高锰酸盐
| 高锰酸盐 | |
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| 系统名 Permanganate | |
| 识别 | |
| CAS号 | 14333-13-2 
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| PubChem | 24401 |
| ChemSpider | 22811 |
| SMILES |
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| ChEBI | 25939 |
| 性质 | |
| 化学式 | MnO4− |
| 摩尔质量 | 118.94 g·mol⁻¹ |
| 若非注明，所有数据均出自标准状态（25 ℃，100 kPa）下。 | |
高锰酸盐是高锰酸所形成的盐，含有四面体型的高锰酸根离子—MnO4−，其中锰的氧化态为+7，有强氧化性。高锰酸钾是最重要的高锰酸盐，为紫红色的针状晶体。
酸性溶液中，高锰酸根离子被还原为淺粉紅接近无色的Mn2+离子：
- 16 H3O+ + 2 MnO4− + 10 Cl− → 2 Mn2+ + 5 Cl2 + 24 H2O
- 6 H+ + 2 MnO4− + 5 HCOOH → 8 H2O + 2 Mn2+ + 5 CO2
碱性溶液中还原，既可得到棕色的MnO2（锰氧化态为+4），也可得到深绿色的MnO42−（锰氧化态为+6）。
- 4 OH− + 2 MnO4− + 3 C2O42− → 2 MnO2 + 6 CO32− + 2 H2O
- 3 OH− + 2 MnO4− + HSO3− → 2 MnO42− + SO42− + 2 H2O
制备
[编辑]高锰酸盐可由锰化合物被强氧化剂氧化得到。可用的氧化剂如次氯酸钠、二氧化铅、高碘酸等：
- 2 MnCl2 + 5 NaClO + 6 NaOH → 2 NaMnO4 + 9 NaCl+ 3 H2O
- 2 MnSO4 + 5 PbO2+ 3 H2SO4 → 2 HMnO4+ 5 PbSO4 + 2 H2O
工业上制取高锰酸钾时，是用氯酸钾作氧化剂与二氧化锰共熔，使其转化为锰酸钾，然后用氯气氧化得到。
高锰酸盐的另一种制法是借助于复分解反应，溶解度较小的会沉淀出来。此外，季铵盐或季𬭸盐的氯化物可溶于二氯甲烷，它和高锰酸钾固体反应，生成的高锰酸盐会转移至有机相中，反应后过滤，加入低极性溶剂，如四氯化碳，待二氯甲烷挥发后，高锰酸盐即可在四氯化碳中重结晶。[1]
性质
[编辑]高锰酸盐类似于高氯酸盐，性质较稳定，有很强的氧化性，常用在分析化学的氧化还原滴定中。它与还原性物质及有机物质混合可能发生燃烧或爆炸。加热到230°C时，高锰酸钾分解为锰酸钾、二氧化锰和氧气，这也是初中演示氧气制备的常用反应之一：
高锰酸根离子不能和二价锰离子共存，是因为：
- 2MnO4-(aq) + 3Mn2+(aq) + 2H2O ↔ 5MnO2(S) + 4H+
高锰酸盐（尤其是高锰酸钾）是有机合成中的氧化剂，它可以将胺氧化为相应的硝基化合物[2][3]，将醇氧化为酮[4]或醛和羧酸[5][6]，将其他烯烃氧化为邻二醇[7]，以及将末端烯烃氧化为相应的羧酸[8]等。烯烃被高锰酸盐氧化的反应是通过一个环状的次锰酸酯机理进行的，碱性条件下的产物是二醇，酸性条件下则为两个酮，如下图所示。
化合物
[编辑]参考资料
[编辑]- ^ Hasan Karaman, Richard J. Barton, Beverly E. Robertson, Donald G. Lee. Preparation and properties of quaternary ammonium and phosphonium permanganates. The Journal of Organic Chemistry. 1984-11, 49 (23): 4509–4516 [2020-12-29]. ISSN 0022-3263. doi:10.1021/jo00197a037 （英语）.
- ^ A. Calder, A. R. Forrester1, and S. P. Hepburn (1972). "2-methyl-2-nitrosopropane and its dimer". Org. Synth. 6: 803; Coll. Vol. 52: 77.
- ^ Nathan Kornblum and Willard J. Jones (1963). "4-nitro-2,2,4-trimethylpentane". Org. Synth. 5: 845; Coll. Vol. 43: 87.
- ^ J. W. Cornforth (1951). "Ethyl pyruvate". Org. Synth. 4: 467; Coll. Vol. 31: 59.
- ^ R. L. Shriner and E. C. Kleiderer (1930). "Piperonylic acid". Org. Synth. 2: 538; Coll. Vol. 10: 82.
- ^ John R. Ruhoff (1936). "n-heptanoic acid". Org. Synth. 2: 315; Coll. Vol. 16: 39.
- ^ E. J. Witzemann, Wm. Lloyd Evans, Henry Hass, and E. F. Schroeder (1931). "dl-glyceraldehyde ethyl acetal". Org. Synth. 2: 307; Coll. Vol. 11: 52.
- ^ Donald G. Lee, Shannon E. Lamb, and Victor S. Chang (1981). "Carboxylic acids from the oxidation of terminal alkenes by permanganate: nonadecanoic acid". Org. Synth. 7: 397; Coll. Vol. 60: 11.
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