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高锰酸钾
发布时间:2016-11-29 来源:未知     分享到:
  高锰酸钾(KMnO4,相对分子质量=158.034),无机化合物,深紫色细长斜方柱状结晶,有金属光泽。正交晶系。1659年被西方人发现。中文俗称: 灰锰氧。

  在化学品生产中,广泛用作为氧化剂,例如用作制糖精,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;还用于作特殊织物、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。

  物理性质

  分子结构数据:

  1、摩尔折射率:无可用的。

  2、摩尔体积(m3/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

  化学性质

  在乙醇、过氧化氢中使之氧化分解。

  高锰酸钾是最强的氧化剂之一,作为氧化剂受pH影响很大,在酸性溶液中氧化能力最强。其相应的酸高锰酸HMnO4和酸酐Mn2O7,均为强氧化剂,能自动分解发热,和有机物接触引起燃烧。

  高锰酸钾具有强氧化性,在实验室中和工业上常用作氧化剂,遇乙醇即分解。在酸性介质中会缓慢分解成二氧化锰、钾盐和氧气。光对这种分解有催化作用,故在实验室里常存放在棕色瓶中。从元素电势图和自由能的氧化态图可看出,它具有极强的氧化性。在碱性溶液中,其氧化性不如在酸性中的强。作氧化剂时其还原产物因介质的酸碱性而不同。

  该品遇有机物时即释放出初生态氧和二氧化锰,而无游离状氧分子放出,故不出现气泡。初生态氧有杀菌、除臭、解毒作用,高锰酸钾抗菌除臭作用比过氧化氢溶液强而持久。二氧化锰能与蛋白质结合成灰黑色络合物(“掌锰”),在低浓度时呈收敛作用,高浓度时有刺激和腐蚀作用。其杀菌力随浓度升高而增强,0.1%时可杀死多数细菌的繁殖体,2%~5%溶液能在24小时内可杀死细菌。在酸性条件下可明显提高杀菌作用,如在1%溶液中加入1.1%盐酸,能在30秒钟内杀死炭疽芽孢。

  高锰酸钾受热分解:

  和乙醇反应:KMnO4+C2H5OH=KOH+CH3COOH+MnO2↓(体现高锰酸钾的强氧化性)

  CH3COOH+KOH=CH3COOK+H2O

  所以,总的反应方程式是;KMnO4+C2H5OH=MnO2↓+CH3COOK+H2O

  应用领域

  主要用途

  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。

  实验室

  1.实验室加热高锰酸钾制取氧气

  注意:用高锰酸钾分解制取氧气时,要在试管口放置一小团蓬松的棉花团(或少量玻璃棉),防止高锰酸钾粉末进入导管,发生堵塞而爆炸。

  2.与浓盐酸反应制取氯气

  注意:多余的氯气要用氢氧化钠溶液吸收,防止污染环境。

  3.在酸性条件下与草酸反应生成二氧化碳

  药理作用

  通过氧化菌体的活性基团,呈现杀菌作用,高锰酸钾能有效杀灭各种细菌繁殖体、真菌、结核杆菌;亦能灭活乙型肝炎病毒和芽孢,但对芽孢作用需要较长时间。有机物加热,在酸或碱性条件中均能加速氧化反应。在不同pH值条件下氧化反应有所区别,在酸性溶液中本身被还原为无色的二价锰化合物;在中性或碱性溶液中被还原成褐色的二氧化锰和蛋白复合物沉淀。低浓度具有抗菌、收敛、止血、除臭等功效。高浓度则有刺激性与腐蚀性。其抗菌作用比过氧化氢强。临床上主要用作急性皮炎或急性湿疹(特别是伴继发感染时),清洁溃疡或脓疡,口服吗啡、阿片、马钱子碱或有机毒物等中毒时洗胃及蛇咬伤急救治疗。也用于水果、食具等的消毒。口腔用于白色念珠菌感染、坏死性龈口炎、牙周病的含漱或冲洗等。高锰酸钾接触衣物会留下棕色痕迹,可以加草酸在水中揉搓便可除去。

  误服高锰酸钾溶液可出现一系列胃肠道刺激症状,如口咽部烧灼感、肿胀、恶心、呕吐、胃部疼痛等,严重时发生言语、吞咽和呼吸困难,亦可发生蛋白尿,致死量为10g。溶液宜新鲜配制,时间稍久即还原失效。不宜与还原剂如甘油、碘、糖等研合,以防爆炸。高浓度对皮肤有刺激性。

  常用0.1%溶液内服,治疗牛和羊前胃弛缓、马及其他动物急性胃肠炎、腹泻等。幼雏饮用配成0.01%的溶液,0.1%溶液外用可冲洗黏膜及皮肤创伤、溃疡等。0.05%~0.1%溶液洗胃,用于内服某些有机物的中毒;1%溶液用于毒蛇咬伤的伤口冲洗。全鱼池泼洒:每升水4~5mg高锰酸钾溶液,治疗鱼水霉病及原虫、甲壳类等寄生虫。每升水100mg浓度药浴30分钟,治疗大马哈鱼卵膜软化症。常用0.1%~0.12%溶液消毒被病毒和细菌污染的蜂箱。高锰酸钾与福尔马林联合使用,可用于畜(禽)舍、孵化室等空气熏蒸消毒。

  不同浓度的溶液消毒杀菌作用:高锰酸钾高浓度溶液对组织有刺激性和腐蚀性,4%的溶液可消毒饲槽等用具。利用其氧化性能加速福尔马林蒸发,可作空气消毒,为家庭必备的常用消毒药。

  1.深紫色溶液(约0.3%浓度):具有强烈的氧化性,杀菌能力较强。可用于消毒浴具、痰盂。

  2.紫红色溶液(约0.05%浓度):有止痒、消炎和防感染扩散之用,可用于浸洗足癣。

  3.玫瑰红色溶液(约0.01%浓度):消毒蔬果和餐具。消毒器具,可采用1∶1000的高锰酸钾粉浸泡15分钟,再用流水冲洗干净即可。瓜果蔬菜被细菌污染后,用此浓度的溶液浸泡5分钟即可杀菌,而不改变果菜的色泽和味道。在医疗上可用该浓度溶液浸洗粘膜部位,如痔疮等。有防感染、止痒、止痛等效用。

  4.淡樱桃红溶液(约0.002%浓度):可用来漱口,防止口腔发炎和龋齿,有除臭消炎作用,有助于减轻腋臭散发的不雅气味。还可作解毒药,饮此浓度溶液后,用手指压咽喉部位,使之呕吐,把未被吸收的药物或毒物吐出,并使胃中残留的药物或毒物被高锰酸钾氧化而失效。

  妇科方面:0.01%的高锰酸钾水溶液可以用于阴道冲洗;0.02%的水溶液用于坐浴,治疗白带过多;蜜月之中,用0.05%的水溶液清洗外阴,可预防泌尿系统感染。女性痔疮的发生率较高,用0.1%的水溶液坐盆浸泡,可止痒止痛、防止感染,促进脱出的痔核复位。

  高锰酸钾因具有杀菌作用,很多女性用它来清洁会阴部,甚至会用高锰酸钾洗液来预防性病。实际上,它并不能起到预防性病的作用。

  高锰酸钾不能预防性病有两个原因。首先,高锰酸钾溶液对病毒、霉菌和寄生虫的杀灭作用极微弱,而引起性病的病原体有细菌、病毒、真菌和寄生虫等多种。而且许多病原体不仅存在于外阴的表面,还潜伏在泌尿生殖道的深部和阴道黏膜皱襞中。所以,仅靠高锰酸钾清洗外阴不能将这些病原体清除,更不能防治性病。

  但高锰酸钾确实能对私处起到清洁作用。低浓度的高锰酸钾溶液,能够冲洗皮肤创伤、溃疡、鹅口疮、脓肿等。对女性来讲,不同浓度的高锰酸钾溶液用于阴部清洗消毒,实际使用时,放几粒在一盆水中配制的高锰酸钾洗液,就能起到清洁阴部的作用。男性也可以使用高锰酸钾洗剂清洁私处,一般浓度为0.1%。

  有些阴道炎不能用。女性如果长期使用高锰酸钾洗液,会将正常寄生于阴道且有利于维持酸性环境的阴道杆菌大量杀灭,造成致病菌繁殖。更不要一发现阴道发炎,就用高锰酸钾溶液坐浴。细菌性阴道炎和滴虫性阴道炎可用高锰酸钾水溶液坐浴作为辅助治疗,而霉菌性阴道炎用高锰酸钾治疗,非但不能抑制霉菌繁殖,有时甚至会加重病情。由于高锰酸钾起效较慢,一定要浸泡5分钟才能杀死细菌。还应当注意,在配制高锰酸钾洗液时要用凉开水,热水会使其分解失效。配制好的溶液通常只能保存两小时左右,当溶液变成褐紫色时则失去消毒作用。

  妇女使用高锰酸钾应当慎重,最好在医师指导下使用,不要一发现外阴或阴道发炎,就马上用高锰酸钾水溶液坐浴,而是应当确诊属于哪种类型的阴道炎。此外,也不要长期使用高锰酸钾,以免阴道里的菌群紊乱。使用高锰酸钾还应注意,由于高锰酸钾放出氧的速度慢,浸泡时间一定要达到5分钟才能杀死细菌。

  用法用量:配制水溶液要用凉开水,热水会使其分解失效。配制好的水溶液通常只能保存两小时左右,当溶液变成褐紫色时则失去消毒作用。故最好能随用随配。

  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(TPSA):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

  危险与防控

  健康危害

  高锰酸钾有毒,且有一定的腐蚀性。吸入后可引起呼吸道损害。溅落眼睛内,刺激结膜,重者致灼伤。刺激皮肤后呈棕黑色。浓溶液或结晶对皮肤有腐蚀性,对组织有刺激性。

  口服后,会严重腐蚀口腔和消化道。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,口腔粘膜黑染呈棕黑色、肿胀糜烂,胃出血,肝肾损害,剧烈腹痛,呕吐,血便,休克,最后死于循环衰竭,高锰酸钾纯品致死量约为10g。

  危险性质:本品助燃,具腐蚀性、刺激性,可致人体灼伤。

  急救措施

  皮肤接触:立即脱去污染的衣着,用大量流动清水冲洗至少15分钟。就医。(若不严重则可用汽油清洗)

  眼睛接触:立即提起眼睑,用大量流动清水或生理盐水彻底冲洗至少15分钟。就医。

  吸入:迅速脱离现场至空气新鲜处。保持呼吸道通畅。如呼吸困难,给输氧。如呼吸停止,立即进行人工呼吸。就医。

  食入:用水漱口,给饮牛奶或蛋清。就医。

  危险特性

  强氧化剂。遇浓硫酸、铵盐能发生爆炸。遇甘油能引起自燃。与有机物、还原剂、易燃物如硫、磷等接触或混合时有引起燃烧爆炸的危险。

  灭火方法: 采用水、雾状水、砂土灭火。

  应急处理

  隔离泄漏污染区,限制出入。建议应急处理人员戴防尘面具(全面罩),穿防毒服。不要直接接触泄漏物。小量泄漏:用砂土、干燥石灰或苏打灰混合。用洁净的铲子收集于干燥、洁净、有盖的容器中。大量泄漏:收集回收或运至废物处理场所处置。

  操作注意事项

  密闭操作,加强通风。操作人员必须经过专门培训,严格遵守操作规程远离火种、热源,工作场所严禁吸烟、进食和饮水。避免产生粉尘。避免与还原剂、活性金属粉末接触。搬运时要轻装轻卸,防止包装及容器损坏。配备相应品种和数量的消防器材及泄漏应急处理设备。倒空的容器可能残留有害物。

  安全信息

  安全说明

  S60:本物质残余物和容器必须作为危险废物处理。

  S61:避免排放到环境中。参考专门的说明/安全数据表。

  危险类别码

  R8:遇到易燃物会导致起火。

  R22:吞咽有害。

  R50/53:对水生生物极毒,可能导致对水生环境的长期不良影响。

  常见谣言

  谣言1:高锰酸钾可以氧化一氧化碳

  驳斥:针对CO能否使KMnO4溶液褪色存在争议进行了实验探究,得出了室温常压下CO不能使KMnO4溶液或其酸性溶液褪色的结论,并作了一定的理论解析。

  谣言2:高锰酸钾只有酸性才有氧化性,与有机物反应需要酸化

  驳斥:高锰酸钾碱性条件下仍然有比较强的氧化性,仍然可以氧化有机物。

  例:在碱性条件下,高锰酸钾氧化苯胺引起自身颜色的变化,并且体系吸光度的变化值和苯胺的含量成正比。

  谣言3:在做过氧化氢溶液制氧气的实验中误将高锰酸钾当成二氧化锰跟其混合,反应速率和生成氧气的量和没有加高锰酸钾时一样

  驳斥:高锰酸钾可以直接与过氧化氢反应:,(在碱性或中性环境下),剧烈反应并放出更多氧

  事实上在现在一些正确的初中习题中也明确指出了高锰酸钾与过氧化氢剧烈反应这一点,如以下实例:

  小明和同学用H2O2溶液制取氧气时,错将KMnO4固体当成二氧化锰放入了H2O2溶液中,结果也发现溶液中迅速产生气泡

  该习题出自浙江省温岭市团队六校2014届九年级4月联考试题(科学)第30题。因此不应传播此类存在根本性科学错误的所谓习题和解答。

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