钾

中文别名:灰锰氧;过锰酸钾;

英文名称:Potassium permanganate

英文别名:potassium, permanganate

CAS号:7722-64-7

分子式:

分子量:158.03400

结构式:

精确质量:157.88100

PSA:74.270001

物化性质外观与性状:紫色的结晶固体

溶解性:溶于水、碱液,微溶于甲醇、丙酮、硫酸

密度:1.01g/c㎥at 25°C

熔点:240°C

水溶解性:6.4 g/100 mL (20 ºC)

稳定性:稳定,但接触易燃材料可能引起火灾。要避免的物质包括还原剂、强酸、有机材料、易燃材料、过氧化物、醇类和化学活性金属。强氧化剂。

储存条件:库房通风,轻装轻卸,与有机物、还原剂、硫磷易燃物分开存放1

安全信息安全说明

S60:本物质残余物和容器必须作为危险废物处理。

S61:避免排放到环境中。参考专门的说明/安全数据表。2

危险类别码

R8:遇到易燃物会导致起火。

R22:吞咽有害。

R50/53:对水生生物极毒,可能导致对水生环境的长期不良影响。2

分子结构数据:1、摩尔折射率:无可用的。

2、摩尔体积(m3/mol):无可用的。

3、等张比容(90.2K):无可用的。

4、表面张力(dyne/cm):无可用的。

5、介电常数:无可用的。

6、极化率:无可用的。

7、单一同位素质量:157.881414 Da

8、标称质量:158 Da

9、平均质量:158.0339 Da2

化学性质在乙醇、过氧化氢中使之氧化分解。

高锰酸钾是最强的氧化剂之一,作为氧化剂受pH影响很大,在酸性溶液中氧化能力最强。其相应的酸高锰酸HMnO4和酸酐Mn2O7,均为强氧化剂,能自动分解发热,和有机物接触引起燃烧。 3

高锰酸钾具有强氧化性,在实验室中和工业上常用作氧化剂,遇乙醇即分解。在酸性介质中会缓慢分解成二氧化锰、钾盐和氧气。光对这种分解有催化作用,故在实验室里常存放在棕色瓶中。从元素电势图和自由能的氧化态图可看出,它具有极强的氧化性。在碱性溶液中,其氧化性不如在酸性中的强。作氧化剂时其还原产物因介质的酸碱性而不同。4

该品遇有机物时即释放出初生态氧和二氧化锰,而无游离状氧分子放出,故不出现气泡。初生态氧有杀菌、除臭、解毒作用,高锰酸钾抗菌除臭作用比过氧化氢溶液强而持久。二氧化锰能与蛋白质结合成灰黑色络合物(“掌锰”5),在低浓度时呈收敛作用,高浓度时有刺激和腐蚀作用。其杀菌力随浓度升高而增强,0.1%时可杀死多数细菌的繁殖体,2%~5%溶液能在24小时内可杀死细菌。在酸性条件下可明显提高杀菌作用,如在1%溶液中加入1.1%盐酸,能在30秒钟内杀死炭疽芽孢。4

高锰酸钾受热分解:

中学:

真正方程式: 6

与乙醇反应:

与过氧化氢反应: (碱性或中性环境)

(酸性环境)

与甘油反应:

与乙炔反应: (碱性环境)

(中性环境)

(酸性环境)

与硫化氢反应:

与乙烯反应: (碱性环境)

(中性环境)

(酸性环境)

制备方法由于实验室的大量需求,高锰酸钾被大规模地制造。一般常见的制备方法有以下两种:矿石中取得的二氧化锰和氢氧化钾在空气中或混合硝酸钾(提供氧气)加热,产生锰酸钾,再于碱性溶液中与氧化剂进行电解化得到高锰酸钾。离子反应方程式:,。或者也可以通过Mn离子和二氧化铅(PbO2)或铋酸钠(NaBiO3)等强氧化剂的反应产生。此反应也用于检验Mn离子的存在,因为高锰酸钾的颜色明显。7

工业上制备KMnO4较为简便的方法是用铂作阴极电解氧化K2MnO4:首先用KOH将含60%MnO2的矿石转化为K2MnO4,再电解氧化生成KMnO4。3

氢氧化钾水溶液加二氧化锰和氯酸钾共同煮沸、蒸发,余渣熔为浆状后用水浸渍,再通以氯气、二氧化碳及臭氧,或用电解锰酸盐的碱性溶液也可制得。3

KMnO4也可用PbO2或NaBiO3在碱性条件下氧化锰(Ⅱ)盐来制取,低浓度碱有利于锰(Ⅱ)的形成。3

1.焙烧法-电解法:将软锰矿与氢氧化钾混合成浆料,用压缩空气将物料喷入焙烧转炉,在250~300℃下氧化成锰酸钾。焙烧物用稀碱液或洗涤水浸取,经过滤、除杂质得锰酸钾。4

由于固相法传质、传热困难,操作环境差,设备庞大,能耗高,将逐渐被淘汰。锰酸钾电解氧化制取高锰酸钾的过程与液相法相同。作为食品添加剂的高锰酸钾,还需经重结晶以除去重金属和砷等。4

1.液相氧化法-电解法:将软锰矿粉与200℃以上80%的氢氧化钾溶液混合,并在300℃下,在第一反应器中通空气,使二氧化锰氧化成亚锰酸钾,然后溢流至第二反应器进一步氧化成锰酸钾。反应液经热过滤,用100℃、60%的KOH溶液洗涤,滤饼溶于稀碱液或洗涤水,经沉淀、分离和除杂后得锰酸钾。4

锰酸钾用系统内的电解终液调制成电解始液,组成如下:锰酸钾≥180g/L;碳酸钾> 外科用药及消毒防腐药18

性状:本品为黑紫色片。

作用类别:本品为皮肤科用药类非处方药药品。18

适应症:用于急性皮炎或急性湿疹,特别是伴继发感染的湿敷,清洗小面积溃疡。18

规格:0.1g

用法用量:用于急性皮炎和急性湿疹时,临用前配制成1:4000溶液(取1片加水400毫升),用消毒药棉或纱布润湿后敷于患处,渗出液多时,可直接将患处浸入溶液中药浴。用于清洗小面积溃疡时,临用前配制成1:1000溶液(取1片加水100毫升),用消毒药棉或棉签蘸取后清洗。18

不良反应:高浓度反复多次使用可引起腐蚀性灼伤。18

禁忌:口服18

注意事项:本品仅供外用,切忌口服。

本品水溶液易变质,故应临用前用温水配制,并立即使用。

配制时不可用手直接接触本品,以免被腐蚀或染色,切勿将本品误入眼中。

应严格按用法与用量使用,如浓度过高可损伤皮肤和黏膜。

长期使用,易使皮肤着色,停用后可逐渐消失。

用药部位如有灼烧感、红肿等情况,应停止用药,并将局部药物洗净,必要时向医师咨询。

对本品过敏者禁用,过敏体质者慎用。

本品性状发生改变时禁止使用。

请将本品放在儿童不能接触的地方。

儿童必须在成人监护下使用。

如正在使用其他药品,使用本品前请咨询医师或药师。18

药物相互作用:不可与碘化物、有机物接触或并用。尤其是晶体,否则易发生爆炸

.如与其他药物同时使用可能会发生药物相互作用,详情请咨询医师或药师。18

药理作用:高锰酸钾为氧化剂,在水中分解,可形成二氧化锰等放出氧。氧作用于菌体蛋白,破坏其结构,从而使之死亡。高锰酸钾杀菌所需浓度较低,0.01%-0.1%作用10-30分钟可杀灭细菌繁殖体、病毒和破坏肉毒杆菌毒素。对乙型肝炎病毒的灭活作用尚未见报道;对细菌芽胞的杀灭,虽有报告,但所需浓度2%-5%)高,作用时间长(24小时),实用意义有限。18

专家点评注意配制浓度,浓度过高会灼伤皮肤。水果食具消毒后需净水冲洗。19