高錳酸鉀
發布時間:2016-11-29 來源:未知     分享到:
  高錳酸鉀(KMnO4,相對分子質量=158.034),無機化合物,深紫色細長斜方柱狀結晶,有金屬光澤。正交晶系。1659年被西方人發現。中文俗稱: 灰錳氧。

  在化學品生產中,廣泛用作為氧化劑,例如用作制糖精,維生素C、異煙肼及安息香酸的氧化劑;在醫藥上用作防腐劑、消毒劑、除臭劑及解毒劑;在水質凈化及廢水處理中,作水處理劑,以氧化硫化氫、酚、鐵、錳和有機、無機等多種污染物,控制臭味和脫色;在氣體凈化中,可除去痕量硫、砷、磷、硅烷、硼烷及硫化物;在采礦冶金方面,用于從銅中分離鉬,從鋅和鎘中除雜,以及化合物浮選的氧化劑;還用于作特殊織物、蠟、油脂及樹脂的漂白劑,防毒面具的吸附劑,木材及銅的著色劑等。

  物理性質

  分子結構數據:

  1、摩爾折射率:無可用的。

  2、摩爾體積(m3/mol):無可用的。

  3、等張比容(90.2K):無可用的。

  4、表面張力(dyne/cm):無可用的。

  5、介電常數:無可用的。

  6、極化率:無可用的。

  7、單一同位素質量:157.881414 Da

  8、標稱質量:158 Da

  9、平均質量:158.0339 Da

  化學性質

  在乙醇、過氧化氫中使之氧化分解。

  高錳酸鉀是最強的氧化劑之一,作為氧化劑受pH影響很大,在酸性溶液中氧化能力最強。其相應的酸高錳酸HMnO4和酸酐Mn2O7,均為強氧化劑,能自動分解發熱,和有機物接觸引起燃燒。

  高錳酸鉀具有強氧化性,在實驗室中和工業上常用作氧化劑,遇乙醇即分解。在酸性介質中會緩慢分解成二氧化錳、鉀鹽和氧氣。光對這種分解有催化作用,故在實驗室里常存放在棕色瓶中。從元素電勢圖和自由能的氧化態圖可看出,它具有極強的氧化性。在堿性溶液中,其氧化性不如在酸性中的強。作氧化劑時其還原產物因介質的酸堿性而不同。

  該品遇有機物時即釋放出初生態氧和二氧化錳,而無游離狀氧分子放出,故不出現氣泡。初生態氧有殺菌、除臭、解毒作用,高錳酸鉀抗菌除臭作用比過氧化氫溶液強而持久。二氧化錳能與蛋白質結合成灰黑色絡合物(“掌錳”),在低濃度時呈收斂作用,高濃度時有刺激和腐蝕作用。其殺菌力隨濃度升高而增強,0.1%時可殺死多數細菌的繁殖體,2%~5%溶液能在24小時內可殺死細菌。在酸性條件下可明顯提高殺菌作用,如在1%溶液中加入1.1%鹽酸,能在30秒鐘內殺死炭疽芽孢。

  高錳酸鉀受熱分解:

  和乙醇反應:KMnO4+C2H5OH=KOH+CH3COOH+MnO2↓(體現高錳酸鉀的強氧化性)

  CH3COOH+KOH=CH3COOK+H2O

  所以,總的反應方程式是;KMnO4+C2H5OH=MnO2↓+CH3COOK+H2O

  應用領域

  主要用途

  在化學品生產中,廣泛用作氧化劑,如用作制糖精、維生素C、異煙肼及安息香酸的氧化劑;醫藥中用作防腐劑、消毒劑、除臭劑及解毒劑;在水質凈化及廢水處理中,作水處理劑,以氧化硫化氫、酚、鐵、錳和有機、無機等多種污染物,控制臭味和脫色。還用作漂白劑、吸附劑、著色劑及消毒劑等。

  實驗室

  1.實驗室加熱高錳酸鉀制取氧氣

  注意:用高錳酸鉀分解制取氧氣時,要在試管口放置一小團蓬松的棉花團(或少量玻璃棉),防止高錳酸鉀粉末進入導管,發生堵塞而爆炸。

  2.與濃鹽酸反應制取氯氣

  注意:多余的氯氣要用氫氧化鈉溶液吸收,防止污染環境。

  3.在酸性條件下與草酸反應生成二氧化碳

  藥理作用

  通過氧化菌體的活性基團,呈現殺菌作用,高錳酸鉀能有效殺滅各種細菌繁殖體、真菌、結核桿菌;亦能滅活乙型肝炎病毒和芽孢,但對芽孢作用需要較長時間。有機物加熱,在酸或堿性條件中均能加速氧化反應。在不同pH值條件下氧化反應有所區別,在酸性溶液中本身被還原為無色的二價錳化合物;在中性或堿性溶液中被還原成褐色的二氧化錳和蛋白復合物沉淀。低濃度具有抗菌、收斂、止血、除臭等功效。高濃度則有刺激性與腐蝕性。其抗菌作用比過氧化氫強。臨床上主要用作急性皮炎或急性濕疹(特別是伴繼發感染時),清潔潰瘍或膿瘍,口服嗎啡、阿片、馬錢子堿或有機毒物等中毒時洗胃及蛇咬傷急救治療。也用于水果、食具等的消毒。口腔用于白色念珠菌感染、壞死性齦口炎、牙周病的含漱或沖洗等。高錳酸鉀接觸衣物會留下棕色痕跡,可以加草酸在水中揉搓便可除去。

  誤服高錳酸鉀溶液可出現一系列胃腸道刺激癥狀,如口咽部燒灼感、腫脹、惡心、嘔吐、胃部疼痛等,嚴重時發生言語、吞咽和呼吸困難,亦可發生蛋白尿,致死量為10g。溶液宜新鮮配制,時間稍久即還原失效。不宜與還原劑如甘油、碘、糖等研合,以防爆炸。高濃度對皮膚有刺激性。

  常用0.1%溶液內服,治療牛和羊前胃弛緩、馬及其他動物急性胃腸炎、腹瀉等。幼雛飲用配成0.01%的溶液,0.1%溶液外用可沖洗黏膜及皮膚創傷、潰瘍等。0.05%~0.1%溶液洗胃,用于內服某些有機物的中毒;1%溶液用于毒蛇咬傷的傷口沖洗。全魚池潑灑:每升水4~5mg高錳酸鉀溶液,治療魚水霉病及原蟲、甲殼類等寄生蟲。每升水100mg濃度藥浴30分鐘,治療大馬哈魚卵膜軟化癥。常用0.1%~0.12%溶液消毒被病毒和細菌污染的蜂箱。高錳酸鉀與福爾馬林聯合使用,可用于畜(禽)舍、孵化室等空氣熏蒸消毒。

  不同濃度的溶液消毒殺菌作用:高錳酸鉀高濃度溶液對組織有刺激性和腐蝕性,4%的溶液可消毒飼槽等用具。利用其氧化性能加速福爾馬林蒸發,可作空氣消毒,為家庭必備的常用消毒藥。

  1.深紫色溶液(約0.3%濃度):具有強烈的氧化性,殺菌能力較強。可用于消毒浴具、痰盂。

  2.紫紅色溶液(約0.05%濃度):有止癢、消炎和防感染擴散之用,可用于浸洗足癬。

  3.玫瑰紅色溶液(約0.01%濃度):消毒蔬果和餐具。消毒器具,可采用1∶1000的高錳酸鉀粉浸泡15分鐘,再用流水沖洗干凈即可。瓜果蔬菜被細菌污染后,用此濃度的溶液浸泡5分鐘即可殺菌,而不改變果菜的色澤和味道。在醫療上可用該濃度溶液浸洗粘膜部位,如痔瘡等。有防感染、止癢、止痛等效用。

  4.淡櫻桃紅溶液(約0.002%濃度):可用來漱口,防止口腔發炎和齲齒,有除臭消炎作用,有助于減輕腋臭散發的不雅氣味。還可作解毒藥,飲此濃度溶液后,用手指壓咽喉部位,使之嘔吐,把未被吸收的藥物或毒物吐出,并使胃中殘留的藥物或毒物被高錳酸鉀氧化而失效。

  婦科方面:0.01%的高錳酸鉀水溶液可以用于陰道沖洗;0.02%的水溶液用于坐浴,治療白帶過多;蜜月之中,用0.05%的水溶液清洗外陰,可預防泌尿系統感染。女性痔瘡的發生率較高,用0.1%的水溶液坐盆浸泡,可止癢止痛、防止感染,促進脫出的痔核復位。

  高錳酸鉀因具有殺菌作用,很多女性用它來清潔會陰部,甚至會用高錳酸鉀洗液來預防性病。實際上,它并不能起到預防性病的作用。

  高錳酸鉀不能預防性病有兩個原因。首先,高錳酸鉀溶液對病毒、霉菌和寄生蟲的殺滅作用極微弱,而引起性病的病原體有細菌、病毒、真菌和寄生蟲等多種。而且許多病原體不僅存在于外陰的表面,還潛伏在泌尿生殖道的深部和陰道黏膜皺襞中。所以,僅靠高錳酸鉀清洗外陰不能將這些病原體清除,更不能防治性病。

  但高錳酸鉀確實能對私處起到清潔作用。低濃度的高錳酸鉀溶液,能夠沖洗皮膚創傷、潰瘍、鵝口瘡、膿腫等。對女性來講,不同濃度的高錳酸鉀溶液用于陰部清洗消毒,實際使用時,放幾粒在一盆水中配制的高錳酸鉀洗液,就能起到清潔陰部的作用。男性也可以使用高錳酸鉀洗劑清潔私處,一般濃度為0.1%。

  有些陰道炎不能用。女性如果長期使用高錳酸鉀洗液,會將正常寄生于陰道且有利于維持酸性環境的陰道桿菌大量殺滅,造成致病菌繁殖。更不要一發現陰道發炎,就用高錳酸鉀溶液坐浴。細菌性陰道炎和滴蟲性陰道炎可用高錳酸鉀水溶液坐浴作為輔助治療,而霉菌性陰道炎用高錳酸鉀治療,非但不能抑制霉菌繁殖,有時甚至會加重病情。由于高錳酸鉀起效較慢,一定要浸泡5分鐘才能殺死細菌。還應當注意,在配制高錳酸鉀洗液時要用涼開水,熱水會使其分解失效。配制好的溶液通常只能保存兩小時左右,當溶液變成褐紫色時則失去消毒作用。

  婦女使用高錳酸鉀應當慎重,最好在醫師指導下使用,不要一發現外陰或陰道發炎,就馬上用高錳酸鉀水溶液坐浴,而是應當確診屬于哪種類型的陰道炎。此外,也不要長期使用高錳酸鉀,以免陰道里的菌群紊亂。使用高錳酸鉀還應注意,由于高錳酸鉀放出氧的速度慢,浸泡時間一定要達到5分鐘才能殺死細菌。

  用法用量:配制水溶液要用涼開水,熱水會使其分解失效。配制好的水溶液通常只能保存兩小時左右,當溶液變成褐紫色時則失去消毒作用。故最好能隨用隨配。

  計算化學數據

  1、疏水參數計算參考值(XlogP):無。

  2、氫鍵供體數量:0

  3、氫鍵受體數量:4

  4、可旋轉化學鍵數量:0

  5、互變異構體數量:無

  6、拓撲分子極性表面積(TPSA):74.3

  7、重原子數量:6

  8、表面電荷:0

  9、復雜度:118

  10、同位素原子數量:0

  11、確定原子立構中心數量:0

  12、不確定原子立構中心數量:0

  13、確定化學鍵立構中心數量:0

  14、不確定化學鍵立構中心數量:0

  15、共價鍵單元數量:2

  危險與防控

  健康危害

  高錳酸鉀有毒,且有一定的腐蝕性。吸入后可引起呼吸道損害。濺落眼睛內,刺激結膜,重者致灼傷。刺激皮膚后呈棕黑色。濃溶液或結晶對皮膚有腐蝕性,對組織有刺激性。

  口服后,會嚴重腐蝕口腔和消化道。出現口內燒灼感、上腹痛、惡心、嘔吐、口咽腫脹等。口服劑量大者,口腔粘膜黑染呈棕黑色、腫脹糜爛,胃出血,肝腎損害,劇烈腹痛,嘔吐,血便,休克,最后死于循環衰竭,高錳酸鉀純品致死量約為10g。

  危險性質:本品助燃,具腐蝕性、刺激性,可致人體灼傷。

  急救措施

  皮膚接觸:立即脫去污染的衣著,用大量流動清水沖洗至少15分鐘。就醫。(若不嚴重則可用汽油清洗)

  眼睛接觸:立即提起眼瞼,用大量流動清水或生理鹽水徹底沖洗至少15分鐘。就醫。

  吸入:迅速脫離現場至空氣新鮮處。保持呼吸道通暢。如呼吸困難,給輸氧。如呼吸停止,立即進行人工呼吸。就醫。

  食入:用水漱口,給飲牛奶或蛋清。就醫。

  危險特性

  強氧化劑。遇濃硫酸、銨鹽能發生爆炸。遇甘油能引起自燃。與有機物、還原劑、易燃物如硫、磷等接觸或混合時有引起燃燒爆炸的危險。

  滅火方法: 采用水、霧狀水、砂土滅火。

  應急處理

  隔離泄漏污染區,限制出入。建議應急處理人員戴防塵面具(全面罩),穿防毒服。不要直接接觸泄漏物。小量泄漏:用砂土、干燥石灰或蘇打灰混合。用潔凈的鏟子收集于干燥、潔凈、有蓋的容器中。大量泄漏:收集回收或運至廢物處理場所處置。

  操作注意事項

  密閉操作,加強通風。操作人員必須經過專門培訓,嚴格遵守操作規程遠離火種、熱源,工作場所嚴禁吸煙、進食和飲水。避免產生粉塵。避免與還原劑、活性金屬粉末接觸。搬運時要輕裝輕卸,防止包裝及容器損壞。配備相應品種和數量的消防器材及泄漏應急處理設備。倒空的容器可能殘留有害物。

  安全信息

  安全說明

  S60:本物質殘余物和容器必須作為危險廢物處理。

  S61:避免排放到環境中。參考專門的說明/安全數據表。

  危險類別碼

  R8:遇到易燃物會導致起火。

  R22:吞咽有害。

  R50/53:對水生生物極毒,可能導致對水生環境的長期不良影響。

  常見謠言

  謠言1:高錳酸鉀可以氧化一氧化碳

  駁斥:針對CO能否使KMnO4溶液褪色存在爭議進行了實驗探究,得出了室溫常壓下CO不能使KMnO4溶液或其酸性溶液褪色的結論,并作了一定的理論解析。

  謠言2:高錳酸鉀只有酸性才有氧化性,與有機物反應需要酸化

  駁斥:高錳酸鉀堿性條件下仍然有比較強的氧化性,仍然可以氧化有機物。

  例:在堿性條件下,高錳酸鉀氧化苯胺引起自身顏色的變化,并且體系吸光度的變化值和苯胺的含量成正比。

  謠言3:在做過氧化氫溶液制氧氣的實驗中誤將高錳酸鉀當成二氧化錳跟其混合,反應速率和生成氧氣的量和沒有加高錳酸鉀時一樣

  駁斥:高錳酸鉀可以直接與過氧化氫反應:,(在堿性或中性環境下),劇烈反應并放出更多氧

  事實上在現在一些正確的初中習題中也明確指出了高錳酸鉀與過氧化氫劇烈反應這一點,如以下實例:

  小明和同學用H2O2溶液制取氧氣時,錯將KMnO4固體當成二氧化錳放入了H2O2溶液中,結果也發現溶液中迅速產生氣泡

  該習題出自浙江省溫嶺市團隊六校2014屆九年級4月聯考試題(科學)第30題。因此不應傳播此類存在根本性科學錯誤的所謂習題和解答。

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