Manganato de potássio (10294-64-1) Propriedades Físicas e Químicas
Manganato de potássio
Um sal oxidante inorgânico fornecido como sólido cristalino verde escuro, utilizado industrialmente como intermediário na produção de permanganato de potássio e para etapas controladas de oxidação.
| Número CAS | 10294-64-1 |
| Família | Manganatos (sais inorgânicos) |
| Forma Típica | Sólido cristalino verde escuro |
| Graus Comuns | EP |
O manganato de potássio é um sal iônico inorgânico composto por cátions de potássio e o ânion manganato tetravalente; sua fórmula estequiométrica é \(\ce{K2MnO4}\). Estruturalmente, contém um átomo central de manganês formalmente no estado de oxidação +6 coordenado a quatro ligantes óxido, compondo a estrutura de tetraoxomanganato(6−) frequentemente representada pelo ânion \(\ce{MnO4^2-}\) emparelhado a dois contra-íons \(\ce{K+}\). O sólido é tipicamente verde escuro, em forma cristalina ou em pó, consistente com redes iônicas estendidas e forte caráter de múltiplas ligações Mn–O na unidade aniônica.
Eletronicamente, o ânion manganato é relativamente oxidante e suporta interconversão redox com outros estados de oxianions do manganês; é estabilizado em meio fortemente alcalino e propenso à desproporcionação ou oxidação adicional sob condições ácidas ou oxidantes. Como sal inorgânico, é intrinsecamente polar e iônico, exibindo boa solvatação em solventes polares próticos; entretanto, o comportamento em solução é dominado por reatividade redox e hidrolítica em vez de simples termodinâmica de dissolução. Sua relevância industrial está principalmente como oxidante intermediário na fabricação de reagentes de manganês em estados de oxidação mais elevados e como agente oxidante técnico em processos químicos.
Graus comerciais comuns relatados para esta substância incluem: EP.
Propriedades Físicas Básicas
Densidade
Não há valor experimentalmente estabelecido para esta propriedade no contexto dos dados atuais.
Ponto de Fusão ou Decomposição
Não há valor experimentalmente estabelecido para esta propriedade no contexto dos dados atuais.
Solubilidade em Água
Não há valor numérico experimentalmente estabelecido para solubilidade no contexto dos dados atuais. Qualitativamente, o composto é iônico e esperaria-se que se dissolva em solventes polares; o manuseio prático aquoso é complicado porque o ânion manganato é quimicamente reativo em água. Soluções de manganato são estáveis em condições fortemente alcalinas, mas sofrem hidrólise e transformações redox (incluindo desproporcionamento para outros oxianions de manganês e/ou formação de óxidos de manganês) quando o pH é reduzido ou quando entram em contato com meios redutores ou doadores de prótons. Para o desenho de processos, os protocolos de dissolução devem considerar tanto a concentração desejada quanto a janela de pH/estabilidade para a espécie \(\ce{MnO4^2-}\).
pH da Solução (Comportamento Qualitativo)
Não há um valor numérico único para o pH da solução no contexto dos dados atuais. Qualitativamente, soluções aquosas de \(\ce{K2MnO4}\) são caracteristicamente alcalinas porque o ânion manganato atua como base relativa a seus ácidos conjugados (espécies de ácido mangânico como \(\ce{H2MnO4}\) são referenciadas na nomenclatura). O ânion é mais estável em solução fortemente alcalina; a acidificação desloca os equilíbrios em direção ao desproporcionamento e formação de espécies de manganês em estado de oxidação inferior ou superior (por exemplo, conversão para produtos semelhantes ao permanganato ou óxidos de manganês), acompanhada por mudanças na cor e no poder oxidante.
Propriedades Químicas
Comportamento Ácido–Base
O ânion manganato \(\ce{MnO4^2-}\) comporta-se como base relativo aos oxiácidos protônicos do manganês (nomenclatura sinônima inclui ácido mangânico, \(\ce{H2MnO4}\), em descrições de sais). Em meio fortemente alcalino, o ânion permanece a espécie predominante; por acidificação, ocorrem protonação e reações redox que alteram a distribuição dos estados de oxidação do manganês. Esses processos são dependentes do pH e podem ser rápidos em condições fortemente ácidas, levando à conversão em diferentes oxianions do manganês e óxidos precipitados sob condições de processamento ou descarte. O controle do pH é, portanto, crítico para manter a forma química desejada em solução.
Reatividade e Estabilidade
O manganato de potássio é um agente oxidante e pode intensificar ou iniciar combustão quando em contato com materiais orgânicos ou combustíveis. É quimicamente reativo com agentes redutores e substratos orgânicos; o contato com tais materiais pode resultar em reações oxidativas vigorosas. A substância é descrita como decomponível por água sob certas condições e é mais estável em ambientes alcalinos. Classificações de risco no estilo GHS relatadas para a substância indicam comportamento de sólido oxidante (oxidante), potencial de irritação cutânea e ocular, e possível irritação respiratória. Declarações de perigo relevantes incluem: H272 (Pode agravar incêndio; oxidante), H315 (Provoca irritação cutânea), H319 (Provoca irritação ocular grave) e H335 (Pode causar irritação respiratória). Decomposição térmica ou induzida por ácido pode produzir óxidos de manganês e outros resíduos contendo manganês; o desenho do processo deve minimizar contato com ácidos e matéria redutora orgânica, incluindo medidas de inertização/separação quando apropriado.
Parâmetros Moleculares e Iônicos
Fórmula e Massa Molecular
- Fórmula molecular: \(\ce{K2MnO4}\)
- Massa molecular: 197.132
- Massa exata: 196.845114
- Massa monoisotópica: 196.845114
Íons Constituintes
- Cátion: \(\ce{K+}\)
- Ânion: \(\ce{MnO4^2-}\)
Descritores adicionais calculados a partir da análise estrutural: área polar superficial topológica 80.3, número de doadores de ligação de hidrogênio 0, número de aceitadores de ligação de hidrogênio 4, número de ligações rotativas 0, número de átomos pesados 7 e carga formal 0 (sal globalmente neutro). A complexidade é relatada 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 e Sinônimos
Números de Registro e Códigos
- Número CAS: 10294-64-1
- Número EC: 233-665-2
- UNII: 5PI213D3US
- ID DSSTox da substância: DTXSID10893107
- InChIKey:
XKYFHUXZPRFUTH-UHFFFAOYSA-N - InChI:
InChI=1S/2K.Mn.4O/q2*+1;;;;2*-1 - SMILES:
[O-][Mn](=O)(=O)[O-].[K+].[K+]
Sinônimos e Nomes Comuns
Sinônimos e nomes comuns relatados incluem (seleção dos nomes registrados): manganato de potássio; manganato de potássio(VI); manganato dipotássico; ácido mangânico (H2MnO4), sal dipotássico; ácido mangânico (H2MnO4), sal de potássio (1:2); dipotássico; dioxido(dioxo)manganês; ácido mangânico de potássio.
Aplicações Industriais e Comerciais
Funções Funcionais e Setores de Uso
O manganato de potássio é empregado como agente oxidante na fabricação química e é utilizado industrialmente como intermediário na produção de reagentes de manganês em estados de oxidação mais elevados. Os setores industriais de processamento incluem a fabricação básica de produtos químicos inorgânicos. É utilizado em contextos de fabricação onde se requer oxidação controlada e subsequente conversão para permanganato ou óxidos de manganês.
Grau comercial: EP.
Exemplos Típicos de Aplicação
- Intermediário na síntese industrial de permanganato de potássio.
- Agente oxidante técnico em processos químicos em que um oxidante inorgânico forte é apropriado.
Volumes agregados de produção reportados nos EUA (anuais, em libras): 2019: 25.245.141 lb; 2018: 25.256.707 lb; 2017: 25.045.431 lb; 2016: 24.682.672 lb. Estes números refletem o uso industrial em larga escala e são relevantes para avaliações de cadeia de suprimentos e aquisições.
Se for necessário um resumo conciso da aplicação além das funções funcionais acima, a seleção desta substância para um dado processo deve basear-se em sua força oxidante, estabilidade dependente do pH e compatibilidade com os materiais do processo e restrições de tratamento de resíduos.
Visão Geral de Segurança e Manuseio
Riscos à Saúde e Ambientais
O manganato de potássio é um oxidante e irritante. As classes de risco relatadas incluem Sólidos Oxidantes, Irritação Cutânea, Irritação Ocular e Toxicidade Específica a Órgãos-alvo (exposição única), categorias consistentes com potencial de irritação respiratória. Efeitos à saúde associados à exposição ao manganês incluem desfechos neurotóxicos em doses e durações suficientes; espécies de manganês podem ser toxicantes sistêmicos que afetam o sistema nervoso central e outros órgãos. Observações toxicológicas relatadas identificam o manganês como capaz de provocar disfunção neurológica (manganismo) com exposição crônica, e toxicidade reprodutiva potencial é mencionada em resumos de classificação. As vias de exposição de preocupação incluem inalação e ingestão; o contato com pele e olhos pode causar irritação.
Valores orientadores de exposição ocupacional reportados no contexto disponível incluem concentrações máximas permitidas e valores-limite de exposição expressos como manganês: concentração máxima permitida \(0,2\ \mathrm{mg}\,\mathrm{m}^{-3}\) como Mn (fração inalável) e \(0,02\ \mathrm{mg}\,\mathrm{m}^{-3}\) como Mn (fração respirável) (Relatórios da Fundação Alemã de Pesquisa (DFG)); valores-limite reportados incluem \(0,02\ \mathrm{mg}\,\mathrm{m}^{-3}\) como Mn (fração respirável) e \(0,1\ \mathrm{mg}\,\mathrm{m}^{-3}\) como Mn (fração inalável). Esses valores são apresentados conforme os descritores relatados e devem ser reconciliados com limites locais de exposição ocupacional e requisitos de higiene aplicáveis.
Medidas de primeiros socorros (resumo): lavar os olhos com água por vários minutos em caso de exposição; para contato com a pele, enxaguar com água e lavar com sabão; se inalado, mover para ambiente com ar fresco e fornecer cuidados de suporte; se ingerido, não induzir vômito — buscar atendimento médico. A resposta a emergências para incêndios envolve reconhecer as propriedades oxidantes e isolar de materiais combustíveis.
Para considerações ambientais, evitar o lançamento em cursos de água; oxiânions e partículas de manganês podem apresentar efeitos ecotoxicológicos e requerem gestão adequada de resíduos.
Considerações para Armazenamento e Manuseio
Armazenar em local fresco, seco e bem ventilado, afastado de materiais orgânicos, agentes redutores e combustíveis. Como o manganato de potássio é um oxidante, armazenar segregadamente de substâncias inflamáveis e facilmente oxidáveis, mantendo contenção secundária adequada. Utilizar ferramentas e recipientes resistentes à corrosão e compatíveis com materiais alcalinos e oxidativos. Durante o processo e manuseio, implementar controles de engenharia para limitar a geração de poeira e aerossóis; providenciar ventilação local exaustora onde possam formar-se pós ou aerossóis.
Equipamento de proteção individual deve incluir luvas resistentes a produtos químicos, proteção ocular/ facial e proteção respiratória adequada quando a exposição por via aérea não puder ser controlada adequadamente. Evitar ingestão e contato prolongado com a pele. Para resposta a derramamentos ou vazamentos, evitar mistura com materiais incompatíveis; recolher o material para descarte conforme regulamentos locais e minimizar a liberação ambiental.
Para informações detalhadas de perigos, transporte e regulamentação, os usuários devem consultar a Ficha de Dados de Segurança (FDS) específica do produto e a legislação local.
