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高錳酸

鎖定
高錳酸是一種由氫離子與高錳酸根結合而成的酸,屬於離子,化學式是HMnO4。高錳酸在廣義上,還包括有高錳酸根組成的鹽。高錳酸是強氧化劑,與大多數有機物接觸即可將其劇烈氧化。因其不穩定,故不直接使用而常用其鹽。常用於測定合金、礦石、鹽類或硅酸鹽中鐵的含量等。
中文名
高錳酸
外文名
Permanganic acid
化學式
HMnO4
分子量
119.94
CAS登錄號
13465-41-3
水溶性
溶於水
外    觀
深紫色固體(-75℃)
應    用
測定合金、礦石、鹽類
危險性符號
酸性

高錳酸簡介

高錳酸,化學式是HMnO4,是由氫離子與高錳酸根結合而成的酸,屬於離子。高錳酸在廣義上,還包括有高錳酸根組成的鹽。高錳酸是強氧化劑,與大多數有機物接觸即可將其劇烈氧化。因其不穩定,故不直接使用而常用其鹽。常用於測定合金、礦石、鹽類或硅酸鹽中鐵的含量等。

高錳酸性質

分子式: HMnO4
和某些鹼反應:KOH + HMnO4(過量) = KMnO4 +H2O
和某些鹽反應:HMnO4 + AgNO3 = AgMnO4↓ + HNO3(高錳酸銀為褐色沉澱)
2HMnO4 + K2CO3 = 2KMnO4 + CO2↑ + H2O
高錳酸和亞硫酸鉀反應可生成硫酸錳、硫酸鉀、硫酸等 [1] 
溶解性
高錳酸具有高度的吸濕性,極易溶於水,微溶於全氟十氫化萘、1,1,1-三氟-2,2,2-三氯乙烷,不溶於四氯化碳三氯甲烷。其他的非惰性有機溶劑(如醇類、醚類、芳香烴類等)與其接觸則劇烈氧化,以至於發生燃燒。
製備方法
高錳酸的製備的條件較為苛刻,由於其不穩定,需要在低温下進行製備。製備方法如下:
(實驗所使用的)硫酸和重結晶的高錳酸鋇(這兩種)試劑已經經過了重量分析法的檢測(至±0.1%)。在0攝氏度,令120毫升0.3摩爾每升的高錳酸鋇溶液(小心地)加入已經精確定量的化學計量的0.3摩爾每升的硫酸溶液中,其中要注意保持溶液的温度始終低於1攝氏度,然後產生的沉澱(即硫酸鋇)通過離心法移除。深紫色的高錳酸溶液隨即被轉移到一個(預先準備好的)500毫升圓底燒瓶中,然後將燒瓶迅速置於-75攝氏度的乾冰-丙酮浴中旋轉,對溶液進行冷卻。然後把這燒瓶連接到一個由玻璃和特氟龍構建的真空系統(真空線)中,同時把燒瓶沉浸於冰浴中。這個真空系統先後連接一個-75攝氏度的乾冰-丙酮浴的冷阱和一個-193攝氏度的液態氮浴的冷阱,同時維持10-3託(即torr)(約等於0.13帕斯卡)的絕對壓強。(隨着該真空系統開始運作)冰迅速在-75攝氏度的冷阱產生,這是對高錳酸溶液的除水過程。
大概10小時後,紫色開始在-75攝氏度的冷阱產生。(在此時)迅速把(接入)-75攝氏度的冷阱(的線路)轉接到一個(業已連接在真空系統中的)浸沒在-75攝氏度(乾冰-丙酮)浴的U型管上,以承接紫色的(昇華)產物。這過程中收集到纖細的深紫色的針狀晶體。
在實驗進行了大約30小時後,(剛才那種)深紫色的揮發性昇華產物已經完全移除,燒瓶內温度升高到冰浴的温度,這説明揮發性物質昇華過程的結束。燒瓶內的殘留物和冷阱中產物從(真空系統中)拆除,然後對其組成進行分析,要注意所有的操作必須在1攝氏度之下進行。此外要注意所有對於產品的分析應該在手套箱中進行,因為產品非常吸濕。
剩餘在燒瓶中的矩形晶體被適量冰水所提純。那些溶於水的組分,根據分析,是純淨的無水高錳酸。分析結果見下表。

HMnO4
HMnO4・2H2O
產率,以摩爾計,%
50.9±0.2
49.0±0.2
根據中和法測定的相對分子量
120.03
156.11
二價鐵滴定法測定的相對分子量
119.32
155.71
(熱分解法)根據二氧化錳質量測定的相對分子量
119.69
156.08
(熱分解法)根據氧氣產量測定的相對分子量
119.90
156.17
相對分子量平均值
119.74±0.27
156.02±0.18

高錳酸溶解性

高錳酸可溶於水

高錳酸鋰高錳酸鈉高錳酸鉀高錳酸銨高錳酸鈣、高錳酸鋇、高錳酸鋅、高錳酸鎂、高錳酸汞、高錳酸鎘、高錳酸銣。

高錳酸微溶於水

高錳酸銅、高錳酸鎵、高錳酸銦、高錳酸銀(20℃的溶解度為0.9)、高錳酸錫、高錳酸鉛、八氧化三錳(高錳酸亞錳)

高錳酸難溶於水

高錳酸鋁、高錳酸鐵、高錳酸銻、高錳酸鉍、所有高錳酸的稀土鹽。

高錳酸不存在的鹽

高錳酸亞鐵、高錳酸亞錫[Sn(MnO4)2]、高錳酸亞鉻[Cr(MnO4)2]、高錳酸錳(II)
參考資料
  • 1.    Norman A·Frigerio(作者),@W利普斯科姆(翻譯).Preparation and properties of crystalline permanganic acid:J.Am.Chem.Soc.,1969:91(22),pp6200–6201