高锰酸钾 Potassium permanganate

编号系统

CAS号：7722-64-7

MDL号：MFCD00011364

EINECS号：231-760-3

RTECS号：SD6475000

BRN号：暂无

PubChem号：暂无

物性数据

1.性状：深紫色细长斜方柱状结晶，有金属光泽。^[11]

2.熔点（℃）：240（分解）^[12]

3.相对密度（水=1）：2.7^[13]

4.溶解性：溶于水、碱液，微溶于甲醇、丙酮、硫酸。^[14]

毒理学数据

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

2.刺激性  暂无资料

3.亚急性与慢性毒性^[16]  与锰相似。锰的亚急性和慢性毒性为：豆状核的苍白球、尾状核和丘脑出现胶样变性；大脑也有类似变化，甚至损及脊髓和周围神经。

4.致突变性^[17]  DNA损伤：大肠杆菌200μmol/L。微生物致突变：其他微生物10ppm。细胞遗传学分析：小鼠乳腺1mmol/L（48h）

5.其他^[18]  大鼠睾丸内最低中毒剂量（TCLo）：400mg/kg（1d，雄性），引起雄性生育指数改变。

生态学数据

1.生态毒性^[19]

LC50：3.6mg/L（96h）（金鱼）

LC50：0.75mg/L（96h）（斑点叉尾鮰）

2.生物降解性  暂无资料

3.非生物降解性  暂无资料

分子结构数据

1、摩尔折射率：无可用的

2、摩尔体积（cm³/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

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

性质与稳定性

1.溶于水成深紫红色溶液，遇乙醇、过氧化氢则分解。加热至240 ℃以上放出氧气。强氧化剂，在酸性介质中还原成 Mn²⁺，碱性或中性介质中还原为二氧化锰，与 Mn²⁺作用生成二氧化锰，反应过程中均放出氧。与浓硫酸接触易发生爆炸，在冷却情况下，与浓硫酸作用析出高锰酸酐黑绿色的油状液体。与有机物接触、摩擦、碰撞，因受热放出氧会引起燃烧。工作人员应做好防护，若不慎触及眼睛，应立即用大量流动清水冲洗。工作环境应具有良好的通风条件。在240℃下分解。水溶液为深紫红色，呈中性。在100g水中的溶解度为2.83g(0℃)、6.51g(20℃)、32.35g(75℃)。本品为强氧化剂，与易燃物混合，一经摩擦即着火爆炸。

2.吸入后可引起呼吸道损害。溅落眼睛内，可刺激结膜， 使眼介质着色， 重者致灼伤。刺激皮肤， 浓溶液或结晶对皮肤有腐蚀性。口服腐蚀口腔和消化道，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，口腔黏膜呈棕黑色、肿胀糜烂，剧烈腹痛，呕吐，血便，休克，最后死于循环衰竭。

3.具有极强的氧化性，应保存在玻璃容器、铁质容器或者聚乙烯容器中。

4.稳定性^[20]  稳定

5.禁配物^[21]  强还原剂、活性金属粉末、硫、铝、锌、铜及其合金、易燃或可燃物。硫酸、铵盐、过氧化氢、甘油，乙二醇、磷等

6.避免接触的条件^[22]   受热

7.聚合危害^[23]  不聚合

8.分解产物^[24]  氧化钾、氧化锰

贮存方法

储存注意事项^[25] 储存于阴凉、干燥、通风良好的专用库房内。远离火种、热源。库温不超过30℃，相对湿度不超过80%。包装密封。应与还原剂、活性金属粉末、酸类等分开存放，切忌混储。储区应备有合适的材料收容泄漏物。

合成方法

1.焙烧法：氢氧化钾熔融脱水，与软锰矿粉混合，经冷却粉碎后，在240 ℃温度下，吸收空气中的氧，氧化焙烧缓慢地转化为锰酸钾，用水或稀溶液浸取后，压滤，配制电解液组成为：锰酸钾160～180 ｇ/L。氢氧化钾(游离)45～60 g/L、碳酸钾＜60 g/L。电解终点控制电解液中锰酸钾40～60 g/L，氢氧化钾(游离)90～110g/L，经离心分离得高锰酸钾粗品，再经重结晶、 离心分离、干燥制得高锰酸钾成品。

离心分离后的母液经蒸发回收锰酸钾，经苛化回收氢氧化钾。

2.液相氧化法：氢氧化钾经预热，在200 ℃以上吹入富氧空气或空气，与软锰矿粉进行液相氧化反应，二氧化锰先氧化成亚锰酸钾，再进一步氧化生成锰酸钾。氢氧化钾浓度控制在60%～70％，与二氧化锰的摩尔比值为(30～60)∶1。锰酸钾经沉降分离，上层氢氧化钾回收，再经析晶、压滤、用电解母液溶解，并加入氢氧化钙溶液苛化，然后压滤后配制电解液进行电解，高锰酸钾粗品离心分离，再经重结晶、离心分离、干燥制得高锰酸钾成品。

离心分离后的母液，经蒸发回收锰酸钾，再经苛化回收氢氧化钾。

3.将80g氢氧化钾和40g氯酸钾加入到直径为6～8cm的铁制坩埚中。加热熔融后移去火焰。在搅拌下，用铁勺分数次加入80g的二氧化锰粉末(这时稍有发泡，但无关系)。等全部加完后，再次加热坩埚。可缓缓加热至成暗红热状态，同时进行激烈搅拌(否则，熔融物将不能从坩埚取出)。暗红热状态约保持5min，然后放置令其自然冷却。将固化的熔融物粉碎，溶于1.5L的沸水中，连续通入二氧化碳使之变成高锰酸盐。可取一滴液体放在滤纸上，检查MnO2-4的绿色是否消失而变成MnO-4的红紫色。若转化完全，过滤，将滤液加热浓缩直至开始析出结晶。生成的结晶(粗制品)用玻璃过滤器滤出。浓缩母液时还可再得结晶。合并两部分结晶并进行重结晶。收量为50～60g。

精制法：在制备氧化滴定用的高锰酸钾标准溶液时，系将市售的高锰酸钾溶于蒸馏水中，在接近沸点下加热约1h。冷却后用玻璃过滤器过滤，溶液以储存在棕色瓶中为宜。制成的纯高锰酸钾水溶液，即使保存1～3年，其浓度几乎无变化。但若含锰(Ⅱ)则不稳定，故必须用加热的方法使有机物等还原性物质全部除去。

4.碳化法：将软锰矿粉与熔融氢氧化钾混合，经冷却、粉碎后，在280～320℃温度下，吸收空气中的氧，转化为锰酸钾，然后用水或母液（渣水）浸取，得锰酸钾溶液，再以二氧化碳处理，即得高锰酸钾。

5.电解法：将锰酸钾溶液电解即得高锰酸钾。锰酸钾溶液的制法同碳化法。电解法的最大优点是锰酸钾利用率高，劳动生产率高，燃料消耗少；而碳化法则具有设备简单，不需要消耗大量电流等特点。目前在工业中以电解法生产为主。目前锰酸钾的制取已采用一步法新工艺。

6.在100kg工业品高锰酸钾中，加入280kg蒸馏水，采用不锈钢管插入溶液底部，通蒸汽加热至全部溶解。趁热过滤。将滤液加盖，让其自然冷却结晶，待溶液温度降至室温时，取出母液，将陶缸中结晶的上面一半离心甩干做一级品，下面的一半甩干做二级品，将甩干的成品放入盘中，先在80℃下烘至快干，再将温度升高到90～110℃，烘干过程中必须搅拌，防止表面层分解。母液可浓缩至结晶大部分析出，做为原料，也可不浓缩直接用来溶解工业品。

用途

1.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；在医药上用作防腐剂、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；在气体净化中，可除去痕量硫、砷、磷、硅烷、硼烷及硫化物；在采矿冶金方面，用于从铜中分离钼，从锌和镉中除杂，以及化合物浮选的氧化剂；还用作特殊织物、蜡、油脂及树脂的漂白剂，防毒面具的吸附剂，木材及铜的着色剂等。食品级用作漂白剂、消毒剂、脱臭剂、水质净化剂及饮料用二氧化碳的精制剂。有强氧化作用，可除臭消毒，医药工业用作防腐剂、消毒剂、除臭剂和解毒剂等。

2.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。在混凝土外加剂中用作膨胀剂。

3.用作分析试剂，如配制氧化性标准溶液，作氧化剂。还用于有机合成，漂白纤维及作杀菌剂。

4.高锰酸钾在塑料电镀中可用于某些材质的化学粗糙化处理，也可用于线路板制造孔金属化的孔壁处理。在铝及合金的钝化处理中，可代替六价铬进行金色钝化处理，亦可用作铝及合金化学抛光的添加剂。在溶液分析中，高锰酸钾是重要的滴定试剂，可用于过氧化氢、亚铁盐等的氧化还原滴定分析。

5.高锰酸钾 (KMnO₄) 是一种有机合成中常用的廉价的氧化试剂。由于它溶于水，因此常用于水相或者水与其它溶剂混合相的氧化反应中。高锰酸钾的水溶液是很强的氧化剂，向溶液中加入酸会增加其氧化性。在相转移试剂的存在下，高锰酸钾可以在非极性的溶剂如CH₂Cl₂中反应。研究发现，高锰酸钾也能吸附在固体试剂上，因此它可以作为有效的异质氧化剂。

氧化反应  高锰酸钾易溶于水，其水溶液是强的氧化剂，可以广泛用于氧化各种无机物或有机物，这是高锰酸钾最初的用途。高锰酸钾的水溶液可以氧化醛、醇、胺等多种有机化合物^[1,2]。在一定条件下，高锰酸钾溶液甚至可以氧化烷烃生成酮 (式1)^[3]。酸性或碱性高锰酸钾溶液的氧化性更强，能参与很多氧化反应^[4]。

在有机溶剂中，高锰酸钾也具有很强的氧化性，将芳香烃衍生物氧化成芳香羧酸，也可以氧化烯^[5]等。比如可以氧化1,4-二氢吡啶生成相应的吡啶衍生物^[6]。高锰酸钾与液氨组成的体系可以氧化与羧基相邻的α-C而生成相应的醇 (式2)^[7]。

高锰酸钾具有比较强的吸附性，可以吸附在固体上，作为氧化剂参与固相反应。例如，它可以吸附在硅藻土上异相氧化醇，该反应条件温和、时间短、产率高；高锰酸钾与湿的SiO₂结合，是一种有效的廉价氧化剂，可以将缩二氨基脲氧化成羧酸 (式3)^[8]。

高锰酸钾本身是强氧化剂，其氧化的选择性较差。但是它与其它物质结合在一起后，有时就具有一定的选择性，可以选择性地氧化某些基团，这大大扩展了高锰酸钾的应用。比如高锰酸钾与ZrOCl₂构成的氧化系统就具有选择性，在温和条件下可有效地氧化二级醇，而不氧化一级醇；高锰酸钾与CuSO₄或者Al₂O₃结合，经过一定条件的处理，可以作为氧化剂选择性地氧化烷基化合物 (式4~式6)^[9]。

利用高锰酸钾的氧化性可以完成一些在一般条件下难以进行的反应。比如它可以氧化二烯类化合物生成呋喃环二醇类化合物 (式7)^[10]。

6.主要用作消毒剂、氧化剂、漂白剂、毒气吸收剂、二氧化碳精制剂、水净化剂等。^[26]

安全信息

危险运输编码：UN 1490 5.1/PG 2

危险品标志：氧化剂 有害 危害环境

安全标识：S60 S61

危险标识：R8 R22 R50/53

文献

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]参考书：现代有机合成试剂<性质、制备和反应>；胡跃飞 付华 编著；化学工业出版社；ISBN 7-5025-8542-7 [11~26]参考书：危险化学品安全技术全书.第一卷/张海峰主编.—2版.北京；化学工业出版社，2007.6 ISBN 978-7-122-00165-8

备注

暂无

表征图谱