Manganato de potasio (10294-64-1) Propiedades físicas y químicas
Manganato de potasio
Una sal inorgánica oxidante suministrada como sólido cristalino verde oscuro y utilizada industrialmente como intermedio en la producción de permanganato de potasio y para etapas controladas de oxidación.
| Número CAS | 10294-64-1 |
| Familia | Manganatos (sales inorgánicas) |
| Forma típica | Sólido cristalino verde oscuro |
| Grados comunes | EP |
El manganato de potasio es una sal iónica inorgánica compuesta por cationes potasio y el anión manganato tetravalente; su fórmula estequiométrica es \(\ce{K2MnO4}\). Estructuralmente contiene un átomo de manganeso central formalmente en estado de oxidación +6 coordinado a cuatro ligandos óxido, formando el marco tetraoxomanganato(6−) a menudo escrito como el anión \(\ce{MnO4^2-}\) emparejado con dos contraiones \(\ce{K+}\). El sólido típicamente se presenta en forma cristalina o polvo verde oscuro consistente con redes iónicas extendidas y un carácter fuerte de enlace múltiple Mn–O en la unidad aniónica.
Electrónicamente, el anión manganato es relativamente oxidante y soporta la interconversión redox con otros estados de oxianiones de manganeso; se estabiliza en medios fuertemente alcalinos y es propenso a la desproporción o a oxidaciones adicionales bajo condiciones ácidas o oxidantes. Como sal inorgánica, es intrínsecamente polar e iónica, lo que favorece su solvatación en disolventes proticos polares; sin embargo, el comportamiento en solución está dominado por la reactividad redox e hidrolítica más que por la termodinámica simple de disolución. Su relevancia industrial es principalmente como oxidante intermedio en la fabricación de reactivos de manganeso con estados de oxidación superiores y como agente oxidante técnico en procesos químicos.
Los grados comerciales comunes reportados para esta sustancia incluyen: EP.
Propiedades físicas básicas
Densidad
No se dispone de un valor experimentalmente establecido para esta propiedad en el contexto de datos actual.
Punto de fusión o descomposición
No se dispone de un valor experimentalmente establecido para esta propiedad en el contexto de datos actual.
Solubilidad en agua
No se dispone de un valor numérico de solubilidad experimentalmente establecido en el contexto de datos actual. Cualitativamente, el compuesto es iónico y se esperaría que se disolviera en disolventes polares; el manejo práctico acuoso es complicado porque el anión manganato es químicamente reactivo en agua. Las soluciones de manganato son estables en condiciones fuertemente alcalinas pero sufren hidrólisis y transformaciones redox (incluyendo desproporción a otros oxianiones de manganeso y/o formación de óxidos de manganeso) cuando el pH disminuye o cuando entran en contacto con medios reductores o que donan protones. Para el diseño del proceso, los protocolos de disolución deben considerar tanto la concentración deseada como la ventana de pH/estabilidad para la especie \(\ce{MnO4^2-}\).
pH de la solución (comportamiento cualitativo)
No se dispone de un valor numérico único para el pH de la solución en el contexto de datos actual. Cualitativamente, las soluciones acuosas de \(\ce{K2MnO4}\) son característicamente alcalinas porque el anión manganato actúa como base en relación con sus ácidos conjugados (se hacen referencias a especies de ácido mangánico como \(\ce{H2MnO4}\) en nomenclatura). El anión es más estable en solución fuertemente alcalina; la acidificación desplaza los equilibrios hacia la desproporción y la formación de especies de manganeso con estados de oxidación menores o mayores (por ejemplo, conversión a productos tipo permanganato o óxidos de manganeso), acompañado de cambios en el color y poder oxidante.
Propiedades químicas
Comportamiento ácido-base
El anión manganato \(\ce{MnO4^2-}\) se comporta como base en relación con oxiácidos protonados de manganeso (la nomenclatura sinónima incluye ácido mangánico, \(\ce{H2MnO4}\), en descripciones de sales). En medios fuertemente alcalinos el anión permanece como especie predominante; al acidificarse, ocurren protonaciones y reacciones redox que alteran la distribución de los estados de oxidación del manganeso. Estos procesos dependen del pH y pueden ser rápidos bajo condiciones fuertemente ácidas, conduciendo a la conversión en diferentes oxianiones de manganeso y a la precipitación de óxidos durante procesos o eliminación. Por ello, el control del pH es crítico para mantener la forma química deseada en solución.
Reactividad y estabilidad
El manganato de potasio es un agente oxidante y puede intensificar o iniciar combustión al contacto con materiales orgánicos o combustibles. Es químicamente reactivo frente a agentes reductores y sustratos orgánicos; el contacto con tales materiales puede dar lugar a reacciones oxidativas vigorosas. La sustancia se describe como descomponible por agua bajo ciertas condiciones y es más estable en ambientes alcalinos. Las clasificaciones de peligros según GHS reportadas para la sustancia indican comportamiento de sólido oxidante (oxidante), potencial de irritación cutánea y ocular y posible irritación respiratoria. Las declaraciones de peligro relevantes incluyen: H272 (Puede intensificar el fuego; oxidante), H315 (Provoca irritación cutánea), H319 (Provoca irritación ocular grave), y H335 (Puede provocar irritación respiratoria). La descomposición térmica o inducida por ácidos puede producir óxidos de manganeso y otros residuos que contienen manganeso; el diseño del proceso debe minimizar el contacto con ácidos y materia orgánica reductora e incluir medidas de inertización/separación cuando sea apropiado.
Parámetros moleculares e iónicos
Fórmula y peso molecular
- Fórmula molecular: \(\ce{K2MnO4}\)
- Peso molecular: 197.132
- Masa exacta: 196.845114
- Masa monoisotópica: 196.845114
Iones constituyentes
- Cation: \(\ce{K+}\)
- Anión: \(\ce{MnO4^2-}\)
Descripción computada adicional a partir del análisis de estructura: área polar superficial topológica 80.3, número de donadores de enlace de hidrógeno 0, número de aceptores de enlace de hidrógeno 4, conteo de enlaces rotativos 0, conteo de átomos pesados 7 y carga formal 0 (sal neutra en conjunto). La complejidad se reporta como 62.
Identificadores moleculares: SMILES "[O-][Mn](=O)(=O)[O-].[K+].[K+]", InChI InChI=1S/2K.Mn.4O/q2*+1;;;;2*-1, e InChIKey XKYFHUXZPRFUTH-UHFFFAOYSA-N.
Identificadores y sinónimos
Números de registro y códigos
- Número CAS: 10294-64-1
- Número EC: 233-665-2
- UNII: 5PI213D3US
- ID Sustancia DSSTox: DTXSID10893107
- InChIKey:
XKYFHUXZPRFUTH-UHFFFAOYSA-N - InChI:
InChI=1S/2K.Mn.4O/q2*+1;;;;2*-1 - SMILES:
[O-][Mn](=O)(=O)[O-].[K+].[K+]
Sinónimos y nombres comunes
Los sinónimos y nombres comunes reportados incluyen (selección de nombres registrados): Manganato de potasio; Manganato(VI) de potasio; Manganato dipotásico; Ácido mangánico (H2MnO4), sal dipotásica; Ácido mangánico (H2MnO4), sal potásica (1:2); Dipotásico; dioxido(dioxo)manganeso; Ácido mangánico potásico.
Aplicaciones Industriales y Comerciales
Funciones y Sectores de Uso
El manganato de potasio se emplea como agente oxidante en la fabricación química y se utiliza industrialmente como un intermedio en la producción de reactivos de manganeso en estados de oxidación superiores. Los sectores industriales que lo procesan incluyen la fabricación básica de productos químicos inorgánicos. Se utiliza en contextos de fabricación donde se requiere una oxidación controlada y la conversión posterior a permanganato o a óxidos de manganeso.
Grados comerciales: EP.
Ejemplos Típicos de Aplicación
- Intermedio en la síntesis industrial de permanganato de potasio.
- Agente oxidante técnico en procesos químicos donde es apropiado un oxidante inorgánico potente.
Volúmenes agregados de producción reportados en EE. UU. (anual, libras): 2019: 25,245,141 lb; 2018: 25,256,707 lb; 2017: 25,045,431 lb; 2016: 24,682,672 lb. Estas cifras reflejan un uso industrial a gran escala y son relevantes para evaluaciones de cadena de suministro y adquisiciones.
Si se requiere un resumen conciso de aplicaciones más allá de las funciones mencionadas, la selección de esta sustancia para un proceso dado debe basarse en su fuerza oxidante, estabilidad dependiente del pH y compatibilidad con materiales del proceso y restricciones de tratamiento de residuos.
Resumen de Seguridad y Manipulación
Peligros para la Salud y el Medio Ambiente
El manganato de potasio es un oxidante y un irritante. Las clases de peligro reportadas incluyen Sólidos Oxidantes, Irritación Cutánea, Irritación Ocular y Toxicidad Específica para Órganos diana (exposición única) en categorías compatibles con potencial de irritación respiratoria. Los efectos sobre la salud asociados con la exposición al manganeso incluyen resultados neurotóxicos a dosis y duraciones suficientes; las especies de manganeso pueden actuar como tóxicos sistémicos que afectan el sistema nervioso central y otros órganos. Observaciones toxicológicas reportadas identifican al manganeso como capaz de provocar disfunción neurológica (manganismo) con exposición crónica, y se señala una posible toxicidad reproductiva en resúmenes de clasificación. Las vías de exposición de interés incluyen inhalación e ingestión; el contacto con la piel y los ojos puede causar irritación.
Los valores guía de exposición laboral reportados en el contexto disponible incluyen concentraciones máximas permitidas y valores límite umbral expresados como manganeso: concentración máxima permitida \(0.2\ \mathrm{mg}\,\mathrm{m}^{-3}\) como Mn (fracción inhalable) y \(0.02\ \mathrm{mg}\,\mathrm{m}^{-3}\) como Mn (fracción respirable) (informe de la Fundación Alemana para la Investigación (DFG)); los valores límite umbral reportados incluyen \(0.02\ \mathrm{mg}\,\mathrm{m}^{-3}\) como Mn (fracción respirable) y \(0.1\ \mathrm{mg}\,\mathrm{m}^{-3}\) como Mn (fracción inhalable). Estos valores se presentan como descriptores reportados y deben ser reconciliados con los límites locales de exposición ocupacional y requisitos de higiene aplicables.
Medidas de primeros auxilios (resumen): en caso de exposición, enjuagar los ojos con agua durante varios minutos; para contacto con la piel, enjuagar con agua y lavar con jabón; si se inhala, trasladar a aire fresco y proporcionar cuidado de soporte; si se ingiere, no inducir el vómito—buscar atención médica. La respuesta a emergencias de incendio implica reconocer las propiedades oxidantes y aislar de materiales combustibles.
Para consideraciones ambientales, evitar la liberación a cursos de agua; los oxianiones y partículas de manganeso pueden tener efectos ecotoxicológicos y requieren una gestión adecuada de residuos.
Consideraciones de Almacenamiento y Manipulación
Almacenar en un lugar fresco, seco y bien ventilado, alejado de materiales orgánicos, agentes reductores y combustibles. Debido a que el manganato de potasio es un oxidante, almacenar de forma segregada respecto a sustancias inflamables y fácilmente oxidable, manteniendo una contención secundaria adecuada. Utilizar herramientas y recipientes resistentes a la corrosión compatibles con materiales alcalinos y oxidativos. En el proceso y manipulación, implementar controles de ingeniería para limitar la generación de polvo y aerosoles; proporcionar ventilación localizada por extracción donde puedan formarse polvos o aerosoles.
El equipo de protección personal debe incluir guantes resistentes a productos químicos, protección ocular/facial y protección respiratoria adecuada cuando la exposición aérea no pueda ser controlada adecuadamente. Evitar la ingestión y el contacto prolongado con la piel. Para respuesta ante derrames o fugas, evitar la mezcla con materiales incompatibles; recoger el material para su eliminación conforme a la normativa local y minimizar la liberación ambiental.
Para información detallada sobre peligros, transporte y regulación, los usuarios deben consultar la Hoja de Datos de Seguridad (SDS) específica del producto y la legislación local.
