电解高锰酸钾及双氧水.ppt

高锰酸钾
（KMnO4），紫红色晶体，可溶于水，遇乙醇即被还原。
医疗上有用作清洁消毒，和用来消灭真菌之用。
高锰酸钾被广泛用作氧化剂，如应用到氧化还原滴定和有机物合成，特别是精细有机化学品工业的氧化剂。
全世界的年产量大约为40000吨。
电解锰酸钾可以制备高锰酸钾
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Do you remember?
高锰酸钾只有在酸性介质中才表现为强氧化性，在中性，碱性介质为弱氧化性。
高锰酸钾在酸性介质中还原为Mn2+，呈淡粉色；
在中性介质中还原为MnO2,呈棕黑色；
在碱性介质中还原为MnO42-,呈绿色。
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电解原理  2Mn02+4KOH+O2(空气）═2K2MnO4+2H2O ，电解时采用Ni阳极或Ni/Cu阳极，阴极用铁或钢。 阳极：2MnO42-→2MnO4-+2e 阴极：2H2O+2e→H2+2OH- 总反应:2MnO42-+2H2O→2MnO4-+H2+2OH-
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阳极反应要求在一个非常低的电流密度范围(5~150mA•cm-2)内进行，：在高电流密度下，阳极放电量增加，OH-电解生产O2，使锰酸钾氧化反应不宜进行。
由于该电解槽不用隔膜，在搅拌下进行，因而在阴极会发生高锰酸钾被还原的反应，降低了电流效率。改进：可用隔膜（如阳极膜）防止KMnO4被还原，以此来提高电流效率；同时也可以有效分隔电解产生的游离碱。
30%锰酸钾被氧化时，电流效率为70%，当50%或70%的锰酸钾被氧化时，电流效率分别将为50%和25%。
高锰酸钾在浓的KOH溶液中的溶解度不大，故大多以结晶形式沉入槽底。
电解特点
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性质：
过氧化氢（H2O2)外观为无色透明液体，可溶于乙醇、乙醚，不溶于苯。有很强的氧化性，具弱酸性。其30%水溶液俗称双氧水。
用途：
H2O2是广泛应用的漂白剂、氧化剂，消毒剂和催化剂。3%过氧化氢的水溶液为医用消毒剂。
发展
二战期间，德国首先用电解法生产出H2O2。
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基本原理
由硫酸或者硫酸盐在Pt电极上电解氧化生产过硫酸或过硫酸盐
2HSO4-→ H2S2O8
再经水解生成H2O2
H2S2O8 + H2O → 2H2SO4 + H2O2
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电解法生产H2O2的工艺分类1过硫酸法——Weissenstein过程 以Pt为阳极，Pb为阴极电解H2SO4，电解槽使用多孔陶瓷做隔膜（可将阳极室与阴极室分开）。得到的过硫酸溶液经加热水解制的H2O2。将含H2SO4的母液返回阴极，循环使用。
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2 过硫酸钾法——Pietsch和Adolph过程
以Pt为阳极，石墨为阴极并以石棉缠绕起隔膜作用。
以（NH4)2SO4与H2SO4的混合液为电解液
电解后加入KHSO4以沉淀出过硫酸钾，再分离，水解制得H2O2.
阴极：H2SO4+2e→H2↑+SO42-
阳极：2(NH4)2SO4→S2O82-+4NH4++2e
总反应：(NH4)2SO4+H2SO4→(NH4)2S2O8+H2↑
加入KHSO4使(NH4)2S2O8转化，
(NH4)2S2O8+4KHSO4→K2S2O8↓+(NH4)2S2O4+H2SO4
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水解（在H2SO4酸性环境下）：
K2S2O8+2H2O→2KHSO4+H2O2↑
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3过硫酸铵法——Lowenstein和Laporte过程
以Pt为阳极，Pb或石墨为阴极，电解含H2SO4的(NH4)2SO4溶液
制得(NH4)2SO4，再加热水解放出H2O2
含(NH4)2SO4母液返回阴极室循环使用
此生产是全液相流程，效率高，是最流行的方法
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