高锰酸钾 （一种无机化合物）

历史信息

1817年P.V.Chevillot和W.F.Edwards第一次制备出高锰酸钾，他们用MnO₂、KOH和KNO₃熔化反应生成锰酸钾，再水解。之后，G.Forch-hammer等人提出用氯酸盐代替KNO3制备锰酸钾，A.Bechamp提出用CO2通入锰酸钾溶液制取高锰酸钾；G.Stadeler提出用氯气处理锰酸钾溶液制取高锰酸钾。之后陆续出现用Br2和O3转化成高锰酸钾的各种方法。到二十世纪初，由P.Askonasy和S.Lonowski提出用电解法制取高锰酸钾的工艺设备，不久首先在德国实现工业化生产，其规模10t/月，第一次世界大战期间，美国用电解法制得高锰酸钠，再转化成高锰酸钾进行小型生产。

第一次世界大战之后，世界各国对软锰矿的氧化焙烧、锰酸钾电解氧化的机理、工艺及其设备进行大量的研究和各种改进，尤其是德国对锰酸盐的研究和发展有较大的贡献，使锰酸盐在转炉内氧化焙烧达效率得到较大提高，并对早期电解槽型进行改造和优化。到二战后，该早期装置转移到苏联，在德国比特费尔德中部城市又开始重建设备并开始生产。

50年代后期，美国Carus化学公司建立了液相氧化制备锰酸钾，然后制高锰酸钾的装置，60年代初英国Boots公司和荷兰Kouinklijke合作建成生产高锰酸钾全自动、连续化的装置，使高锰酸钾生产提高到一个新的水平。中国于50年代，在贵州遵义化工厂采用固相法生产高锰酸钾试验成功，继而广州同济化工厂、重庆嘉陵化工厂等相继建成高锰酸钾生产车间进行生产。

晶体结构

高锰酸根离子MnO₄的空间构型为四面体，锰原子位于四面体中心，4个氧原子位于四面体的顶点。

理化性质

物理性质

化学性质

稳定性

高锰酸钾固体，到 240°C左右时发生分解反应，热稳定性较差，因此在储存和使用过程中应注意避免高温。反应方程式为：

中学教材为：2KMnO₄==K₂MnO₄  + MnO₂ (s) + O₂↑（反应条件：加热）

经过对其分解产物探究，发现剩余固体全部溶于水呈墨绿色，表明并无二氧化锰（MnO₂）生成。因此，高锰酸钾分解的主要反应应该为：

6KMnO₄==2K₂MnO₄+K₂Mn₄O₈+4O₂↑（反应条件：加热）

KMnO₄==KMnO₂+O₂↑（反应条件：加热）

腐蚀性

常温下高锰酸钾溶液与金属并不反应，但是却发现高锰酸钾溶液会腐蚀金属材料，这是因为在实验室配制的高锰酸钾溶液多为酸性或碱性，与金属材料接触形成了原电池，金属材料中不同成分构成正负极，酸性或碱性高锰酸钾溶液充当电解液，发生电化学腐蚀。

对于非金属单质，高锰酸钾溶液与碳（C）的反应现象明显，腐蚀性强；与硫（S）不反应，无腐蚀性。而对于有机物，饱和的聚氯乙烯不能被腐蚀，不饱和的橡胶易被腐蚀，对皮肤组织的腐蚀较强。综上，常温下高锰酸钾溶液的腐蚀性主要是针对有机物，因此存放时不能使用橡胶塞，取用要小心操作或戴上手套防止腐蚀皮肤。

氧化性

KMnO₄在酸性、中性和碱性介质中充当非常强大的氧化剂。

在酸性介质中

2KMnO₄ + 3H₂SO₄  → K₂SO₄ + 2MnSO₄ + 3H₂O + 5[O]

MnO₄ + 8H + 5e → Mn + 4H₂O

在中性或碱性介质中

2KMnO₄ + H₂O → 2KOH + 2MnO₂ + 3[O]

MnO₄ + 2H₂O + 3e → MnO₂ + 4OH

高锰酸钾的氧化性主要针对两类物质：低价态离子和有机物。对于有机物，高锰酸钾可以氧化乙醇和乙醛等。

与乙醛（CH₃CHO）的化学反应方程式：

在酸性环境中，KMnO₄还原为Mn（溶液褪色）

5CH₃CHO+2MnO₄ +6H → 5CH₃COOH+3H₂O+2Mn

在碱性环境中，KMnO₄被还原成MnO₂（棕色沉淀物）

3CH₃CHO+2MnO₄ +OH → 3CH₃COO+2MnO₂↓+2H₂O

酸性高锰酸钾与乙醇（C₂H₅OH）的化学反应方程式：

5C₂H₅OH + 4KMnO₄ + 6H₂SO₄→ 5CH₃COOH + 4MnSO₄ + 11H₂O + 2K₂SO₄

高锰酸钾与浓盐酸反应生成氯气，化学方程式为：

2KMnO₄+16HCl（浓）→2KCl+5Cl₂ ↑+2MnCl₂+8H₂O

其他反应

高锰酸钾在碱液中加热时，高锰酸钾变成锰酸盐并放出氧气。因此，高锰酸钾溶液做氧化剂时，常在酸性介质中进行反应。MnO₄常用来氧化Fe、SO₃、H₂S等低价态离子。高锰酸钾在碱液中的化学方程式为：

4KMnO₄ + 4KOH → 4K₂MnO₄ + 2H₂O + O₂↑

草酸（H₂C₂O₄）与高锰酸钾（酸性）的反应方程式：

2KMnO₄+5H₂C₂O₄+3H₂SO₄→ K₂SO₄+2MnSO₄+10CO₂↑+8H₂O

高锰酸钾溶液和硫化氢的反应方程式：

5H₂S+2KMnO₄+3H₂SO₄→K₂SO₄+2MnSO₄+8H₂O+5S↓

制备方法

制备高锰酸钾的方法常被分为两种：一步法和两步法。

一步法

锰金属直接电解法

原理为：由锰铁、镜铁、锰合金等作阳极，在碳酸钾和氢氧化钾溶液里直接电解得KMnO₄。其优点为简单、安全、耗碱少；其缺点为电能消耗大，阳极材料要求高。

总反应方程式为：2Mn+2OH+6H₂O

安全事宜

危险性

GHS分类：

H272：可能加剧火灾；氧化剂

H302：吞咽有害[警告急性毒性]

H361d：疑似损伤未出生的孩子[警告有生殖毒性]

H400：对水生生物剧毒[警告对水生环境有害，急性危害]

H410：对水生生物具有剧毒，具有长期影响[警告对水生环境有害，具有长期危害]

毒性

锰主要影响神经系统，可能导致行为变化和其他神经系统影响，行为活动做可能变得缓慢和笨拙，这种症状严重时的组合被称为“锰中毒”。

搬运和储存

安全搬运：远离易燃物（木材、纸张、油等）；必需穿戴适当的防护服，否则不要接触损坏的容器或溢出的材料。当发现少量干溢出物：用干净的铲子将材料放入干净、干燥的容器中，并将容器从泄漏区域移走；当少量液体溢出：使用蛭石或沙子等不可燃材料浸泡产品，然后放入容器中进行后期处理。当发生大泄漏：在液体泄漏之前筑堤，以便日后处理。

安全储存：与可燃物质、还原剂和粉末金属分离；门窗封闭良好；提供包含灭火、储存废水的设施；存放在没有排水或下水道通道的区域。

急救措施

误食：立刻进行催吐，随后进行彻底洗胃、镇痛、葡萄糖静脉注射、液体治疗和抗生素治疗。危急情况通过气管造口术可能挽救生命。

吸入：立刻移动到户外呼吸新鲜空气，并保持半直立姿势，情况紧急可能需要人工呼吸，情况严重立即就医。

皮肤接触：首先立刻用大量的水冲洗至少15分钟，然后脱掉被污染的衣服，再次冲洗，用亚硫酸氢钠溶液涂抹，并用水冲洗情况严重立即就医。

误入眼睛：立刻用大量的水冲洗几分钟，用3%的硼酸冲洗，并用维生素C溶液洗涤1~2次，情况严重立即就医。

消防措施

小火灾：用水即可。

大火：从远处用水覆盖火灾区域，如果货物已暴露在高温下，则不要去尝试移动货物或车辆。在安全地情况下，尽量将未损坏的容器移离火灾周围的区域。对火灾中的储罐或拖车装载物，应从最大距离灭火，用大量的水冷却容器，直到大火熄灭。如果火势无法控制，则尽快疏散周围人群。

泄露应急处理

对于泄露危急情况，应及时隔离和疏散。

若泄露液体：应向泄漏区域周围隔离，并疏散人群至区域外至少50米（150英尺）；若泄露固体：应疏散人群并撤离至区域外至少25米（75英尺）；大型溢流：应疏散人群并撤离至区域外至少100米（330英尺）；火灾：如果油罐车、轨道车或油罐车发生火灾，应疏散人群并撤离至区域外至少800米（1/2英里）。

注释

COD一般指化学需氧量。 化学需氧量COD（Chemical Oxygen Demand）是以化学方法测量水样中需要被氧化的还原性物质的量。