锰酸钾

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锰酸钾(Potassiummanganate)是一种无机化合物,别名锰酸二钾,化学式为K₂MnO4,外观为暗绿色晶体或暗绿色粉末,分子量197.132g/mol,密度为2.78g/cm,具有较强的氧化性,能溶于水形成不稳定的液体,溶于稀氢氧化钾溶液后溶液呈现绿色,在酸性溶液中容易被氧气氧化成高锰酸钾和二氧化锰,在强碱溶液中比较稳定,易发生歧化反应。加热至500℃以上分解为亚锰酸钾,可以与某些有机物...

锰酸钾(Potassium manganate)是一种无机化合物,别名锰酸二钾,化学式为K₂MnO4,外观为暗绿色晶体或暗绿色粉末,分子量197.132 g/mol,密度为2.78g/cm,具有较强的氧化性,能溶于水形成不稳定的液体,溶于稀氢氧化钾溶液后溶液呈现绿色,在酸性溶液中容易被氧气氧化成高锰酸钾和二氧化锰,在强碱溶液中比较稳定,易发生歧化反应。加热至500℃以上分解为亚锰酸钾,可以与某些有机物激烈反应,锰酸钾在190℃时可以进行分解。

锰酸钾理化性质

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物理性质

锰酸钾分子量197.132 g/mol,密度为2.78 g/cm,能溶于水,外观呈现为暗绿色晶体或暗绿色粉末,受热至190 ℃时分解。其溶于水或酸性溶液时不稳定,在碱性溶液中稳定存在,溶液呈绿色。

化学性质

锰酸钾具有强氧化性,可与还原剂、部分有机物等发生反应,反应程度激烈;锰酸钾加热至500 ℃以上分解为亚锰酸钾,在酸性溶液中容易被氧气氧化成高锰酸钾和二氧化锰,在强碱溶液中比较稳定;

锰酸钾溶液中的锰酸根离子在强碱中能稳定存在,而锰酸钾在酸性、中性以及非强碱溶液中会发生歧化反应:锰酸钾在中性条件下发生的歧化反应:

锰酸钾在酸性条件下发生的歧化反应:

制备方法

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加热高锰酸钾制锰酸钾

加热纯高锰酸钾晶体或粉末,高锰酸钾分解为锰酸钾、二氧化锰和氧气,该反应比较简便,常用于实验室制取锰酸钾,反应如下:

高锰酸钾制锰酸钾

高锰酸钾饱和溶液与氢氧化钾溶液混合共煮,该反应的反应产物为水和氧气,对环境友好,原子利用率也比较高,反应式如下:

固相焙烧法

固相焙烧法的主要原理是:在高温环境下利用高浓度氢氧化钾(KOH),使软锰矿的主要成分MnO₂转化为K₃MnO4,再通过冷却等处理,将K₃MnO4进一步转化为K₂MnO4,其化学反应方程式为:

固相焙烧法程序简单、易于操作;但这种方法需要耗时50-60小时,高耗能低效率,所得锰酸钾结晶度低、粒径大小不一,生产过程还容易造成污染。

应用领域

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化学化工

制备高锰酸钾

高锰酸钾具有强氧化性,低浓度时可用以杀菌消毒,常用于工业与医药行业,锰酸钾是高锰酸钾(KMnO4)生产的关键。工业上生产高锰酸钾主要有焙烧法和电解法,制备过程都需要先制得锰酸钾,再进一步加工成高锰酸钾。其生产过程为:将主要成分为MnO₂的软锰矿与熔融氢氧化钾混合后,在氧气中反应制得K₂MnO4,再经电解、结晶、分离、干燥等工序最终得到KMnO4。锰酸钾用以制备高锰酸钾的反应式如下:

制备二氧化锰

二氧化锰可以用来生产干电池,在化学工业中用作氧化剂,在玻璃工业中作颜料,以及用以制作防毒面具和电极等,锰酸钾可以用来制备二氧化锰,反应式如下:

助凝剂

饮用水生产需要以混凝的方式处理水源的有机物污染。在混凝剂投加前投加锰酸钾对水进行预氧化,可以提高混凝效果,具有明显的助凝作用,有助于净化水质。同时,锰酸钾对于高浊度水也有很好的助凝作用;在1 L水样中,投加锰酸钾后水的浊度去除率可以提高到95.59%;而对于高浊度的水,锰酸钾也有很好的助凝作用。

化学药剂

锰酸钾具有氧化性,因此可以用作皮革、织物、油脂的漂白以及水的净化,因其具有较强的氧化性,也可以作为消毒剂使用,另外,锰酸钾也可以用作羊毛的媒染剂。

安全事宜

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毒理数据

最大暴露阈值0.2 [mg/m]。

毒性

锰是一种细胞毒物,会损害运输系统、酶活性和受体功能。它主要针对中枢神经系统,锰离子Mn(II)会使得自由基,活性氧和其他细胞毒性代谢产物增加,锰还会破坏细胞抗氧化防御机制,导致氧化损伤和多巴胺神经元的选择性破坏。此外, 锰可以扰乱其他神经递质, 如 GABA (Y-氨基丁酸)和谷氨酸,Mn(II)的神经毒性与其在生理条件下替代Ca(II)的能力有关。锰可以通过钙转运体进入线粒体并抑制线粒体氧化磷酸化,还可以抑制Ca(II)的外排,这会导致线粒体膜变得不完整。

警示术语

锰酸钾

锰酸钾

GHS危害声明

H272(100%):与可燃材料接触可能引起火灾;氧化剂[危险:氧化液体;氧化固体]H315(90.48%):引起皮肤刺激[警告:皮肤腐蚀/刺激]H319(90.48%):引起严重的眼睛刺激[警告:严重的眼睛损伤/眼睛刺激]H335(100%):可能引起呼吸道刺激[警告:特定靶器官毒性,单次暴露;呼吸道刺激]

危害

锰酸钾具有强氧化性,与还原剂、有机物、易燃物如硫、磷或金属粉末等混合可以形成爆炸性混合物。

应对措施

急救

眼睛:在流水下冲洗睁开的眼睛几分钟;摄入:不要诱导呕吐。用水漱口(切勿给失去知觉的人口服任何东西)。立即寻求医疗建议;皮肤:应立即用冷流水冲洗受影响的部位至少15分钟,然后用肥皂和水彻底清洗。如有必要,该人应淋浴并更换受污染的衣服和鞋子,然后必须寻求医疗救助;吸入:提供新鲜空气,如果需要,提供人工呼吸。

泄露与消防

泄露:勿使泄漏物与可燃物质(木材、纸品、油等)接触,扫起,转移至安全场所,也可以用大量水冲洗。灭火剂:雾状水、沙土。

储存

储存于阴凉、干燥、通风良好的库房内。

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词条目录
  1. 锰酸钾理化性质
  2. 物理性质
  3. 化学性质
  4. 制备方法
  5. 加热高锰酸钾制锰酸钾
  6. 高锰酸钾制锰酸钾
  7. 固相焙烧法
  8. 应用领域
  9. 化学化工
  10. 制备高锰酸钾
  11. 制备二氧化锰
  12. 助凝剂
  13. 化学药剂
  14. 安全事宜
  15. 毒理数据
  16. 毒性
  17. 警示术语
  18. GHS危害声明
  19. 危害
  20. 应对措施
  21. 急救
  22. 泄露与消防
  23. 储存

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