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高锰酸钾(KMnO 4)是一种无机化合物。它也被称为康迪的钾盐晶体或高锰酸盐。
德国荷兰化学家约翰·鲁道夫·格劳贝尔(Johann Rudolf Glauber)最早在1659年发现了KMnO 4的产生。该化合物是水溶性的,由两个离子组成:高锰酸根离子和钾离子。在其物理状态下为暗紫色无味固体。
当高锰酸钾晶体溶解在水中时,形成的溶液是紫色的。它被认为是强氧化剂,不会产生有毒副产品。它通常由其他矿物质如氧化锰制成。
高锰酸钾分子的结构如下所示。注意,该化合物在钾阳离子和高锰酸根阴离子之间具有离子键。
高锰酸钾是通过将KOH和粉状氧化锰的溶液与氧化剂(如氯酸钾)混合而制备的。将混合物煮沸蒸发,并将残余物在铁锅中加热,直到获得糊状稠度为止。
6KOH + 3MnO 2 + 6KClO 3 →3K 2 MnO 9 + 6KCl + 3H 2 O
如此形成的锰酸钾(绿色)与大量水煮沸,并且将氯,CO 2和臭氧化的空气流通入液体,直到将其转化为高锰酸盐。连续除去形成的MnO 2,以防止其分解高锰酸盐。
6K 2 MnO 4 + 3Cl 2 → 6KMnO 4 (高锰酸钾) + 6KCl
从浓缩和结晶的任何MnO 2沉淀物中抽出KMnO 4溶液。将晶体离心并干燥。
锰酸钾 | 高锰酸钾 |
化合物名称 | 锰酸钾(VII) |
高锰酸钾的分子量/摩尔质量 | 158.034克/摩尔 |
高锰酸钾的密度 | 2.703克/厘米³ |
高锰酸钾的储存温度 | 室内温度 |
高锰酸钾的沸点 | 100 Ô Ç |
高锰酸钾的熔点 | 240°摄氏度 |
氧化态 | +7 |
固体高锰酸钾加热时会分解。反应如下:
2KMnO 4 →K 2 MnO 4 + MnO 2(s)+ O 2
高锰酸盐与浓盐酸反应时会生成氯。在中性溶液中,高锰酸盐被三个电子还原,生成二氧化锰,其中锰的氧化态为+4。高锰酸钾在碱性溶液中自发还原成绿色的K 2 MnO 4。
用碱加热时,高锰酸钾变成锰酸盐,并释放出氧气。
4KMnO 4 + 4KOH→4K 2 MnO 4 + 2H 2 O + O 2
KMnO 4在酸性,中性和碱性介质中充当非常强大的氧化剂。这些介质中代表氧化的方程为
在酸性介质中
2KMnO 4 + H 2 SO 4 →K 2 SO 4 + 2MnSO 4 + 3H 2 O + 5 [O] MnO 4 – + 8H + + 5e – →Mn 2+ + 4H 2 O
在中性或碱性介质中
2KMnO 4 + H 2 O→2KOH + 2MnO 2 + 3 [O] MnO 4 – + 2H 2 O + 3e – →MnO 2 + 4OH –
KMnO 4有广泛的应用。下面讨论了高锰酸钾的一些重要用途:
题:
给出在酸性介质和碱性介质中用KMnO 4氧化碘化物的离子方程。
解:
在酸性介质中:
[MnO 4 – + 8H + + 5e – →Mn 2+ + 4H 2 O] x 2
2I – →I 2 + 2e – ] x 5
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10I – + 2MnO 4 – + 16H + →2Mn 2+ + 5I 2 + 8H 2 O
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在碱性介质中:
MnO 4 – + 2H 2 O + 3e – →MnO 2 + 4OH – ] x 2
I – + 6OH – →IO 3 – + 3H 2 O + 6e –
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2MnO 4 – + I – + H 2 O→IO 3 – + 2MnO 2 + 2OH –
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高锰酸钾的化学式为KMnO 4。
随着原子的氧化态增加,元素变得更具负电性。因此,高锰酸盐是一种良好的氧化剂。
高锰酸钾的两种用途是-用于治疗各种皮肤疾病,例如足部真菌感染。在工业中用作氧化剂。
高锰酸钾的物理状态是无味的固体,看起来像深紫色或青铜色的晶体。当这些晶体溶于水时,溶液变为紫色。
一旦所有高锰酸根离子在反应中用完,被检查的溶液就会失去粉红色。它表明反应已结束,因此自指示剂被称为高锰酸钾,因为它除了是反应物之一以外,还可以作为指示剂。
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