Natriummanganat (Na2MnO4) – egenskaber, fremstilling og anvendelser

Natriummanganat (Na2MnO4): lysegrønt oxid — egenskaber, fremstilling fra NaOH/Napermanganat, industrielle og laboratorieanvendelser samt fordele, begrænsninger og sikkerhed.

Natriummanganat er en kemisk forbindelse med formel Na₂MnO₄. Den indeholder både natrium- og manganationer og forekommer som et lysegrønt fast stof eller som grønt alkalisk opløsning af manganationen MnO₄²⁻. Mangan i forbindelsen har oxidationstrin +6, og manganationen har en tetraedrisk geometri. I vandig opløsning er forbindelsen kraftigt basisk og fungerer som en oxidationsmiddel, omend mindre kraftigt end permanganat (MnO₄⁻).

Egenskaber

• Farve og tilstand: lysegrøn, fast stof; grønt i opløsning på grund af MnO₄²⁻-ionen.
• Oxidationstrin: mangan har oxidationstal +6.
• Struktur: manganationen MnO₄²⁻ er tetraedrisk.
• Opløselighed: godt opløselig i stærkt basisk vand; opløsninger er kraftigt alkaliske.
• Kemisk stabilitet: stabil i stærkt basiske opløsninger, men i neutrale eller sure medier undergår MnO₄²⁻ disproportionsreaktion og danner permanganat (MnO₄⁻) og MnO₂ (mangandioxid).
• Elektronisk egenskab: mangan i +6-tilstand har ubundet elektron og giver derfor paramagnetiske træk.

Fremstilling

Natriummanganat fremstilles typisk ved at reducere natriumpermanganat i varmt, koncentreret natriumhydroxid. Under sådanne betingelser omdannes permanganationen (MnO₄⁻) delvist til manganat (MnO₄²⁻) og der kan frigøres ilt. Denne fremgangsmåde bruges fordi den mere simple fremstillingsmetode, hvor man lader mangandioxid reagere med natriumhydroxid, som man gør ved fremstilling af kaliummanganat, normalt ikke giver natriummanganat i praksis. For kaliummanganat kan man ofte fremstille stoffet direkte ved fusion af MnO₂ med KOH; tilsvarende proces virker mindre effektiv for natrium på grund af forskelle i termodynamik og krystallocularitet, hvilket gør natriummanganat vanskeligere og dyrere at producere.

Anvendelser

• Bruges primært som mellemprodukt i laboratorier og ved fremstilling af permanganater.
• Indgår i visse oxidationer i organisk kemi, især i basiske opløsninger, hvor manganat kan fungere som oxidationsmiddel.
• Som forskningskemikalie i studier af manganoxidationstilstande og redoxkemi.
• Industribrug er begrænset sammenlignet med kaliummanganat og kaliumpermanganat på grund af højere produktionsomkostninger og mindre praktisk tilgængelighed.

Sikkerhed og håndtering

• Oxidationsmiddel: natriummanganat er et oxidationsmiddel og kan reagere kraftigt med organiske materialer og brændbare stoffer. Undgå kontakt med reducere stoffer.
• Ætsende/irriterende: koncentrerede opløsninger er stærkt basiske og kan irritere eller ætse hud og øjne. Brug passende beskyttelse (handsker, beskyttelsesbriller og laboratoriejakke).
• Udsædvanlige reaktioner: i sure opløsninger kan manganat disproportionere til permanganat og MnO₂, hvilket kan ændre farve og reaktivitet af prøven.
• Deponering: følg lokale regler for farligt kemisk affald. Mindre mængder kan ofte reduceres og neutraliseres under kontrollerede forhold før bortskaffelse, men dette bør kun udføres af kvalificeret personale.

Bemærk: på grund af sin relativt komplicerede fremstillingsmetode og begrænsede industrielle anvendelser er natriummanganat mindre udbredt end de tilsvarende kaliumforbindelser som kaliummanganat og permanganater. For specifikke eksperimentelle procedurer og sikkerhedsråd bør man konsultere relevant faglitteratur og sikkerhedsdatablade.

Søg efter bogstav