망간산칼륨 (10294-64-1) 물리적 및 화학적 특성
망간산칼륨
무기 산화염으로서 짙은 녹색 결정 고체 형태로 공급되며, 공업적으로 과망간산칼륨 생산의 중간체 및 제어된 산화 단계에 사용됩니다.
| CAS 번호 | 10294-64-1 |
| 화합물군 | 망간산염류(무기염) |
| 일반 형태 | 짙은 녹색 결정 고체 |
| 주요 등급 | EP |
망간산칼륨은 칼륨 양이온과 +6 산화 상태의 사산화망간 음이온으로 구성된 무기 이온성 염이며, 화학식은 \(\ce{K2MnO4}\)입니다. 구조적으로는 중앙의 망간 원자가 정식 +6 산화 상태로 네 개의 산화기(oxido) 리간드와 배위되어 있으며, 사산화망간(6−) 골격을 형성하는 \(\ce{MnO4^2-}\) 음이온과 두 개의 \(\ce{K+}\) 대이온이 쌍을 이룹니다. 고체는 일반적으로 연장된 이온 격자 및 음이온 단위 내 강한 Mn–O 중복 결합 특성에 따라 짙은 녹색의 결정 또는 분말 형태입니다.
전자적으로 망간산 이온은 상대적으로 산화력이 강하며 다른 망간 산화 음이온과의 산화환원 가역 전환을 지원합니다. 강알칼리성 매질에서 안정하며 산성 또는 산화 조건에서는 불균등 반응 또는 추가 산화가 발생하기 쉽습니다. 무기 염으로서 본질적으로 극성이고 이온성이며, 극성 프로틱 용매에서 용매화가 좋습니다. 하지만 용액 내 거동은 단순 용해 열역학보다는 산화환원 및 가수분해 반응성이 우세합니다. 산업적으로는 높은 산화 상태 망간 시약 제조 중간체 산화제로, 그리고 화학 공정에서 기술적 산화제로 주로 활용됩니다.
이 물질에 대해 보고된 일반 상업 등급은 EP입니다.
기본 물리적 특성
밀도
현재의 데이터 컨텍스트에서 이 특성에 대한 실험적으로 확립된 값은 제공되지 않습니다.
융점 또는 분해점
현재의 데이터 컨텍스트에서 이 특성에 대한 실험적으로 확립된 값은 제공되지 않습니다.
수용해도
현재의 데이터 컨텍스트에서 수치적인 용해도 값은 제공되지 않습니다. 정성적으로 이 화합물은 이온성으로 극성 용매에 용해될 것으로 예상됩니다. 그러나 망간산 이온은 물에서 화학적으로 반응성이 있어 실제 수용액 취급이 복잡합니다. 망간산 수용액은 강알칼리 조건에서 안정하지만, pH가 낮아지거나 환원제나 프로톤 공여 매체에 접촉하면 가수분해 및 산화환원 변환(예: 불균등 반응에 의한 다른 망간 산화 음이온이나 망간 산화물 생성)이 진행됩니다. 공정 설계 시 용해 프로토콜은 원하는 농도와 \(\ce{MnO4^2-}\) 종의 pH/안정성 범위를 모두 고려해야 합니다.
용액 pH (정성적 거동)
현재의 데이터 컨텍스트에서 단일 수치적 용액 pH는 제공되지 않습니다. 정성적으로 \(\ce{K2MnO4}\) 수용액은 망간산 이온이 그 짝산과 비교해 염기로 작용하므로 특징적으로 알칼리성입니다(명명법상 망간산(H2MnO4)과 같은 산성 종이 참조됨). 음이온은 강한 알칼리 조건에서 가장 안정하며, 산성화 시 평형이 불균등 반응과 산화 상태가 낮거나 높은 망간 종(예: 과망간산염 또는 망간 산화물 제품 형성)으로 이동하면서 색상과 산화력이 변합니다.
화학적 특성
산–염기 반응
망간산 이온 \(\ce{MnO4^2-}\)은 양성자화된 망간 산화산과 비교하여 염기처럼 작용합니다(동의어 명칭에는 망간산, \(\ce{H2MnO4}\), 염 형태 설명 포함). 강알칼리 환경에서는 이 음이온이 주종이며, 산성화 시 양성자화 및 산화환원 반응이 발생하여 망간 산화 상태 분포가 변합니다. 이러한 과정은 pH 의존적이며 강산성 조건에서는 빠르게 진행되어, 공정 또는 폐기 조건에서 다른 망간 산화 음이온 및 침전된 산화물로 전환될 수 있습니다. 따라서 원하는 화학 형태를 유지하기 위해 pH 조절이 중요합니다.
반응성 및 안정성
망간산칼륨은 산화제이며 유기물 또는 기타 가연성 물질과 접촉 시 연소를 촉진하거나 유발할 수 있습니다. 환원제 및 유기기질에 대해 화학 반응성이 있으며, 접촉 시 격렬한 산화 반응이 발생할 수 있습니다. 특정 조건에서는 물에 의해 분해될 수 있으며, 알칼리성 환경에서 더 안정합니다. 이 물질에 대해 보고된 GHS 유해성 분류는 산화성 고체(산화제), 피부 및 눈 자극성, 호흡기 자극 가능성을 포함합니다. 관련 유해성 경고는 H272(화재 촉진 가능; 산화제), H315(피부 자극), H319(심각한 눈 자극), H335(호흡기 자극 가능)입니다. 열이나 산에 의한 분해 시 망간 산화물 및 기타 망간 함유 잔류물이 생성될 수 있으므로, 공정 설계 시 산 및 유기 환원물과의 접촉을 최소화하고 적절한 불활성화 및 분리 조치를 포함해야 합니다.
분자 및 이온 파라미터
분자식 및 분자량
- 분자식: \(\ce{K2MnO4}\)
- 분자량: 197.132
- 정확 질량: 196.845114
- 단일동위원소 질량: 196.845114
구성 이온
- 양이온: \(\ce{K+}\)
- 음이온: \(\ce{MnO4^2-}\)
구조 분석에서 산출된 추가 지표: 위상 극성 표면적 80.3, 수소 결합 공여자 수 0, 수소 결합 수용자 수 4, 회전 결합 수 0, 중원자 수 7, 형식 전하 0 (전체적으로 중성 염). 복잡도는 62로 보고됨.
분자 식별자: SMILES "[O-][Mn](=O)(=O)[O-].[K+].[K+]", InChI InChI=1S/2K.Mn.4O/q2*+1;;;;2*-1, InChIKey XKYFHUXZPRFUTH-UHFFFAOYSA-N.
식별자 및 동의어
등록 번호 및 코드
- CAS 번호: 10294-64-1
- EC 번호: 233-665-2
- UNII: 5PI213D3US
- DSSTox 물질 ID: DTXSID10893107
- InChIKey:
XKYFHUXZPRFUTH-UHFFFAOYSA-N - InChI:
InChI=1S/2K.Mn.4O/q2*+1;;;;2*-1 - SMILES:
[O-][Mn](=O)(=O)[O-].[K+].[K+]
동의어 및 일반 명칭
보고된 동의어 및 일반 명칭(기록된 명칭 중 선택)은 다음과 같습니다: 망간산칼륨; 육가망간산칼륨; 이칼륨망간산염; 망간산(H2MnO4) 이칼륨 염; 망간산(H2MnO4) 칼륨 염(1:2 비율); 이칼륨; 디옥시도(디옥소)망간; 칼륨 망간산염.
산업 및 상업적 응용
기능적 역할 및 사용 부문
망간산 칼륨은 화학 합성에서 산화제로 사용되며, 높은 산화 상태의 망간 시약 생산을 위한 중간체로 산업적으로 활용됩니다. 산업 가공 부문은 기본 무기화학 제조를 포함합니다. 제어된 산화 및 이후 과망간산염 또는 망간 산화물로의 전환이 필요한 제조 환경에서 사용됩니다.
상업 등급: EP.
일반적인 응용 예
- 과망간산 칼륨의 산업적 합성 중간체.
- 강력한 무기 산화제가 적합한 화학 공정에서의 기술용 산화제.
보고된 미국 연간 생산량(파운드 기준): 2019년 25,245,141 lb; 2018년 25,256,707 lb; 2017년 25,045,431 lb; 2016년 24,682,672 lb. 이 수치는 대규모 산업 사용을 반영하며 공급망 및 조달 평가에 관련됩니다.
위 기능적 역할 이외에 간단한 응용 요약이 요구되는 경우, 해당 공정에 이 물질을 선택하는 기준은 산화력, pH에 따른 안정성, 공정 자재 및 폐기물 처리 제한 조건과의 적합성에 기반해야 합니다.
안전 및 취급 개요
건강 및 환경 위험성
망간산 칼륨은 산화제이자 자극물질입니다. 보고된 위해성 분류에는 산화성 고체, 피부 자극, 눈 자극 및 호흡기 자극 가능성과 일치하는 특수 표적 장기 독성(단일 노출) 범주가 포함됩니다. 망간 노출과 연관된 건강 영향은 충분한 용량과 기간에서 신경독성 결과를 포함하며, 망간 종은 중추신경계 및 기타 장기에 영향을 미치는 전신성 독성물질입니다. 보고된 독성학적 관찰에 따르면 망간은 만성 노출 시 신경장애(망간증)를 유발할 수 있으며, 분류 요약에서 생식독성 가능성도 언급됩니다. 우려되는 노출 경로는 흡입과 섭취이며, 피부 및 눈 접촉은 자극을 일으킬 수 있습니다.
가용한 맥락에서 보고된 직업적 노출 지침 값은 망간 기준 최대 허용 농도 및 한계값을 포함합니다: 최대 허용 농도는 망간(Mn)으로 환산하여 흡입성 분획 \(0.2\ \mathrm{mg}\,\mathrm{m}^{-3}\), 호흡성 분획 \(0.02\ \mathrm{mg}\,\mathrm{m}^{-3}\) (독일 연구재단(DFG) 보고); 보고된 한계값은 호흡성 분획 Mn 0.02 mg/m³ 및 흡입성 분획 Mn 0.1 mg/m³입니다. 이 값들은 보고된 기술자로서 제공되며 적용 가능한 지역별 직업 노출 한계 및 위생 요건과 조정되어야 합니다.
응급 처치 조치(요약): 노출 시 눈은 몇 분간 물로 세척; 피부 접촉 시 물로 씻고 비누로 세척; 흡입 시 신선한 공기로 이동하고 지지 치료 제공; 섭취 시 구토 유발 금지 – 의료기관에 즉시 문의. 화재 응급 대응 시 산화제 특성 인지 및 가연성 물질과 격리 조치.
환경적 고려 사항으로, 수계로의 유출을 피해야 하며, 망간 산소음이온 및 입자는 생태독성을 지닐 수 있으므로 적절한 폐기물 관리가 필요합니다.
저장 및 취급 주의사항
유기물질, 환원제 및 가연성 물질과 떨어진 서늘하고 건조하며 통풍이 잘 되는 곳에 저장하십시오. 망간산 칼륨은 산화제이므로 인화성 및 쉽게 산화될 수 있는 물질과 분리 저장하고 적절한 2차 용기 보관을 유지해야 합니다. 알칼리성 및 산화성 물질과 호환되는 내식성 도구 및 용기를 사용하십시오. 공정 및 취급 시 분진 및 에어로졸 생성을 제한하기 위한 공학적 제어를 시행하고, 분말 또는 에어로졸이 발생할 수 있는 곳에 국소 배기 환기를 제공하십시오.
개인 보호 장비는 화학 내성 장갑, 눈 및 얼굴 보호구, 그리고 공기 중 노출이 충분히 제어되지 않는 경우 적절한 호흡 보호구를 포함해야 합니다. 섭취 및 장기간 피부 접촉을 피하십시오. 누출 또는 유출 대응 시에는 부적합 물질과 혼합을 피하고, 지역 규정에 따라 폐기물로 수집하며 환경 유출을 최소화해야 합니다.
상세 위해성, 운송 및 규제 정보는 제품별 안전보건자료(SDS) 및 지역 법규를 참조하시기 바랍니다.
