Permanganato

Struttura dello ione permanganato

Soluzione di KMnO₄ dal tipico colore viola

Il permanganato è un ossoanione del manganese di formula MnO₄⁻.

Il manganese ha stato di ossidazione +7 ed è isoelettronico con il cromato. I suoi composti sono forti ossidanti.

Sintesi

I permanganati possono essere prodotti per ossidazione dei composti del manganese con forti agenti ossidanti, come ipoclorito, biossido di piombo, bismutato:

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

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

oppure, meno efficientemente, per dismutazione dei manganati:

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

Produzione industriale

Viene sintetizzato a partire da minerali contenenti il biossido.

Per arrostimento vengono fatte le prime due ossidazioni: a Mn(V) e Mn(VI). Nel primo stadio si utilizza un impasto di minerale e potassa caustica, a temperature comprese tra 390 e 420 °C:

4MnO₂ + 12KOH + O₂ → 4K₃MnO₄ + 3H₂O

Poi a T=180÷330 °C e più lentamente:

4K₃MnO₄ + 2H₂O + O₂ → 2K₂MnO₄ + 4KOH

L'ultima ossidazione avviene per via elettrochimica.

Reattività

È un forte ossidante, similmente al perclorato. Può distruggere completamente i composti organici.

In soluzione acida, il permanganato si riduce all'incolore stato di ossidazione +2 dello ione Mn²⁺. E⁰ = 1,51 V.

16H₃O⁺ + 2MnO₄⁻ + 10Cl⁻ → 2Mn²⁺ + 5Cl₂ + 24 H₂O

6H⁺ + 2MnO₄⁻ + 5H₂C₂O₄ → 8H₂O + 2Mn²⁺ + 5CO₂

In soluzione fortemente basica, il permanganato si riduce allo stato di ossidazione +6, verde, dello ione manganato (MnO₄²⁻).

3OH⁻ + 2MnO₄⁻ + HSO₃⁻ → 2MnO₄²⁻ + SO₄²⁻ + 2 H₂O

In ambiente debolmente basico o neutro a diossido di manganese (MnO₂), E⁰ = 1,23 V.

4OH⁻ + 2MnO₄⁻ + 3 C₂O₄²⁻ → 2MnO₂ + 6CO₃²⁻ + 2 H₂O

In ambiente di acido fosforico si forma Mn(III).

I permanganati non sono termicamente stabili. Per esempio, il permanganato di potassio si decompone a 230 °C:

2KMnO₄ → K₂MnO₄ + MnO₂ + O₂

Per riduzione con solfito dà ipomanganato (MnO₄³⁻).

Preparazione delle soluzioni

Il permanganato reagisce con molte impurezze che possono essere presenti nell'acqua usata per la preparazione della soluzione, in particolare sostanze organiche. Si decompone anche in presenza di di biossido solido:

4MnO^- + 2H₂O → 4MnO₂ + 3O₂ + 4OH^-

e con Mn²⁺:

2MnO^- + 3Mn²⁺ + 2H₂O → 5MnO₂ + 4H⁺

Pertanto le soluzioni preparate di fresco devono essere bollite per un'ora e filtrate su lana di vetro o setto poroso.

Composti

Fra i composti più utilizzati:

• Permanganato di potassio, KMnO₄
• Permanganato di sodio, NaMnO₄

Voci correlate

• Permanganatometria

Bibliografia

• N. N. Greenwood, A. Earnshaw, Chimica degli elementi, vol II, Piccin. ISBN 88-299-1121-6
• W. Büchner, R. Schliebs, G. Winter. K.H. Büchel, Chimica inorganica industriale, Piccin. ISBN 88-299-1348-0

Collegamenti esterni

• (EN) National Pollutant Inventory - Manganese and compounds Fact Sheet

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