過錳酸鹽
高錳酸鹽是高錳酸所形成的鹽，含有四面體型的高錳酸根離子—MnO4−，其中錳的氧化態為+7，有強氧化性。高錳酸鉀是最重要的高錳酸鹽，為紫紅色的針狀晶體。
| 高錳酸鹽 | |
|---|---|
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| 系統名 Permanganate | |
| 識別 | |
| CAS號 | 14333-13-2 
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| PubChem | 24401 |
| ChemSpider | 22811 |
| SMILES |
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| ChEBI | 25939 |
| 性質 | |
| 化學式 | MnO4− |
| 摩爾質量 | 118.94 g·mol⁻¹ |
| 若非註明，所有數據均出自標準狀態（25 ℃，100 kPa）下。 | |
酸性溶液中，高錳酸根離子被還原為淺粉紅接近無色的Mn2+離子：
製備
高錳酸鹽可由錳化合物被強氧化劑氧化得到。可用的氧化劑如次氯酸鈉、二氧化鉛、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
工業上製取高錳酸鉀時，是用氯酸鉀作氧化劑與二氧化錳共熔，使其轉化為錳酸鉀，然後用氯氣氧化得到。
高錳酸鹽的另一種製法是藉助於複分解反應，溶解度較小的會沉澱出來。此外，季銨鹽或季鏻鹽的氯化物可溶於二氯甲烷，它和高錳酸鉀固體反應，生成的高錳酸鹽會轉移至有機相中，反應後過濾，加入低極性溶劑，如四氯化碳，待二氯甲烷揮發後，高錳酸鹽即可在四氯化碳中重結晶。[1]
性質
高錳酸鹽類似於高氯酸鹽，性質較穩定，有很強的氧化性，常用在分析化學的氧化還原滴定中。它與還原性物質及有機物質混合可能發生燃燒或爆炸。加熱到230°C時，高錳酸鉀分解為錳酸鉀、二氧化錳和氧氣，這也是初中演示氧氣製備的常用反應之一：
高錳酸根離子不能和二價錳離子共存，是因為：
- 2MnO4-(aq) + 3Mn2+(aq) + 2H2O ↔ 5MnO2(S) + 4H+
高錳酸鹽（尤其是高錳酸鉀）是有機合成中的氧化劑，它可以將胺氧化為相應的硝基化合物[2][3]，將醇氧化為酮[4]或醛和羧酸[5][6]，將其他烯烴氧化為鄰二醇[7]，以及將末端烯烴氧化為相應的羧酸[8]等。烯烴被高錳酸鹽氧化的反應是通過一個環狀的次錳酸酯機理進行的，鹼性條件下的產物是二醇，酸性條件下則為兩個酮，如下圖所示。
化合物
參考資料
- ^ 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 （英語）.
- ^ 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.