[科普中国]-高锰酸

简介

高锰酸，化学式是HMnO4，是由氢离子与高锰酸根结合而成的酸，属于离子。高锰酸在广义上，还包括有高锰酸根组成的盐。高锰酸是强氧化剂，与大多数有机物接触即可将其剧烈氧化。因其不稳定，故不直接使用而常用其盐。常用于测定合金、矿石、盐类或硅酸盐中铁的含量等。

性质分子式： HMnO4

和某些碱反应：KOH + HMnO4（过量） = KMnO4 +H2O

和某些盐反应：HMnO4 + AgNO3 = AgMnO4↓ + HNO3（高锰酸银为褐色沉淀）

2HMnO4 + K2CO3 = 2KMnO4 + CO2↑ + H2O

高锰酸和亚硫酸钾反应可生成硫酸锰、硫酸钾、硫酸等1。

溶解性

高锰酸具有高度的吸湿性，极易溶于水，微溶于全氟十氢化萘、1,1,1-三氟-2,2,2-三氯乙烷，不溶于四氯化碳和三氯甲烷。其他的非惰性有机溶剂（如醇类、醚类、芳香烃类等）与其接触则剧烈氧化，以至于发生燃烧。

制备方法

高锰酸的制备的条件较为苛刻，由于其不稳定，需要在低温下进行制备。制备方法如下：

(实验所使用的)硫酸和重结晶的高锰酸钡(这两种)试剂已经经过了重量分析法的检测(至±0.1%)。在0摄氏度，令120毫升0.3摩尔每升的高锰酸钡溶液(小心地)加入已经精确定量的化学计量的0.3摩尔每升的硫酸溶液中，其中要注意保持溶液的温度始终低于1摄氏度，然后产生的沉淀(即硫酸钡)通过离心法移除。深紫色的高锰酸溶液随即被转移到一个(预先准备好的)500毫升圆底烧瓶中，然后将烧瓶迅速置于-75摄氏度的干冰-丙酮浴中旋转，对溶液进行冷却。然后把这烧瓶连接到一个由玻璃和特氟龙构建的真空系统(真空线)中，同时把烧瓶沉浸于冰浴中。这个真空系统先后连接一个-75摄氏度的干冰-丙酮浴的冷阱和一个-193摄氏度的液态氮浴的冷阱，同时维持10-3托(即torr)(约等于0.13帕斯卡)的绝对压强。(随着该真空系统开始运作)冰迅速在-75摄氏度的冷阱产生，这是对高锰酸溶液的除水过程。

大概10小时候，紫色开始在-75摄氏度的冷阱产生。(在此时)迅速把(接入)-75摄氏度的冷阱(的线路)转接到一个(业已连接在真空系统中的)浸没在-75摄氏度(干冰-丙酮)浴的U型管上，以承接紫色的(升华)产物。这过程中收集到纤细的深紫色的针状晶体。

在实验进行了大约30小时后，(刚才那种)深紫色的挥发性升华产物已经完全移除，烧瓶内温度升高到冰浴的温度，这说明挥发性物质升华过程的结束。烧瓶内的残留物和冷阱中产物从(真空系统中)拆除，然后对其组成进行分析，要注意所有的操作必须在1摄氏度之下进行。此外要注意所有对于产品的分析应该在手套箱中进行，因为产品非常吸湿。

剩余在烧瓶中的矩形晶体被适量冰水所提纯。那些溶于水的组分，根据分析，是纯净的无水高锰酸。分析结果见下表。

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溶解性可溶于水高锰酸锂、高锰酸钠、高锰酸钾、高锰酸铵、高锰酸钙、高锰酸钡、高锰酸锌、高锰酸镁、高锰酸汞、高锰酸镉、高锰酸铷。

微溶于水高锰酸铜、高锰酸镓、高锰酸铟、高锰酸银（20℃的溶解度为0.9）、高锰酸锡、高锰酸铅、八氧化三锰(高锰酸亚锰)

难溶于水高锰酸铝、高锰酸铁、高锰酸锑、高锰酸铋、所有高锰酸的稀土盐。

不存在的盐高锰酸亚铁、高锰酸亚锡[Sn(MnO4)2]、高锰酸亚铬[Cr(MnO4)2]、高锰酸锰(II)