Hypomanganát - Hypomanganate

v chemie, hypomanganát, také zvaný manganičitan (V) nebo tetraoxidomanganát (3−), je trojmocný anion (negativní ion ) složen z mangan a kyslík, se vzorcem MnO3−
4.

Hypomanganáty jsou obvykle jasně modré.[1][2] Hypomanganan draselný K.
3MnO
4 je nejznámější sůl, ale hypomanganan sodný Na
3MnO
4, hypomanganát barnatý Ba
3(MnO
4)
2a směs draselné a barnaté soli KBaMnO
4 je také známo.[3] Anion může nahradit fosfát PO3−
4 v syntetických variantách minerálů apatit[4][5] a brownmillerit.[6]

Dějiny

Anion manganičitý (V) poprvé uvedl v roce 1946 Hermann Lux, který syntetizoval intenzivně modrý hypomanganan sodný reakcí oxid sodný Na
2Ó a oxid manganičitý MnO
2 v kondenzovaném stavu dusitan sodný NaNO
2 při 500 ° C.[7][3] Také krystalizoval sůl ze silné (50%) hydroxid sodný řešení jako dekahydrát Na
3MnO
4·10H
2Ó.

Struktura a vlastnosti

Manganát (V) je čtyřboká oxyanion strukturálně podobné síran manganičnan a manganistan. Jak se očekávalo pro čtyřboký komplex s d2 konfigurace má anion a trojice základní stav.[3]

Anion je jasně modrý druh[1] s viditelným absorpčním maximem na vlnové délce λmax = 670 nm (ε = 900 dm3 mol−1 cm−1).[8][9]

Stabilita

Hypomanganát je nestabilní vůči nepřiměřenost na manganičitan (VI) a oxid manganičitý:[10][1] Odhadovaný elektrodové potenciály na pH 14 jsou:[11][12][13]

MnO2−
4 + e− ⇌ MnO3−
4   E = +0,27 V
MnO3−
4 + e− + 2 H2Ó ⇌ MnO2 + 4 OH−   E = +0,96 V

Reakce je však pomalá ve velmi alkalických roztocích (s OH− koncentrace nad 5–10 mol /L.[1][7]

Předpokládá se, že disproporce prochází protonovaným meziproduktem,[13] s kyselá disociační konstanta pro reakci HMnO2−
4 ⇌ MnO3−
4 + H+ odhaduje se na strK.A = 13.7 ± 0.2.[14] K.3MnO4 byl kokrystalizován s Ca2Cl (PO4), umožňující studium UV viditelné spektrum hypomanganátového iontu.[10][15]

Příprava

Hypomanganáty lze připravit opatrným snížením obsahu manganičnanů pomocí siřičitan,[1] peroxid vodíku[16] nebo mandelát.[9]

Hypomanganáty lze také připravit způsobem v pevné fázi pod Ó2 průtok kolem 1000 ° C.[3][4][5] [6] Mohou být připraveny také nízkoteplotními cestami, jako je hydrotermální syntéza nebo růst toku.[3]

Použití

The fluorid vanadičitanu strontnatého Sr
5(VO
4)
3F sloučenina, přičemž některé nahradil hypomanganát zmizet jednotky, byla zkoumána možnost použití v blízkých infračervených laserech.[17]

Barnatá sůl Ba
3(MnO
4)
2 má zajímavé magnetické vlastnosti.[18]

Související sloučeniny

Teoreticky by hypomanganát byl konjugovaná báze z kyselina hypomanganová H
3MnO
4. Tuto kyselinu nelze vytvořit z důvodu její rychlé disproporcionality, ale její třetí kyselá disociační konstanta byl odhadnut pulzní radiolýza techniky:[14]

HMnO2−
4 ⇌ MnO3−
4 + H+ strK.A = 13.7 ± 0.2

Cyklický estery kyseliny hypomanganové jsou považovány za meziprodukty při oxidaci alkeny podle manganistan.[9]

Viz také

Reference

  1. ^ A b C d E Greenwood, Norman N.; Earnshaw, Alan (1984). Chemie prvků. Oxford: Pergamon Press. s. 1221–22. ISBN  978-0-08-022057-4..
  2. ^ D. Reinen, W. Rauw, U. Kesper, M. Atanasov, H. U Güdel, M. Hazenkamp a U. Oetliker (1997): „Barva, luminiscence a vazebné vlastnosti tetrahedrally koordinovaného chromu (IV), manganu ( V) a železo (VI) v různých oxidových keramikách " Journal of Alloys and Compounds, svazek 246, vydání 1-2, strany 193-208. doi:10.1016 / S0925-8388 (96) 02461-9
  3. ^ A b C d E zur Loye, K. D .; Chance, W. M .; Yeon, J .; zur Loye, H.-C. (2014). "Syntéza, krystalová struktura a magnetické vlastnosti oxometalátů KBaMnO4 a KBaAsO4". Solid State Sciences. 37: 86–90. doi:10.1016 / j.solidstatesciences.2014.08.013.CS1 maint: používá parametr autoři (odkaz)
  4. ^ A b K. Dardenne, D. Vivien a D. Huguenin (1999): „Barva Mn (V) -substituovaných apatitů A10((B, Mn) O.4)6F2, A = Ba, Sr, Ca; B = P, V ". Journal of Solid State Chem.istry, svazek 146, číslo 2, strany 464-472. doi:10.1006 / jssc.1999.8394
  5. ^ A b Grisafe, D.A. a Hummel, F.A. (1970): „Pentavalentní iontové substituce ve struktuře apatitu, část A: chemie krystalů“. Journal of Solid State Chemistry, svazek 2, číslo 2, strany 160-166 doi:10.1016/0022-4596(70)90064-2
  6. ^ A b P. Jiang, J. Li, A. Ozarowski, A. W. Sleight a M. A, Subramanian (2013): „Intenzivní tyrkysové a zelené barvy v oxidech typu brownmillerite na bázi Mn5+ v Ba
    2    v
    2-X    Mn
    X    Ó
    5+X    " Anorganická chemie, svazek 52, číslo 3, strany 1349-1357. doi:10.1021 / ic3020332
  7. ^ A b Herrman Lux (1946): "Über Salze des fünfwertigen Mangans." Zeitschrift für Naturforschung, svazek 1, strany 281-283.
  8. ^ Carrington, A .; Symons, M. C. R. (1956), "Struktura a reaktivita oxyaniontů přechodných kovů. Část I. Oxidy manganu", J. Chem. Soc.: 3373–80, doi:10.1039 / JR9560003373
  9. ^ A b C Lee, Donald G .; Chen, Tao (1993), „Reduction of manganate (VI) by mandelic acid and its significant for development of a general mechanism of oxidation of organic addresses by high-valent transition metal oxides“, J. Am. Chem. Soc., 115 (24): 11231–36, doi:10.1021 / ja00077a023.
  10. ^ A b Cotton, F. Albert; Wilkinson, Geoffrey (1980), Pokročilá anorganická chemie (4. vydání), New York: Wiley, str. 746, ISBN  0-471-02775-8.
  11. ^ Weast, Robert C., ed. (1981). CRC Handbook of Chemistry and Physics (62. vydání). Boca Raton, FL: CRC Press. p. D-134. ISBN  0-8493-0462-8..
  12. ^ Mangan - sloučeniny - standardní redukční potenciály, WebElements, vyvoláno 2010-06-26.
  13. ^ A b Sekula-Brzezińska, K .; Wrona, P. K .; Galus, Z. (1979), „MnO4−/ MnO42− a MnO42−/ MnO43− elektrodové reakce v alkalických roztocích na pevných elektrodách ", Elektrochim. Acta, 24 (5): 555–63, doi:10.1016 / 0013-4686 (79) 85032-X.
  14. ^ A b Rush, J. D .; Bielski, B. H. J. (1995), "Studies of Manganate (V), - (VI), and - (VII) Tetraoxyanions by Pulse Radiolysis. Optical Spectra of Protonated Forms", Inorg. Chem., 34 (23): 5832–38, doi:10.1021 / ic00127a022.
  15. ^ Carrington, A .; Symons, M. C. R. (1956), "Struktura a reaktivita oxyaniontů přechodných kovů. Část I. Oxidy manganu", J. Chem. Soc.: 3373–80, doi:10.1039 / JR9560003373.
  16. ^ Lee, Donald G .; Chen, Tao (1989), „Oxidace uhlovodíků. 18. Mechanismus reakce mezi manganistanem a dvojnými vazbami uhlík-uhlík“, J. Am. Chem. Soc., 111 (19): 7534–38, doi:10.1021 / ja00201a039.
  17. ^ L. D. Merkle, Y. Guyot a B. H. T. Chai (1995): „Spektroskopické a laserové vyšetřování Mn5+: Sr5(VO4)3F". Journal of Applied Physics, svazek 77, číslo 2, strany 474-480. doi:10.1063/1.359585
  18. ^ Stone, M. D. Lumsden, Y. Qiu, E. C. Samulon, C. D. Batista a I. R. Fisher (2008): „Disperzní magnetické excitace v antiferomagnetu S = 1 Ba
    3    Mn
    2    Ó
    8    ". Recenze fyziky B, svazek 77, strana 134406 doi:10.1103 / PhysRevB.77.134406