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| 高錳酸 | |
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高錳酸( permanganic acid )，很不穩定的紫色晶體，是強氧化劑。加熱則分解為二氧化錳和氧氣，與有機物接觸即很快地分解。[1]
性質
分子式: HMnO4
高錳酸有強酸性(pKa=-2.25)，-75攝氏度以下較為穩定，稍低於常溫時則劇烈分解為二氧化錳、氧氣、水。高錳酸的純酸及其二水合物均已成功製備 。
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。
高錳酸電離式:HMnO4 = MnO4- + H+ 或HMnO4 + H2O = MnO4- + H3O+(水合氫離子)
和某些鹼反應:KOH + HMnO4(過量) = KMnO4 +H2O [2]
和某些鹽反應:HMnO4 + AgNO3 = AgMnO4↓ + HNO3(高錳酸銀為褐色沉澱)
2HMnO4 + K2CO3 = 2KMnO4 + CO2↑ + H2O
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，不溶於四氯化碳和三氯甲烷。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，需要在低溫下進行製備。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溫度始終低於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托(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小時候，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(升華)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)深紫色的揮發性升華產物已經完全移除，燒瓶內溫度升高到冰浴的溫度，這說明揮發性物質升華過程的結束。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
溶解性
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。
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)
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。
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)