高锰酸钾

高锰酸钾

2010-11-18 16:40:40 作者： 来源：互联网 浏览次数：6 文字大小：【大】【中】【小】

性质简介

高锰酸钾（KMnO4）是一种常用的氧化剂，高锰酸钾在酸性溶液中具有很强的氧化性，反应式为：

MnO4- + 8H+ + 5e- = Mn2+ + 4H2O

其标准氧化还原电位为E0=1.51V。高锰酸钾在中性溶液中的氧化性要比在酸性溶液中低得多，反应式为：

MnO4- + 2H2O + 3e- = MnO2 + 4OH-

其标准氧化还原电位为E0=0.588V。

高锰酸钾在碱性溶液中的氧化性也较弱，氧化还原电位为（E0=0.564V）。高锰酸钾在中性条件下的最大特点是反应生成二氧化锰，由于二氧化锰在水中的溶解度很低，便以水合二氧化锰胶体的形式由水中析出。正是由于水合二氧化锰胶体的作用，使高锰酸钾在中性条件具有很高的去除水中微污染物的效能，而在处理土壤中的有机污染物时，则是在酸性条件下更好。

使用高锰酸钾作为氧化剂的优势是：

①高锰酸钾反应产物为锰的化合物，是土壤成分一部分，不会产生二次污染；

②具有相对比较高的氧化还原电位；

③由于具有很高的水溶性，高锰酸钾可通过水溶液的形式导入土壤的受污染区；

④常温下高锰酸钾作为固体，它的运输和存储也较为方便；

⑤由于高锰酸钾在比较宽的pH 范围内氧化性都较强，能破坏碳碳双键，所以它不仅对三氯乙烯、四氯乙烯等含氯溶剂有很好的氧化效果，且对其它烯烃、酚类、硫化物和MTBE（甲基叔丁基醚）等其他污染物也很有效。

氧化有机污染物的机理

高锰酸钾参加的氧化反应其机理相当复杂，且反应种类繁多，影响反应的因素也多。对同一个反应，介质不同，其反应机理也可能不同。如高锰酸根离子与芳香醛的反应，在酸性介质中按氧原子转移机理，而碱性介质中则按自由基机理进行；另外，对某一个反应有时也很难用单一的机理来说明，如锰酸钾根离子，KMnO4-与烃的反应，反应过程中发生了氢原子的转移，但产物却生成了自由基，故反应过程中又包含有自由基反应。

在酸性条件下，高锰酸钾与其它氧化剂不同，它是通过提供氧原子而不是通过生成羟基自由基进行氧化反应的。因此，当处理的污染土壤中含有大量碳酸根、碳酸氢根等羟基自由基的猝灭剂时，高锰酸钾的氧化作用也不会受到影响。高锰酸钾对微生物无毒,可与生物修复串联使用。然而高锰酸钾对柴油、汽油及石油碳化氢（BTEX）类污染物的处理不是很有效。当土壤中有较多铁离子、锰离子或有机质时，需要加大药剂用量。

高锰酸钾氧化乙稀化合物的机理示意图。

从图中可以看出，在弱酸性的条件下，高锰酸钾和稀烃氧化形成环次锰酸盐酯，然后环酯在弱酸或中性条件下，锰氧键断裂，通过水解形成乙二醇醛。乙二醇醛能进一步发生氧化转变成醛酸和酢浆草酸。另一条可能的反应途径是烯烃和高猛酸钾反应形成环次锰酸盐酯，然后高锰酸钾打开环酯键，形成两个蚁酸，在一定的条件下，所有的羧酸都可被进一步氧化成二氧化碳。

中性条件下，无论是对低分子量、低沸点的有机污染物，还是对高分子量、高沸点有机污染物，高锰酸钾的氧化去除率均很高，明显优于酸性或碱性条件。

大约50%以上的有机污染物在中性条件下经高锰酸钾氧化后全部去除，剩余的有机污染物浓度很低。在酸性和碱性条件下，高锰酸钾对低分子量、低沸点类有机污染物有良好的去除效果，但对高分子量、高沸点有机污染物，去除效果很差。