Permanganát

A permanganátok a manganát(VII) (MnO₄⁻) aniont tartalmazó vegyületek összefoglaló neve. Mivel benne a mangán oxidációs száma +7, a permanganátion erős oxidálószer. Az ion tetraéderes geometriájú.^[1] A permanganátok oldata ibolya színű, semleges vagy enyhén lúgos közegben stabil. A pontos kémiai reakció függ a jelenlévő szerves szennyezőktől és a használt oxidálószertől. A triklóretén (C₂HCl₃) például nátrium-permanganáttal szén-dioxiddá (CO₂), mangán-dioxiddá (MnO₂), nátriumionná (Na⁺), hidróniumionná (H⁺) és kloridionná (Cl⁻) alakul.^[2]

Permanganát
Szabályos név	permanganát
Kémiai és fizikai tulajdonságok
Kémiai képlet	MnO−4
Moláris tömeg	118,934 g mol−1
Ha másként nem jelöljük, az adatok az anyag standardállapotára (100 kPa) és 25 °C-os hőmérsékletre vonatkoznak.

Savas oldatban a permanganát(VII) a színtelen (pontosabban halvány rózsaszínű^[3]) +2-es oxidációs állapotú mangán(II) (Mn²⁺) ionná redukálódik.

8 H⁺ + MnO₄⁻ + 5 e⁻ → Mn²⁺ + 4 H₂O

Erősen lúgos közegben a permanganát(VII) zöld színű, +6-os oxidációs állapotú manganátionná (MnO₄²⁻) redukálódik.

MnO₄⁻ + e⁻ → MnO₄²⁻

Semleges közegben barna színű, +4-es oxidációs fokú mangán-dioxiddá (MnO₂) redukálódik.

2 H₂O + MnO₄⁻ + 3 e⁻ → MnO₂ + 4 OH⁻

Előállítása

Előállítható mangánvegyületekből, például mangán-kloridból vagy mangán-szulfátból erős oxidálószer, például nátrium-hipoklorit vagy ólom-dioxid hatására:

2 MnCl₂ + 5 NaClO + 6 NaOH → 2 NaMnO₄ + 9 NaCl+ 3 H₂O

2 MnSO₄ + 5 PbO₂+ 3 H₂SO₄ → 2 HMnO₄ + 5 PbSO₄ + 2 H₂O

Keletkezhet a manganátok diszproporciójával is, ekkor a melléktermék mangán-dioxid:

3 Na₂MnO₄ + 2 H₂O → 2 NaMnO₄ + MnO₂ + 4 NaOH

Iparilag manganát (MnO₄²⁻) sók lúgos oldatának levegővel vagy elektrolitikusan végzett oxidációjával állítják elő.^[4]

Tulajdonságai

A permanganátok a permangánsav sói. A permanganát(VII) erős oxidálószer, hasonlít a perklorátra. Emiatt gyakran használják a redoxi-reakciót alkalmazó mennyiségi elemzésben (permanganometria). Mindezeken túl szilárd állapotban stabil anyag.

Reagensként is használják, bár szerves vegyületekkel szemben nem túl szelektív oxidálószer.

A manganát(VII)-sók hővel szemben nem túl stabilak, a kálium-permanganát például 230 °C-on oxigén keletkezése közben kálium-manganátra és mangán-dioxidra bomlik:

2 KMnO₄ → K₂MnO₄ + MnO₂ + O₂

A permanganát az aminokat nitrovegyületté,^[5][6] az alkoholokat ketonná,^[7] az aldehideket^[8][9] és a terminális alkéneket karbonsavvá,^[10] az oxálsavat szén-dioxiddá^[11] és az alkéneket diollá képes oxidálni.^[12] A fenti lista nem teljes.

Az alkének oxidációja során köztitermékként gyűrűs Mn(V)-öt tartalmazó részecske is keletkezik:

Vegyületek

• Ammónium-permanganát, NH₄MnO₄
• Kalcium-permanganát, Ca(MnO₄)₂
• Kálium-permanganát, KMnO₄
• Nátrium-permanganát, NaMnO₄
• Ezüst-permanganát, AgMnO₄

Fordítás

Ez a szócikk részben vagy egészben a Permanganate című angol Wikipédia-szócikk ezen változatának fordításán alapul. Az eredeti cikk szerkesztőit annak laptörténete sorolja fel. Ez a jelzés csupán a megfogalmazás eredetét és a szerzői jogokat jelzi, nem szolgál a cikkben szereplő információk forrásmegjelöléseként.

Hivatkozások

1. Sukalyan Dash, Sabita Patel and Bijay K. Mishra (2009). „Oxidation by permanganate: synthetic and mechanistic aspects”. Tetrahedron 65 (4), 707–739. o. DOI:10.1016/j.tet.2008.10.038.
2. http://geocleanse.com/permanaganate.asp
3. Greenwood, N.N.. Az elemek kémiája, 1., Budapest: Nemzeti Tankönyvkiadó, 1446. o. (1999). ISBN 963-18-9144-5
4. Advanced Inorganic Chemistry, 6th, New York: John Wiley & Sons, Inc., 770. o. (1999). ISBN 978-0471199571
5. A. Calder, A. R. Forrester1, and S. P. Hepburn (1972). „2-methyl-2-nitrosopropane and its dimer”. Org. Synth. 6, 803. o.;
6. Nathan Kornblum and Willard J. Jones (1963). „4-nitro-2,2,4-trimethylpentane”. Org. Synth. 5, 845. o.;
7. J. W. Cornforth (1951). „Ethyl pyruvate”. Org. Synth. 4, 467. o.;
8. R. L. Shriner and E. C. Kleiderer (1930). „Piperonylic acid”. Org. Synth. 2, 538. o.;
9. John R. Ruhoff (1936). „n-heptanoic acid”. Org. Synth. 2, 315. o.;
10. Donald G. Lee, Shannon E. Lamb, and Victor S. Chang (1981). „Carboxylic acids from the oxidation of terminal alkenes by permanganate: nonadecanoic acid”. Org. Synth. 7, 397. o.;
11. Kovacs KA, Grof P, Burai L, Riedel M (2004). „Revising the Mechanism of the Permanganate/Oxalate Reaction”. J. Phys. Chem. A 108 (50), 11026. o. DOI:10.1021/jp047061u.
12. E. J. Witzemann, Wm. Lloyd Evans, Henry Hass, and E. F. Schroeder (1931). „dl-glyceraldehyde ethyl acetal”. Org. Synth. 2, 307. o.;

• Kémiaportál • összefoglaló, színes tartalomajánló lap