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高锰酸钾

  • 2018-11-14
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高锰酸钾

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:KMnO4
分子量:158.03400
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/mLat 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 
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。
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。
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 Da

高锰酸钾高锰酸钾高锰酸钾高锰酸钾

高锰酸钾

化学性质
在乙醇、过氧化氢中使之氧化分解。
高锰酸钾是 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 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。
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。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”  ),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。
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。
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。
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。
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。
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。
2. 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。 
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 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。
2.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<60/L;氢氧化钾50~60g/L。电解始液在60℃下进入钢板制成的电解槽,阳极用镍板(或镀镍钢板),阴极用铁条。阳极与阴极的面积比为1:(8~10),电流容量为1000A/m3,阳极电流密度为60~100A/m2,槽电压2.25~2.5V,板距50~100mm。锰酸钾在阳极被氧化成高锰酸钾,大部分结晶析出。冷却后经离心分离得含量为94%左右的高锰酸钾粗品,经重结晶后得含量为99.3%的高锰酸钾结晶。 
电解终液呈紫红色,含锰酸300~400g/L,氢氧化钾110~120g/L,以及电解中伴生的碳酸钾,经蒸发分别回收利用,部分电解终液返回系统调制电解始液。
应用领域
主要用途
在化学品生产中,广泛用作氧化剂,如用作制糖精、维生素C、异烟肼及安息香酸的氧化剂;医药中用作防腐剂、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。还用作漂白剂、吸附剂、着色剂及消毒剂等。
实验室
1.实验室加热高锰酸钾制取氧气
注意:用高锰酸钾分解制取氧气时,要在试管口放置一小团蓬松的棉花团(或少量玻璃棉),防止高锰酸钾粉末进入导管,发生堵塞而爆炸。
2.与浓盐酸反应制取氯气
注意:多余的氯气要用氢氧化钠溶液吸收,防止污染环境。
3.在酸性条件下与草酸反应生成二氧化碳
危险性
高锰酸钾为氧化剂,用于有机合成、消毒、氧化等。与乙醚、乙醇、硫酸、硫磺、双氧水等接触会发生爆炸;遇甘油立即分解而强烈燃烧。
计算化学数据
1、疏水参数计算参考值(XlogP):无。
2、氢键供体数量:0
3、氢键受体数量:4
4、可旋转化学键数量:0
5、互变异构体数量:无
6、拓扑分子极性表面积(TPSA):74.3
7、重原子数量:6
8、表面电荷:0
9、复杂度:118
10、同位素原子数量:0
11、确定原子立构中心数量:0
12、不确定原子立构中心数量:0
13、确定化学键立构中心数量:0
14、不确定化学键立构中心数量:0
15、共价键单元数量:2
危险与防控
健康危害
高锰酸钾有毒,且有一定的腐蚀性。吸入后可引起呼吸道损害。溅落眼睛内,刺激结膜,重者致灼伤。刺激皮肤后呈棕黑色。浓溶液或结晶对皮肤有腐蚀性,对组织有刺激性。
口服后,会严重腐蚀口腔和消化道。出现口内烧灼感、上腹痛、恶心、呕吐、口咽肿胀等。口服剂量大者,口腔粘膜黑染呈棕黑色、肿胀糜烂,胃出血,肝肾损害,剧烈腹痛,呕吐,血便,休克, 死于循环衰竭,高锰酸钾纯品致死量约为10g。
危险性质:本品助燃,具腐蚀性、刺激性,可致人体灼伤。
急救措施
皮肤接触:立即脱去污染的衣着,用大量流动清水冲洗至少15分钟。 医。(若不严重则可用汽油清洗) 
眼睛接触:立即提起眼睑,用大量流动清水或生理盐水彻底冲洗至少15分钟。 医。 
吸入:迅速脱离现场至空气新鲜处。保持呼吸道通畅。如呼吸困难,给输氧。如呼吸停止,立即进行人工呼吸。 医。
食入:用水漱口,给饮牛奶或蛋清。 医。 
危险特性
强氧化剂。遇浓硫酸、铵盐能发生爆炸。遇甘油能引起自燃。与有机物、还原剂、易燃物如硫、磷等接触或混合时有引起燃烧爆炸的危险。
灭火方法: 采用水、雾状水灭火。
应急处理
隔离泄漏污染区,限制出入。建议应急处理人员戴防尘面具(全面罩),穿防毒服。不要直接接触泄漏物。小量泄漏:用砂土、干燥石灰或苏打灰混合。用洁净的铲子收集于干燥、洁净、有盖的容器中。大量泄漏:收集回收或运至废物处理场所处置。
操作注意事项
密闭操作,加强通风。操作人员必须经过专门培训,严格遵守操作规程远离火种、热源,工作场所严禁吸烟、进食和饮水。避免产生粉尘。避免与还原剂、活性金属粉末接触。搬运时要轻装轻卸,防止包装及容器损坏。配备相应品种和数量的消防器材及泄漏应急处理设备。倒空的容器可能残留有害物。
药典标准
性状
本品为黑紫色、细长的棱形结晶或颗粒,带蓝色的金属光泽;无臭;与某些有机物或易氧化物接触,易发生爆炸。在沸水中易溶,在水中溶解。 
鉴别
(1)取0.1%本品的水溶液5ml.加稀硫酸酸化,滴加过氧化氢溶液,紫红色即消褪。
(2)上述褪色后的溶液显钾盐的鉴别反应。
检查
氯化物
取本品2.0g,加热水60ml溶解后,置水浴上加热,在不断搅拌下滴加乙醇适量(约8ml),使溶液完全褪色后,移入100ml量瓶中,用水稀释至刻度,摇匀,滤过;取续滤液25ml,依法检查,与标准氯化钠溶液5.0ml制成的对照液比较,不得更浓(0.010%)。
硫酸盐
取上述氯化物项下剩余的滤液25ml,依法检查,与标准硫酸钾溶液2.0ml制成的对照液比较,不得更浓(0.040%)。
水中不溶物
取本品1.0g,加水100ml溶解后,加热至沸,放冷,用经105℃干燥至恒重的垂熔玻璃坩埚滤过,滤渣用水洗涤至无色,在105℃干燥至恒重, 残渣不得过5mg(0.5%)。
含量测定
取本品约0.8g,精密称定,置250ml量瓶中,加新蒸馏的水溶解并稀释至刻度,摇匀,作为供试品溶液。取供试品溶液置50ml滴定管中,调节液面至刻度起点,另精密量取草酸滴定液(0.05mol/L)25ml,加硫酸溶液(1→2)5ml与水50ml置锥形瓶中。由滴定管中迅速加入供试品溶液约23ml,加热至65℃,继续滴定至溶液显粉红色,并保持30秒钟不褪色。每1ml草酸滴定液(0.05mol/L)相当于3.161mg的KMnO4。

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本文摘自专业高锰酸钾公司(http://www.mingkaichem.cn/),转载需标明出处。


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