高锰酸钾

高锰酸钾（英語：Potassium permanganate；化学式KMnO₄），在香港俗稱「灰錳氧」。1659年由约翰·格劳勃發現。^[1]

高锰酸钾
IUPAC名 Potassium permanganate
别名	灰锰氧、PP粉
识别
CAS号	7722-64-7  Y
PubChem	516875
ChemSpider	22810
SMILES	[O-][Mn](=O)(=O)=O.[K+]
UN编号	1490
EINECS	231-760-3
RTECS	SD6475000
KEGG	D02053
性质
化学式	KMnO₄
摩尔质量	158.04 g·mol⁻¹
外观	紫黑色针状结晶
密度	2.703 g/cm³
熔点	240℃分解
溶解性（水）	6.51 g/100 ml，20℃ 32.35 g/100 ml，75℃
结构
晶体结构	正交晶系
热力学
ΔfHm⦵298K	−813.4 kJ·mol−1
S⦵298K	171.7 J·K−1·mol−1
危险性
欧盟危险性符号 氧化性 O 有害 Xn 危害环境N
警示术语	R：R8-R22-R51/53
安全术语	S：S2-S60-S61
MSDS	英文MSDS
NFPA 704	0 2 2 OX
相关物质
其他阴离子	高锝酸钾 高铼酸钾
其他阳离子	高锰酸钠 高锰酸铵 高锰酸钙 高锰酸铷 高锰酸铯 高锰酸银
相关化学品	锰酸钾 七氧化二锰
若非注明，所有数据均出自标准状态（25 ℃，100 kPa）下。

屬强烈氧化剂，紫黑色晶体，可溶于水，遇乙醇即还原。

常用作消毒剂、水净化剂、氧化剂、漂白剂、二氧化碳精制剂等。在醫療用途方面則主要用作清潔消毒和殺滅真菌。

来源

實驗室對其需求高，高錳酸鉀的製造規模大。一般常見製備方法有以下兩種：

礦石中取得的二氧化錳和氢氧化钾在空氣中或混合硝酸鉀（提供氧氣）加熱，產生錳酸鉀，再於鹼溶液與氧化劑電解氧化得到過錳酸鉀。

${\displaystyle {\ce {2MnO2 + 4OH- +O2->2MnO4^2- + 2H2O}}}$

${\displaystyle {\ce {2MnO4^2- +Cl2 -> 2MnO4^- + 2Cl-}}}$

或者也可以二氧化鉛或鉍酸鈉等強氧化劑氧化Mn²⁺生成。過錳酸鉀的顏色明顯，此反應也用於檢驗Mn²⁺。

化學性质

对热不稳定

高锰酸钾加热分解，生成锰酸钾、二氧化锰和氧气：

${\displaystyle {\rm {2KMnO_{4}{\xrightarrow {\triangle }}K_{2}MnO_{4}+MnO_{2}+O_{2}\uparrow }}}$

这是实验室制取氧气的方法之一。加热时如果温度更高，生成的锰酸钾则可以继续分解。

也有文献指出，高锰酸钾的分解过程不会产生二氧化锰，而只有錳酸鉀、四錳酸鉀和亞錳酸鉀：^[2]

${\displaystyle {\rm {6KMnO_{4}{\xrightarrow {\triangle }}K_{2}MnO_{4}+K_{2}Mn_{4}O_{8}+4O_{2}\uparrow }}}$

${\displaystyle {\rm {KMnO_{4}{\xrightarrow {\triangle }}KMnO_{2}+O_{2}\uparrow }}}$

另有实验得出不同的分解历程：^[3]

${\displaystyle {\rm {8KMnO_{4}\xrightarrow {290^{\circ }C} 2K_{2}MnO_{4}+2K_{2}O\cdot 3MnO_{2}+5O_{2}\uparrow }}}$

${\displaystyle {\rm {3K_{2}MnO_{4}{\xrightarrow {600\sim 650^{\circ }C}}3K_{3}MnO_{4}+MnO_{2}+O_{2}\uparrow }}}$

强氧化力

高锰酸钾有强氧化力，可以在常温氧化盐酸，这也是实验室制取氯气的方法之一：

${\displaystyle {\ce {2KMnO4 + 16HCl -> 2KCl + 2MnCl2 + 5Cl2 +8H2O}}}$

高锰酸钾也可用亚硫酸钠还原，得到不稳定的亮蓝色的五价锰盐（MnO₄³⁻）^[4]，極易再被亞硫酸鈉還原產生更低價的錳化合物。

高锰酸钾与过氧化氢会剧烈反应，生成氧气；在酸中则会生成锰盐：

${\displaystyle {\ce {2KMnO4 + 3H2O2 -> 2KOH + 2MnO2 + 2H2O + 3O2}}}$

${\displaystyle {\ce {2KMnO4 + 5H2O2 + 6H+ -> 2K+ + 2Mn^2+ +8H2O + 5O2}}}$

高锰酸钾氧化Mn²⁺生成MnO₂沉淀。但有焦磷酸存在时，则按下式反应：

${\displaystyle {\ce {4Mn^2+ + MnO4- + 8H+ + 15H2P2O7^2- -> 5[Mn(H2P2O7)3]^3- + 4H2O}}}$

利用其氧化性的特点，可用有还原力的草酸、维生素C或盐酸羟胺等溶液去除高锰酸钾造成的污渍。

另外，高锰酸钾可以和红磷、镁粉、铝粉、硼氢化钠等还原剂形成易爆混合物，摩擦或撞击即可爆炸；不應混合在一起。

其他

高锰酸钾可以和硫酸铝反应，产生高锰酸铝和明矾：^[4]

${\displaystyle {\ce {6KMnO4 + 4Al2(SO4)3*18H2O + 6H2O -> 2Al(MnO4)3 + 6KAl(SO4)2*12H2O}}}$

過錳酸根的還原產物因pH而異：強鹼中生成墨綠色的錳酸根MnO₄²⁻，在中性和弱鹼中生成棕黑色的MnO₂水合物，而在強酸中則生成極淺粉紅色Mn²⁺。

与浓硫酸反应生成七氧化二锰，易爆。

尿液、二氧化硫等可將其褪色。

安全

高锰酸钾是强氧化剂，应与可氧化的物质隔开存放。高锰酸钾与浓硫酸反应生成易爆物七氧化二锰。固体高锰酸钾与纯甘油或一些醇反应会剧烈燃烧。

${\displaystyle {\ce {3C3H5(OH)3 + 14KMnO4 -> 14MnO2 + 7K2CO3 + 2CO2 ^ + 12H2O}}}$

高锰酸钾留下的褐色污渍与亚硫酸氢钠或草酸反应后会褪色。

常温可和甘油等有机物反应甚至燃烧（但有时与甘油混合后反应极为缓慢，甚至感受不到温度升高，原因尚不明确）；

在酸中氧化力更强，能氧化负价态的氯、溴、碘、硫等离子及二氧化硫等。

与皮肤接触可腐蚀皮肤产生棕色染色，数日不褪（可以使用维生素C或草酸溶液洗去）；

粉末散布于空气中有强烈刺激性，可使人连打喷嚏。与活泼金属粉末混合后可能會强烈燃烧，危险。在中性溶液中还原产物一般为二氧化锰。

另外，该物质的溶液在碱中不稳定，容易生成墨绿色锰酸钾（K₂MnO₄），加入酸又能生成高锰酸钾。

用途

顯色劑

在實驗室常作為顯色劑，用於薄層層析顯色。

淨化空氣

一些空氣清淨機會有CPZ濾網，用來吸收有害氣體。

CPZ濾網的成分為過錳酸鉀、沸石、活性炭。

滴定

維生素C水溶液能將過錳酸鉀溶液褪色，維生素C溶液越濃，用量就越少。根據這特性，就能夠用高锰酸钾測定蔬菜或水果中的維生素含量。

此外，在分析化学中，高锰酸钾还能用来滴定一些还原劑来测定其含量。

工业生产

在化学工业用于生产维生素C、糖精等。在轻化工业中用作纤维、油脂的漂白和脱色。

消毒杀菌

高锰酸钾有强氧化力，其溶液用于消毒杀菌。

醫療上使用

過錳酸鉀可用於治療多種皮膚病。

储存條件

高锰酸钾应避光、干燥保存。

其溶液不稳定，缓慢分解并放出氧气。在酸或碱中更不稳定。