Manganato de potasio
Manganato de potasio es el compuesto inorgánico con la fórmula K2MnO4. Esta sal de color verde es un intermediario en la síntesis industrial del permanganato de potasio (KMnO4), un sustancia química común. Ocasionalmente, se confunden manganato de potasio y permanganato de potasio, pero las propiedades de cada compuesto son distintas.
Estructura y vinculación
K2MnO4 es una sal que consta de cationes K+ y Aniones MnO2−4. La cristalografía de rayos X muestra que el anión es tetraédrico, con distancias Mn-O de 1,66 Å, ca. 0,03 Å más largas que las distancias de Mn-O en KMnO4. Es isoestructural con sulfato de potasio. El compuesto es paramagnético debido a la presencia de un electrón desapareado en el centro de Mn (VI).
Síntesis
La vía industrial consiste en el tratamiento del MnO2 con aire e hidróxido potásico:
- 2 MnO2 + 4 KOH + O2 → 2 K2MnO4 + 2 H2O
La transformación da una masa fundida de color verde. Alternativamente, en lugar de utilizar aire, se puede utilizar nitrato de potasio como oxidante:
- 2 KOH + KNO3 + MnO2 → K2MnO4 + H2O + KNO2
Se puede probar la presencia de manganeso en una sustancia desconocida calentando la muestra en KOH fuerte en el aire. La producción de una coloración verde indica la presencia de Mn. Este color verde resulta de una intensa absorción a 610 nm.
En el laboratorio, K2MnO4 se puede sintetizar calentando una solución de KMn O4 en la solución KOH concentrada seguida de enfriamiento para dar cristales verdes:
- 4 KMnO4 + 4 KOH → 4 K2MnO4 + O2 + 2 H2O
Esta reacción ilustra el papel relativamente raro del hidroxido como agente de reducción. La concentración de K2MnO4 en tales soluciones se puede comprobar midiendo su absorción a 610 nm.
La reducción de permanganato a manganato de un electrón también se puede efectuar utilizando iodide como agente de reducción:
- 2 KMnO4 + 2 KI → 2 K2MnO4 + I2
La conversión se señala por el cambio de color del púrpura, característico del permanganato, al color verde del manganato. Esta reacción también muestra que el manganato (VII) puede servir como aceptor de electrones además de su función habitual como reactivo de transferencia de oxígeno. El manganato de bario, BaMnO4, se genera mediante la reducción de KMnO4 con yoduro en presencia de cloruro de bario. Al igual que el BaSO4, el BaMnO4 presenta una baja solubilidad en prácticamente todos los disolventes.
Un método fácil para preparar manganato de potasio en el laboratorio consiste en cristales de calefacción o polvo de permanganato de potasio puro. El permanganato de potasio se descompondrá en manganato de potasio, dióxido de manganeso y gas de oxígeno:
- 2 KMnO4 → K2MnO4 + MnO2 + O2
Esta reacción es un método de laboratorio para preparar oxígeno, pero produce muestras de manganato de potasio contaminadas con MnO2. El primero es soluble y el segundo no.
Reacciones
Sales de manganato fácilmente desproporcionadas con respecto al ion permanganato y al dióxido de manganeso:
- 3 K2MnO4 + 2 H2O → 2 KMnO4 + MnO2 + 4 KOH
La naturaleza colorida de la desproporción ha llevado al par manganato/manganato (VII) a ser denominado un camaleón químico. Esta reacción de desproporción, que se vuelve rápida cuando [OH−] < 1M, sigue una cinética bimolecular.[1]