高錳酸鉀 Potassium permanganate

編號系統

CAS號：7722-64-7

MDL號：MFCD00011364

EINECS號：231-760-3

RTECS號：SD6475000

BRN號：暫無

PubChem號：暫無

物性數據

1.性狀：深紫色細長斜方柱狀結晶，有金屬光澤。^[11]

2.熔點（℃）：240（分解）^[12]

3.相對密度（水=1）：2.7^[13]

4.溶解性：溶于水、堿液，微溶于甲醇、丙酮、硫酸。^[14]

毒理學數據

1.急性毒性^[15]  LD50：750mg/kg（大鼠經口）；2157mg/kg（小鼠經口）

2.刺激性  暫無資料

3.亞急性與慢性毒性^[16]  與錳相似。錳的亞急性和慢性毒性為：豆狀核的蒼白球、尾狀核和丘腦出現膠樣變性；大腦也有類似變化，甚至損及脊髓和周圍神經。

4.致突變性^[17]  DNA損傷：大腸桿菌200μmol/L。微生物致突變：其他微生物10ppm。細胞遺傳學分析：小鼠乳腺1mmol/L（48h）

5.其他^[18]  大鼠睪丸內最低中毒劑量（TCLo）：400mg/kg（1d，雄性），引起雄性生育指數改變。

生態學數據

1.生態毒性^[19]

LC50：3.6mg/L（96h）（金魚）

LC50：0.75mg/L（96h）（斑點叉尾鮰）

2.生物降解性  暫無資料

3.非生物降解性  暫無資料

分子結構數據

1、摩爾折射率：無可用的

2、摩爾體積（cm³/mol）：無可用的

3、等張比容（90.2K）：無可用的

4、表面張力（dyne/cm）：無可用的

5、介電常數：無可用的

6、極化率：無可用的

7、單一同位素質量：157.881414 Da

8、標稱質量：158 Da

9、平均質量：158.0339 Da

計算化學數據

1.疏水參數計算參考值（XlogP）:無

2.氫鍵供體數量:0

3.氫鍵受體數量:4

4.可旋轉化學鍵數量:0

5.互變異構體數量:無

6.拓撲分子極性表面積74.3

7.重原子數量:6

8.表面電荷:0

9.復雜度:118

10.同位素原子數量:0

11.確定原子立構中心數量:0

12.不確定原子立構中心數量:0

13.確定化學鍵立構中心數量:0

14.不確定化學鍵立構中心數量:0

15.共價鍵單元數量:2

性質與穩定性

1.溶于水成深紫紅色溶液，遇乙醇、過氧化氫則分解。加熱至240 ℃以上放出氧氣。強氧化劑，在酸性介質中還原成 Mn²⁺，堿性或中性介質中還原為二氧化錳，與 Mn²⁺作用生成二氧化錳，反應過程中均放出氧。與濃硫酸接觸易發生爆炸，在冷卻情況下，與濃硫酸作用析出高錳酸酐黑綠色的油狀液體。與有機物接觸、摩擦、碰撞，因受熱放出氧會引起燃燒。工作人員應做好防護，若不慎觸及眼睛，應立即用大量流動清水沖洗。工作環境應具有良好的通風條件。在240℃下分解。水溶液為深紫紅色，呈中性。在100g水中的溶解度為2.83g(0℃)、6.51g(20℃)、32.35g(75℃)。本品為強氧化劑，與易燃物混合，一經摩擦即著火爆炸。

2.吸入后可引起呼吸道損害。濺落眼睛內，可刺激結膜， 使眼介質著色， 重者致灼傷。刺激皮膚， 濃溶液或結晶對皮膚有腐蝕性。口服腐蝕口腔和消化道，出現口內燒灼感、上腹痛、惡心、嘔吐、口咽腫脹等。口服劑量大者，口腔黏膜呈棕黑色、腫脹糜爛，劇烈腹痛，嘔吐，血便，休克，最后死于循環衰竭。

3.具有極強的氧化性，應保存在玻璃容器、鐵質容器或者聚乙烯容器中。

4.穩定性^[20]  穩定

5.禁配物^[21]  強還原劑、活性金屬粉末、硫、鋁、鋅、銅及其合金、易燃或可燃物。硫酸、銨鹽、過氧化氫、甘油，乙二醇、磷等

6.避免接觸的條件^[22]   受熱

7.聚合危害^[23]  不聚合

8.分解產物^[24]  氧化鉀、氧化錳

貯存方法

儲存注意事項^[25] 儲存于陰涼、干燥、通風良好的專用庫房內。遠離火種、熱源。庫溫不超過30℃，相對濕度不超過80%。包裝密封。應與還原劑、活性金屬粉末、酸類等分開存放，切忌混儲。儲區應備有合適的材料收容泄漏物。

合成方法

1.焙燒法：氫氧化鉀熔融脫水，與軟錳礦粉混合，經冷卻粉碎后，在240 ℃溫度下，吸收空氣中的氧，氧化焙燒緩慢地轉化為錳酸鉀，用水或稀溶液浸取后，壓濾，配制電解液組成為：錳酸鉀160～180 ｇ/L。氫氧化鉀(游離)45～60 g/L、碳酸鉀＜60 g/L。電解終點控制電解液中錳酸鉀40～60 g/L，氫氧化鉀(游離)90～110g/L，經離心分離得高錳酸鉀粗品，再經重結晶、 離心分離、干燥制得高錳酸鉀成品。

離心分離后的母液經蒸發回收錳酸鉀，經苛化回收氫氧化鉀。

2.液相氧化法：氫氧化鉀經預熱，在200 ℃以上吹入富氧空氣或空氣，與軟錳礦粉進行液相氧化反應，二氧化錳先氧化成亞錳酸鉀，再進一步氧化生成錳酸鉀。氫氧化鉀濃度控制在60%～70％，與二氧化錳的摩爾比值為(30～60)∶1。錳酸鉀經沉降分離，上層氫氧化鉀回收，再經析晶、壓濾、用電解母液溶解，并加入氫氧化鈣溶液苛化，然后壓濾后配制電解液進行電解，高錳酸鉀粗品離心分離，再經重結晶、離心分離、干燥制得高錳酸鉀成品。

離心分離后的母液，經蒸發回收錳酸鉀，再經苛化回收氫氧化鉀。

3.將80g氫氧化鉀和40g氯酸鉀加入到直徑為6～8cm的鐵制坩堝中。加熱熔融后移去火焰。在攪拌下，用鐵勺分數次加入80g的二氧化錳粉末(這時稍有發泡，但無關系)。等全部加完后，再次加熱坩堝。可緩緩加熱至成暗紅熱狀態，同時進行激烈攪拌(否則，熔融物將不能從坩堝取出)。暗紅熱狀態約保持5min，然后放置令其自然冷卻。將固化的熔融物粉碎，溶于1.5L的沸水中，連續通入二氧化碳使之變成高錳酸鹽。可取一滴液體放在濾紙上，檢查MnO2-4的綠色是否消失而變成MnO-4的紅紫色。若轉化完全，過濾，將濾液加熱濃縮直至開始析出結晶。生成的結晶(粗制品)用玻璃過濾器濾出。濃縮母液時還可再得結晶。合并兩部分結晶并進行重結晶。收量為50～60g。

精制法：在制備氧化滴定用的高錳酸鉀標準溶液時，系將市售的高錳酸鉀溶于蒸餾水中，在接近沸點下加熱約1h。冷卻后用玻璃過濾器過濾，溶液以儲存在棕色瓶中為宜。制成的純高錳酸鉀水溶液，即使保存1～3年，其濃度幾乎無變化。但若含錳(Ⅱ)則不穩定，故必須用加熱的方法使有機物等還原性物質全部除去。

4.碳化法：將軟錳礦粉與熔融氫氧化鉀混合，經冷卻、粉碎后，在280～320℃溫度下，吸收空氣中的氧，轉化為錳酸鉀，然后用水或母液（渣水）浸取，得錳酸鉀溶液，再以二氧化碳處理，即得高錳酸鉀。

5.電解法：將錳酸鉀溶液電解即得高錳酸鉀。錳酸鉀溶液的制法同碳化法。電解法的最大優點是錳酸鉀利用率高，勞動生產率高，燃料消耗少；而碳化法則具有設備簡單，不需要消耗大量電流等特點。目前在工業中以電解法生產為主。目前錳酸鉀的制取已采用一步法新工藝。

6.在100kg工業品高錳酸鉀中，加入280kg蒸餾水，采用不銹鋼管插入溶液底部，通蒸汽加熱至全部溶解。趁熱過濾。將濾液加蓋，讓其自然冷卻結晶，待溶液溫度降至室溫時，取出母液，將陶缸中結晶的上面一半離心甩干做一級品，下面的一半甩干做二級品，將甩干的成品放入盤中，先在80℃下烘至快干，再將溫度升高到90～110℃，烘干過程中必須攪拌，防止表面層分解。母液可濃縮至結晶大部分析出，做為原料，也可不濃縮直接用來溶解工業品。

用途

1.在化學品生產中，廣泛用作氧化劑，如用作制糖精，維生素C、異煙肼及安息香酸的氧化劑；在醫藥上用作防腐劑、消毒劑、除臭劑及解毒劑；在水質凈化及廢水處理中，作水處理劑，以氧化硫化氫、酚、鐵、錳和有機、無機等多種污染物，控制臭味和脫色；在氣體凈化中，可除去痕量硫、砷、磷、硅烷、硼烷及硫化物；在采礦冶金方面，用于從銅中分離鉬，從鋅和鎘中除雜，以及化合物浮選的氧化劑；還用作特殊織物、蠟、油脂及樹脂的漂白劑，防毒面具的吸附劑，木材及銅的著色劑等。食品級用作漂白劑、消毒劑、脫臭劑、水質凈化劑及飲料用二氧化碳的精制劑。有強氧化作用，可除臭消毒，醫藥工業用作防腐劑、消毒劑、除臭劑和解毒劑等。

2.在化學品生產中，廣泛用作氧化劑，如用作制糖精、維生素C、異煙肼及安息香酸的氧化劑；醫藥中用作防腐劑、消毒劑、除臭劑及解毒劑；在水質凈化及廢水處理中，作水處理劑，以氧化硫化氫、酚、鐵、錳和有機、無機等多種污染物，控制臭味和脫色。還用作漂白劑、吸附劑、著色劑及消毒劑等。在混凝土外加劑中用作膨脹劑。

3.用作分析試劑，如配制氧化性標準溶液，作氧化劑。還用于有機合成，漂白纖維及作殺菌劑。

4.高錳酸鉀在塑料電鍍中可用于某些材質的化學粗糙化處理，也可用于線路板制造孔金屬化的孔壁處理。在鋁及合金的鈍化處理中，可代替六價鉻進行金色鈍化處理，亦可用作鋁及合金化學拋光的添加劑。在溶液分析中，高錳酸鉀是重要的滴定試劑，可用于過氧化氫、亞鐵鹽等的氧化還原滴定分析。

5.高錳酸鉀 (KMnO₄) 是一種有機合成中常用的廉價的氧化試劑。由于它溶于水，因此常用于水相或者水與其它溶劑混合相的氧化反應中。高錳酸鉀的水溶液是很強的氧化劑，向溶液中加入酸會增加其氧化性。在相轉移試劑的存在下，高錳酸鉀可以在非極性的溶劑如CH₂Cl₂中反應。研究發現，高錳酸鉀也能吸附在固體試劑上，因此它可以作為有效的異質氧化劑。

氧化反應  高錳酸鉀易溶于水，其水溶液是強的氧化劑，可以廣泛用于氧化各種無機物或有機物，這是高錳酸鉀最初的用途。高錳酸鉀的水溶液可以氧化醛、醇、胺等多種有機化合物^[1,2]。在一定條件下，高錳酸鉀溶液甚至可以氧化烷烴生成酮 (式1)^[3]。酸性或堿性高錳酸鉀溶液的氧化性更強，能參與很多氧化反應^[4]。

在有機溶劑中，高錳酸鉀也具有很強的氧化性，將芳香烴衍生物氧化成芳香羧酸，也可以氧化烯^[5]等。比如可以氧化1,4-二氫吡啶生成相應的吡啶衍生物^[6]。高錳酸鉀與液氨組成的體系可以氧化與羧基相鄰的α-C而生成相應的醇 (式2)^[7]。

高錳酸鉀具有比較強的吸附性，可以吸附在固體上，作為氧化劑參與固相反應。例如，它可以吸附在硅藻土上異相氧化醇，該反應條件溫和、時間短、產率高；高錳酸鉀與濕的SiO₂結合，是一種有效的廉價氧化劑，可以將縮二氨基脲氧化成羧酸 (式3)^[8]。

高錳酸鉀本身是強氧化劑，其氧化的選擇性較差。但是它與其它物質結合在一起后，有時就具有一定的選擇性，可以選擇性地氧化某些基團，這大大擴展了高錳酸鉀的應用。比如高錳酸鉀與ZrOCl₂構成的氧化系統就具有選擇性，在溫和條件下可有效地氧化二級醇，而不氧化一級醇；高錳酸鉀與CuSO₄或者Al₂O₃結合，經過一定條件的處理，可以作為氧化劑選擇性地氧化烷基化合物 (式4~式6)^[9]。

利用高錳酸鉀的氧化性可以完成一些在一般條件下難以進行的反應。比如它可以氧化二烯類化合物生成呋喃環二醇類化合物 (式7)^[10]。

6.主要用作消毒劑、氧化劑、漂白劑、毒氣吸收劑、二氧化碳精制劑、水凈化劑等。^[26]

安全信息

危險運輸編碼：UN 1490 5.1/PG 2

危險品標志：氧化劑 有害 危害環境

安全標識：S60 S61

危險標識：R8 R22 R50/53

文獻

1. Lukasz, K.; Maciej, S.; Lech, S. Tetrahedron, 2000, 12, 2247. 2. Tietze, L. F.; Zhou, Y.; Topken, E. Eur. J. Org. Chem., 2000, 12, 2247. 3. Nguyen, P.; Corpuz, E.; Heidelbaugh, T. M.; Chow, K.; Garst, M. E. J. Org. Chem., 2003, 68, 10195. 4. Tsotinis, A.; Vlachou, M.; Kiakos, K.; Hartley, J. A.; Thurston, D. E. Chem. Lett., 2003, 32, 512. 5. Kara, Y.; Balci, M. Tetrahedron, 2003, 59, 2063.. 6. Xia, J. J.; Wang, G. W. Synthesis, 2005, 14, 2379. 7. Mieczyslaw, M.; Krystyna, K. T.; Maciej, P.; Malgorzata, B. Tetrahedron, 2005, 61, 11952. 8. Hajipour, A. R.; Adibi, H.; Ruoho, A. E. J. Org. Chem., 2003, 68, 4553. 9. Shaabani, A.; Bazgir, A.; Teimouri, F.; Lee, D. G. Tetrahedron Lett., 2002, 43, 5165. 10. Travis, B.; Borhan, B. Tetrahedron Lett., 2001, 42, 7741. [1~10]參考書：現代有機合成試劑<性質、制備和反應>；胡躍飛 付華 編著；化學工業出版社；ISBN 7-5025-8542-7 [11~26]參考書：危險化學品安全技術全書.第一卷/張海峰主編.—2版.北京；化學工業出版社，2007.6 ISBN 978-7-122-00165-8

備注

暫無

表征圖譜