stringtranslate.com

Калий манганат

Манганат калия — неорганическое соединение с формулой K2MnO4 . Эта зеленоватая соль является промежуточным продуктом в промышленном синтезе перманганата калия ( KMnO4 ), распространенного химиката. [1] Иногда манганат калия и перманганат калия путают , но свойства каждого соединения различны .

Структура и связь

K 2 MnO 4 — соль, состоящая из катионов K + и Mn O 2−4 анионы . Рентгеновская кристаллография показывает, что анион является тетраэдрическим, с расстояниями Mn-O 1,66 Å, что примерно на 0,03 Å длиннее расстояний Mn-O в KMnO 4 . [2] Он изоструктурен с сульфатом калия. Соединение является парамагнитным из-за наличия одного неспаренного электрона на центре Mn(VI).

Синтез

Промышленный путь включает обработку MnO 2 воздухом и гидроксидом калия : [1]

2 MnO 2 + 4 КОН + О 2 → 2 К 2 MnO 4 + 2 Н 2 О

Превращение дает расплав зеленого цвета. В качестве альтернативы вместо воздуха в качестве окислителя можно использовать нитрат калия :

2 KOH + KNO3 + MnO2 → K2MnO4 + H2O + KNO2

Можно проверить неизвестное вещество на наличие марганца, нагревая образец в крепком растворе КОН на воздухе. Образование зеленой окраски указывает на присутствие Mn . Этот зеленый цвет является результатом интенсивного поглощения при 610 нм.

В лаборатории K2MnO4 можно синтезировать путем нагревания раствора KMnO4 в концентрированном растворе KOH с последующим охлаждением , в результате чего образуются зеленые кристаллы: [3]

4 KMnO 4 + 4 КОН → 4 К 2 MnO 4 + О 2 + 2 Н 2 О

Эта реакция иллюстрирует относительно редкую роль гидроксида как восстановителя. Концентрацию K 2 MnO 4 в таких растворах можно проверить, измерив их поглощение при 610 нм.

Одноэлектронное восстановление перманганата до манганата можно также осуществить, используя иодид в качестве восстановителя:

2 KMnO 4 + 2 KI → 2 K 2 MnO 4 + I 2

Превращение сигнализируется изменением цвета с фиолетового, характерного для перманганата, на зеленый цвет манганата. Эта реакция также показывает, что манганат(VII) может служить акцептором электронов в дополнение к своей обычной роли в качестве реагента для переноса кислорода. Манганат бария , BaMnO 4 , образуется путем восстановления KMnO 4 иодидом в присутствии хлорида бария . Как и BaSO 4 , BaMnO 4 проявляет низкую растворимость практически во всех растворителях.

Простой метод приготовления манганата калия в лаборатории заключается в нагревании кристаллов или порошка чистого перманганата калия. Перманганат калия разложится на манганат калия, диоксид марганца и газообразный кислород:

2 KMnO 4 → К 2 MnO 4 + MnO 2 + O 2

Эта реакция является лабораторным методом получения кислорода, но производит образцы манганата калия, загрязненные MnO 2. Первый растворим, а второй — нет.

Реакции

Соли манганата легко диспропорционируют с образованием перманганат- иона и диоксида марганца :

3 К 2 MnO 4 + 2 H 2 O → 2 KMnO 4 + MnO 2 + 4 КОН

Красочный характер диспропорционирования привел к тому, что пару манганат/манганат(VII) стали называть химическим хамелеоном . Эта реакция диспропорционирования, которая становится быстрой, когда [ OH − ] < 1M, следует бимолекулярной кинетике. [1]

Смотрите также

Источники

  1. ^ abc Reidies, Arno H. (2002). "Соединения марганца". Энциклопедия промышленной химии Ульмана . Weinheim: Wiley-VCH. doi :10.1002/14356007.a16_123. ISBN 978-3527306732.
  2. ^ Паленик, Г. Дж. (1967). «Кристаллическая структура манганата калия». Неорган. химия 6 (3): 507–511. doi :10.1021/ic50049a015.
  3. ^ Nyholm, RS ; Woolliams, PR (1968). "Манганаты(VI)". Неорганические синтезы . Том 11. С. 56–61. doi :10.1002/9780470132425.ch11. ISBN 978-0-470-13242-5. {{cite book}}: |journal=проигнорировано ( помощь )

Внешние ссылки