過錳酸鹽

過錳酸鹽是過錳酸所形成的鹽，含有四面體型的過錳酸根離子—MnO₄⁻，其中錳的氧化態為+7，有強氧化性。過錳酸鉀是最重要的過錳酸鹽，為紫紅色的針狀晶體。

過錳酸鹽
系統名 Permanganate
識別
CAS號	14333-13-2  Y
PubChem	24401
ChemSpider	22811
SMILES	[O-][Mn](=O)(=O)=O
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，過錳酸根離子被還原為淺粉紅接近無色的Mn²⁺離子：

16 H₃O⁺ + 2 MnO₄⁻ + 10 Cl⁻ → 2 Mn²⁺ + 5 Cl₂ + 24 H₂O

6 H⁺ + 2 MnO₄⁻ + 5 HCOOH → 8 H₂O + 2 Mn²⁺ + 5 CO₂

鹼性溶液中還原，既可得到棕色的MnO₂（錳氧化態為+4），也可得到深綠色的MnO₄²⁻（錳氧化態為+6）。

4 OH⁻ + 2 MnO₄⁻ + 3 C₂O₄²⁻ → 2 MnO₂ + 6 CO₃²⁻ + 2 H₂O

3 OH⁻ + 2 MnO₄⁻ + HSO₃⁻ → 2 MnO₄²⁻ + SO₄²⁻ + 2 H₂O

製備

過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

錳酸鹽歧化也可得到過錳酸鹽：

3 Na₂MnO₄ + 2 H₂O → 2 NaMnO₄ + MnO₂ + 4 NaOH

工業上製取過錳酸鉀時，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。

過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，它和過錳酸鉀固體反應，生成的過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，過錳酸鹽即可在四氯化碳中重結晶。^[1]

性質

過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，過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：

2 KMnO₄ → K₂MnO₄ + MnO₂ + O₂

過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⁺

過錳酸鹽（尤其是過錳酸鉀）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。烯烴被過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。

過錳酸鹽氧化機理

化合物

主頁面：Category:過錳酸鹽

• 過錳酸鈣—Ca(MnO₄)₂
• 過錳酸鉀—KMnO₄
• 過錳酸鈉—NaMnO₄

參考資料

1. 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）.
2. 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.
3. Nathan Kornblum and Willard J. Jones (1963). "4-nitro-2,2,4-trimethylpentane". Org. Synth. 5: 845; Coll. Vol. 43: 87.
4. J. W. Cornforth (1951). "Ethyl pyruvate". Org. Synth. 4: 467; Coll. Vol. 31: 59.
5. R. L. Shriner and E. C. Kleiderer (1930). "Piperonylic acid". Org. Synth. 2: 538; Coll. Vol. 10: 82.
6. John R. Ruhoff (1936). "n-heptanoic acid". Org. Synth. 2: 315; Coll. Vol. 16: 39.
7. 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.
8. 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.