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高锰酸钾化学符号

高锰酸钾化学符号

2023-09-22 15:32:35 1365浏览

高锰酸钾是一种无机化合物,常温常压下为深紫色细长斜方柱状晶体,俗称灰锰氧、紫色盐、过锰酸钾、PP粉等。摩尔质量为158.033949 g/mol 。 高锰酸钾分类属于盐类,深紫色或类似青铜色有金属光泽的结晶,无味,溶于水成深紫红色溶液。

高锰酸钾化学符号:

化学式为KMnO4。

高锰酸钾的化学性质:

1、稳定性

高锰酸钾固体,到 240°C左右时发生分解反应,热稳定性较差,因此在储存和使用过程中应注意避免高温。反应方程式为:中学教材为:2KMnO4==K2MnO4  + MnO2 (s) + O2↑(反应条件:加热)

经过对其分解产物探究,发现剩余固体全部溶于水呈墨绿色,表明并无二氧化锰(MnO2)生成。因此,高锰酸钾分解的主要反应应该为:6KMnO4==2K2MnO4+K2Mn4O8+4O2↑(反应条件:加热)KMnO4==KMnO2+O2↑(反应条件:加热)

2.腐蚀性

常温下高锰酸钾溶液与金属并不反应,但是却发现高锰酸钾溶液会腐蚀金属材料,这是因为在实验室配制的高锰酸钾溶液多为酸性或碱性,与金属材料接触形成了原电池,金属材料中不同成分构成正负极,酸性或碱性高锰酸钾溶液充当电解液,发生电化学腐蚀。

对于非金属单质,高锰酸钾溶液与碳(C)的反应现象明显,腐蚀性强;与硫(S)不反应,无腐蚀性。而对于有机物,饱和的聚氯乙烯不能被腐蚀,不饱和的橡胶易被腐蚀,对皮肤组织的腐蚀较强。综上,常温下高锰酸钾溶液的腐蚀性主要是针对有机物,因此存放时不能使用橡胶塞,取用要小心操作或戴上手套防止腐蚀皮肤。

3、氧化性

KMnO4在酸性、中性和碱性介质中充当非常强大的氧化剂。在酸性介质中2KMnO4 + 3H2SO4  → K2SO4 + 2MnSO4 + 3H2O + 5[O] ,MnO4– + 8H+ + 5e– → Mn2+ + 4H2O。高锰酸钾的氧化性主要针对两类物质:低价态离子和有机物。对于有机物,高锰酸钾可以氧化乙醇和乙醛等。

高锰酸钾的制备方法:

1、锰金属直接电解法

原理为:由锰铁、镜铁、锰合金等作阳极,在碳酸钾和氢氧化钾溶液里直接电解得KMnO4。其优点为简单、安全、耗碱少;其缺点为电能消耗大,阳极材料要求高。

总反应方程式为:2Mn+2OH-+6H2O2MnO4-+7H2

2、固相法

工业上早先采用的是固相焙烧法,反应分两个阶段,首先将软锰矿与碱液(50%KOH)混合成浆状物,喷入第1个回转窑里,在大气中暴露很短时间温度达到300℃,这样使混合物发生反应不粘住反应器壁,产物经冷却、磨碎;第2阶段,将磨碎的产物在另一回转窑内,于140~250°C通空气进行再焙烧约4h,使产物进一步氧化成锰酸钾。缺点就是生产为间歇操作,占地面积大,能耗高,操作环境差,生产周期长。

3、熔融物法

软锰矿与浓碱液反应生成均匀的熔融物,经搅拌使粒状产物粉碎,然后在另一反应器中进一步氧化成K2MnO4。此法的优点为能大大缩短粒状物料的制备时间,同时不会粘壁;但缺点就是因反应混合物很粘稠,以致于氧化反应极难进行完全,另外还需搅拌反应物,动力消耗大。

4、电解和结晶

用氧化工序生成的锰酸钾母液及水来溶解,经过滤、澄清配制成电解液。电解液需保持一定的温度、浓度和碱度。温度,可以使电解生成的高锰酸钾不析晶出来;浓度,应尽量使电解液中K2MnO4含量提高,以提高单槽产量,但也不能太高,太高则会发生副反应使得电流效率下降;碱度,主要是防止K2MnO4分解。

高锰酸钾的应用领域:

1、工业领域

在废水处理中作处理剂,除去硫化氢、铁、有机物等各种污染物;在采矿冶金中,用于金属的除杂和分离。

利用高锰酸钾的强氧化性,采用氧化还原一催化接触过滤法对电镀厂铁、铬、锰重金属离子严重超标的酸性洗漂废水进行处理。

处理后,废水中总铬、锰、总铁及浊度的去除率均达到99%以上,出水COD、pH均达到国家排放标准要求;用高锰酸钾对造纸废水进行预处理,后经混凝沉淀处理,可以提高废水中溶解性有机物的去除率,提高废水的处理效果;高锰酸钾也可作为城市用水消毒剂,抑制细菌生长,细菌总数的去除率可达到92.11%以上。

高锰酸钾也可作为管道预氧化剂,对有机污染物、浊度的去除效果优异,其最佳投加质量浓度为4~4.5 mg/L,在此条件下有机污染物去除率约为60%,浊度去除率接近100%。

2、化工领域

可用作制糖精、异烟肼、维生素C 等物质的氧化剂,也用作防腐剂、消毒剂和除臭剂等。实验室氧气、氯气等物质制备的原料,有机物的鉴定剂。

3、户外领域

高锰酸钾的化学特性决定了高锰酸钾与有机物进行碰撞、接触、摩擦能够产生热量,释放出氧气,利用这个原理,在户外及野外环境中,高锰酸钾能够实现户外生火;根据高锰酸钾的物理特征。

可以作为路标使用,特别是在冰雪环境中,将高锰酸钾与冰雪融合,产生紫色的标记,能够达到路标的作用和效果。但是,高锰酸钾产生的紫色保存的时间较短,通常在两个小时左右。