Kali manganat

Kali manganat
Cấu trúc của kali manganat
Mẫu kali manganat
Danh pháp IUPAC	Kali manganat(VI)
Tên khác	Kali manganat(VI)
Nhận dạng
Số CAS	10294-64-1
PubChem	160931
Số EINECS	233-665-2
Ảnh Jmol-3D	ảnh
SMILES	đầy đủ [O-][Mn](=O)(=O)[O-].[K+].[K+]
InChI	đầy đủ 1S/2K.Mn.4O/q2*+1;;;;2*-1
ChemSpider	141385
UNII	5PI213D3US
Thuộc tính
Công thức phân tử	K2MnO4
Khối lượng mol	197,1322 g/mol
Bề ngoài	tinh thể màu lục đậm
Khối lượng riêng	2,78 g/cm³
Điểm nóng chảy	190 °C (463 K; 374 °F) (phân hủy)
Điểm sôi
Độ hòa tan trong nước	phân hủy
Độ axit (pKa)	7,1
Cấu trúc
Cấu trúc tinh thể	Trực thoi
Tọa độ	Cấu trúc anion tứ diện
Các nguy hiểm
Nguy hiểm chính	chất oxy hóa
NFPA 704	0 1 1
Chỉ dẫn R	R8 R36/37/38
Chỉ dẫn S	S17 S26 S36/37/39
Trừ khi có ghi chú khác, dữ liệu được cung cấp cho các vật liệu trong trạng thái tiêu chuẩn của chúng (ở 25 °C [77 °F], 100 kPa). N kiểm chứng (cái gì ^YN ?) Tham khảo hộp thông tin

Kali manganat là hợp chất vô cơ có công thức hóa học là K₂MnO₄. Hợp chất này có màu xanh lá cây đậm, là một chất trung gian của quá trình tổng hợp kali pemanganat (KMnO₄, còn gọi là thuốc tím) trong công nghiệp. Đôi khi, kali manganat bị nhầm lẫn với kali pemanganat, nhưng chúng là các hợp chất khác nhau với các tính chất khác biệt rõ rệt.

Cấu trúc

Phân tử K₂MnO₄

K₂MnO₄ là muối, gồm 2 cation K⁺ và anion MnO²⁻
₄. Tinh thể học tia X cho thấy anion dạng tứ diện, với khoảng cách Mn–O là 1,66 Å, dài hơn khoảng cách Mn-O trong KMnO₄ là 0,04 Å.^[1] Nó có cùng cấu trúc với kali sunfat.

Tổng hợp

Kali manganat có thể điều chế trong công nghiệp bằng phản ứng của mangan dioxide với kali hydroxide trong oxy:

2MnO₂ + 4KOH + O₂ → 2K₂MnO₄ + 2H₂O

Trong phòng thí nghiệm, kali manganat có thể được tổng hợp bằng cách đun nóng kali pemanganat hoà tan trong dung dịch kali hydroxide đặc sau đó được làm lạnh để tạo tinh thể màu xanh lục đậm là kali manganat:^[2]

4KMnO₄ + 4KOH → 4K₂MnO₄ + O₂ + 2H₂O

Không có nhiều phản ứng mà trong đó nhóm OH^– là chất khử. Dung dịch K₂MnO₄ được điều chế dưới điều kiện khuấy đều KMnO₄ tan trong KOH 5–10 M trong một ngày ở nhiệt độ phòng, sau đó loại bỏ MnO₂ không tan.

Để giảm một electron của pemanganat tạo thành manganat, có thể sử dụng anion I^– làm chất khử:

2KMnO₄ + 2KI → 2K₂MnO₄ + I₂

Phản ứng này sẽ chuyển màu hỗn hợp từ tím, đặc trưng của pemanganat, sang màu xanh lục đậm của manganat. Phản ứng này cũng cho thấy rằng pemanganat(VII) có thể đóng vai trò như một chất nhận electron hơn vai trò thông thường của nó như một chất chuyền oxy. Bari manganat, BaMnO₄, được tạo ra bằng việc khử KMnO₄ với anion I^– với sự có mặt của bari chloride. Giống như BaSO₄, BaMnO₄ tan ít trong hầu hết các dung môi.

Một phương pháp dễ dàng để điều chế kali manganat trong phòng thí nghiệm là nung nóng tinh thể hoặc bột kali pemanganat tinh khiết. Kali pemanganat sẽ phân hủy thành kali manganat, mangan(IV) oxit và khí oxy:

2KMnO₄ → K₂MnO₄ + MnO₂ + O₂

Phản ứng này dùng để điều chế oxy trong phòng thí nghiệm, nhưng kali manganat thu được sẽ bị lẫn với mangan dioxide.

Phản ứng

Kali manganat tương đối ổn định trong dung dịch kiềm, tuy nhiên nó bị phân hủy trong nước tạo thành kali pemanganat và mangan dioxide:

3K₂MnO₄ + 2H₂O → 2KMnO₄ + MnO₂ + 4KOH

Tham khảo

1. Palenik, G. J. (1967). “Crystal Structure of Potassium Manganate”. Inorg. Chem. 6: 507–511. doi:10.1021/ic50049a015.
2. Nyholm, R. S.; Woolliams, P. R. (1968). “Manganates(VI)”. Inorg. Synth. Inorganic Syntheses. 11: 56–61. doi:10.1002/9780470132425.ch11. ISBN 978-0-470-13242-5.