高锰酸钾(KMnO₄)是一种强氧化剂,广泛应用于化学实验中,主要用于以下物质的除杂:
乙烯(C₂H₄)
乙烯具有还原性,与酸性高锰酸钾反应生成乙烷(C₂H₆)等产物,但会引入新的杂质(如CO₂),因此不适用于乙烯的纯化。
二氧化硫(SO₂)
二氧化硫可被酸性高锰酸钾氧化为硫酸(H₂SO₄)和二氧化锰(MnSO₄),反应方程式为:
$$2KMnO₄ + 2SO₂ + 2H₂O = K₂SO₄ + MnSO₄ + 2H₂SO₄$$
该反应不引入新杂质,是常用的除杂方法。
过氧化氢(H₂O₂)
在二氧化锰(MnO₂)催化下,过氧化氢分解生成水和氧气,反应方程式为:
$$2H₂O₂ stackrel{MnO₂}{=!=!=} 2H₂O + O₂ uparrow$$
该反应温和且易于控制,适合实验室使用。
乙炔(C₂H₂)
乙炔具有还原性,与高锰酸钾反应会生成乙烷等杂质,且反应条件苛刻,因此不适用于乙炔的纯化。
碱性和水溶性气体
SO₂ :高锰酸钾为酸性试剂,无法直接用于碱性气体(如NH₃)的除杂。
H₂O :高锰酸钾不溶于水,无法通过溶解法去除水溶性气体。
酸性环境 :高锰酸钾的氧化性更强,需在酸性条件下使用(如硫酸或盐酸),否则氧化效率较低。
副产物处理 :反应生成的硫酸、锰盐等需妥善处理,避免污染环境。
综上,高锰酸钾在除杂时需根据目标物质的性质选择合适反应,并注意反应条件的控制。