高锰酸钾：一种多功能的强氧化剂

高锰酸钾：一种多功能的强氧化剂

高锰酸钾（KMnO4）是一种紫黑色结晶盐，溶于水形成粉红色至紫色的溶液。作为强氧化剂，它在化学工业、医疗、水处理等多个领域都有广泛应用。本文将详细介绍高锰酸钾的化学属性、结构特征及其在不同领域的具体应用。

高锰酸钾

高锰酸钾是一种无机化合物，化学式为KMnO4。它是一种紫黑色结晶盐，溶于水形成 K+ 和 MnO−4，呈强烈的粉红色至紫色 解决方案。

高锰酸钾作为强氧化剂广泛用于化学工业和实验室，也用作治疗皮炎、清洁伤口和一般消毒的药物。它在世界卫生组织的基本药物清单上。2000 年，全球产量估计为 30,000 吨。

属性

高锰酸钾是四面体过渡金属氧络合物高锰酸盐的钾盐，其中四个 O2-配体与锰 (VII) 中心结合。

结构

KMnO4 形成具有常数的正交晶体：a = 910.5 pm，b = 572.0 pm，c = 742.5 pm。整体图案类似于硫酸钡，它与硫酸钡形成固溶体。在固体中（如在溶液中），每个 MnO4− 中心都是四面体。Mn-O 距离为 1.62 Å。

颜色

固体高锰酸钾的紫黑色及其溶液的深粉色至紫色是由其高锰酸根阴离子引起的，高锰酸根的颜色来自于氧代配体轨道的电子激发引起的强电荷转移吸收带锰 (VII) 中心的空轨道。

使用

几乎所有高锰酸钾的应用都利用了它的氧化特性。作为一种不会产生有毒副产物的强氧化剂，KMnO4 具有许多利基用途。

医疗用途

高锰酸钾用于多种皮肤状况。这包括足部真菌感染、脓疱病、天疱疮、浅表伤口、皮炎和热带溃疡。它在世界卫生组织的基本药物清单上。

水处理

高锰酸钾广泛应用于水处理行业。它用作再生化学品，通过锰绿砂过滤器去除井水中的铁和硫化氢（臭鸡蛋味）。Pot-Perm 也可在泳池供应商店购买，并额外用于处理废水。历史上它被用来对饮用水进行消毒，可以使水变成粉红色。目前，它可用于控制淡水收集和处理系统中的斑马贻贝等有害生物。

有机化合物的合成

KMnO4 的主要应用是作为合成有机化合物的试剂。抗坏血酸、氯霉素、糖精、异烟酸和吡嗪酸的合成需要大量的维生素。

KMnO4 用于定性有机分析以测试不饱和度的存在。它有时被称为拜耳试剂，以德国有机化学家阿道夫·冯·拜耳命名。试剂是高锰酸钾的碱性溶液。与双键或三键（-C=C- 或 -C≡C-）反应会导致颜色从紫粉色褪为棕色。醛和甲酸（和甲酸盐）也给出阳性测试。测试是过时的。

KMnO4 溶液是一种常见的薄层色谱染料，用于检测可氧化的官能团，如醇、醛、烯烃和酮。此类化合物会在 TLC 板上产生白色至橙色的斑点。

分析用途

高锰酸钾可用于定量测定水样中的总可氧化有机物质。确定的值称为高锰酸盐值。在分析化学中，标准的 KMnO4水溶液有时用作氧化还原滴定（高锰测量）的氧化滴定剂。随着高锰酸钾的滴定，溶液变成浅紫色，随着滴定剂加入溶液中，颜色会变深。以相关的方式，它被用作测定木浆卡伯值的试剂。对于 KMnO4 溶液的标准化，通常使用草酸还原。在农业化学中，它用于估计土壤中的活性碳。

KMnO4 的酸性水溶液用于在固定源排放测试期间收集烟气中的气态汞。

在组织学上，高锰酸钾被用作漂白剂。

水果保鲜

即使在高温下，乙烯吸收剂也能延长香蕉的储存时间。可以通过将香蕉与高锰酸钾一起包装在聚乙烯中来利用这种效应。通过氧化去除乙烯，高锰酸盐延迟成熟，将水果的保质期延长至 4 周，无需冷藏。

生存包

高锰酸钾有时包含在救生包中：作为自燃点火器（当与汽车散热器中的甘油防冻剂混合时；作为水消毒器；以及用于在雪地上发出求救信号）。

消防服务

高锰酸钾被添加到塑料球分配器中以产生适得其反、倦怠和受控燃烧。