Naatriummanganaat (Na2MnO4): omadused, valmistamine ja kasutus

Naatriummanganaat (Na2MnO4) — heleroheline ühend: omadused, valmistamine naatriumpermanganaadist, kasutusvaldkonnad, ohutus ja põhjused, miks see on kallim kui kaaliummanganaat.

Naatriummanganaat on keemiline ühend, mille keemiline valem on Na₂MnO₄. See sisaldab naatriumi (Na⁺) ja manganaati (MnO₄²⁻) ioone ning on tavaliselt helerohelise värvusega kristalliline tahke aine. Molekulmass on ligikaudu 165 g·mol⁻¹ (Na 22,99 ×2 + Mn 54,94 + O 16 ×4 ≈ 164,9 g·mol⁻¹).

Omadused

• Värvus ja olek: heleroheline tahke aine; vesilahuselt roheline.
• Keemiline olek: mangaani oksidatsiooniaste on +6 (Mn(VI)).
• Lahustuvus: lahustub vees, andes tugevalt leeliselise (naatriumhüdroksiidse) reaktsiooniga lahuse.
• Stabiilsus: leeliselises keskkonnas suhteliselt stabiilne, kuid neutraalses või happelises keskkonnas kipub disproportsioneeruma ehk lagunema teisteks mangaani ühenditeks (näiteks permanganaadiks Mn(VII) ja mangaan(IV)-oksiidiks MnO₂).
• Redutseeriv/oksüdeeriv käitumine: manganaatidena käitub see tugeva redutseerija/oksüdeerijana sõltuvalt tingimustest; permanganaat (Mn(VII), violetne) on tavalisem ja tugevam oksüdeerija.

Valmistamine

Erinevalt kaaliummanganaadist ei valmistata naatriummanganaati sageli otse mangaandioksiidi ja naatriumhüdroksiidi kuumutamisel. Tavaline laboratoorne meetod on naatriumpermanganaadi (NaMnO₄) reageerimine kuuma ja kontsentreeritud naatriumhüdroksiidi lahusega, mille käigus Mn(VII) redutseeritakse Mn(VI)-ni ja tekib Na₂MnO₄; protsess võib olla kaasneva hapniku eraldumisega ja sõltub temperatuurist ning aluselisusest. Kuna selle valmistamine nõuab kontrollitud tingimusi (kuumus, tugev aluseline keskkond) ja Na-põhiseid lähtematerjale, on naatriummanganaat sageli kallim ja vähem levinud kui kaaliumsoolad.

Kasutus

• Keemiatööstuses: kasutatakse vahel vaheühendina mangaani redokskeemides ja sünteesides, kus on vaja Mn(VI)-spetsiifilisi reaktsioonitingimusi.
• Laboris: saab kasutada uurimustes, mis käsitlevad mangaani eri oksüdatsiooniastmeid, disproportionatsiooni ja elektronülekande reaktsioone.
• Pigmentide ja katalüüsi uuringud: mõnes uurimistöös kasutatakse manganaate/manganaate sisaldavaid ühendeid pigmentide või katalüsaatorite eeltekitamiseks.
• Piiratud kasutus: naatriummanganaatil on üldiselt kitsam ja vähem levinud rakendusala võrreldes naatrium- või kaaliumpermanganaadiga (NaMnO₄, KMnO₄), mistõttu on selle kommertskasutus piiratum.

Ohutus ja käitlemine

• Oksüdeeriv aine: manganate on oksüdeerivad ja võivad soodustada põlemist orgaaniliste materjalide puhul; vältida kokkupuudet hõõguvate või kergesti oksüdeeritavate ainetega.
• Leeliselised tingimused: puutetunnid kontsentreeritud naatriumhüdroksiidiga on sööbivad — käitlemisel tuleb kanda sobivaid kaitsevahendeid (kindad, kaitseprillid, keemiline põll).
• Reageerimine hapete ja lagunemine: happelises keskkonnas lagunemisel võib tekkida mürgiseid või ärritavaid produktid (näiteks õhu kaudu eralduv hapnik, tahkete oksidite sadestumine), seega vältida tahtmatuid neutraliseerimisi ilma ettevaatuseta.
• Keskkond: mangaaniühendid võivad olla keskkonnale kahjulikud; jäätmekäitlus peab vastama kohalikele regulatsioonidele.

Kokkuvõtvalt on naatriummanganaat (Na₂MnO₄) spetsiifiline ja suhteliselt ebatavaline mangaani(VI) ühend, millel on leeliselises keskkonnas roheline värvus ja piiratud, kuid olulised kasutusvõimalused mangaanikeemias. Selle ettevalmistus ja käitlemine nõuavad sobivaid keemiohutuse meetmeid ning see on tihti kallim ja vähem levinud kui analoogsed kaaliumsoolad.

Otsing