Heptoxid dimanganez
| Heptoxid dimanganez | |
|---|---|
 | |
 | |
| Numele IUPAC | |
| heptoxid de dimanganez | |
| Denumiri alternative | |
| oxid de mangan (VII) anhidridă permanganică | |
| Caracteristici generale | |
| Formula moleculară sau brută | Mn 2 O 7 |
| Greutatea formulei ( u ) | 221,87 |
| Aspect | lichid uleios verde |
| numar CAS | |
| Numărul EINECS | 235-025-8 |
| PubChem | 13879826 |
| ZÂMBETE | [O-2].[O-2].[O-2].[O-2].[O-2].[O-2].[O-2].[Mn].[Mn] |
| Proprietăți fizico-chimice | |
| Solubilitate în apă | descompunere |
| Temperatură de topire | 6 ° C |
| Temperatura de fierbere | > 40 ° C (descompunere explozivă) |
| Informații de siguranță | |
| Simboluri de pericol chimic | |
    | |
| Fraze H | 240 - 271 - 302 - 314 - 410 |
| Sfaturi P | --- [1] |
Heptoxidul dimanganez , sau anhidridă permanganică din textele mai vechi , este un mangan oxid sau molecular (VII) (configurație electronică d 0 ) cu formula Mn 2 O 7 . Aceasta este similară cu anhidrida perclorică Cl 2 O 7 , cu care este izoelectronică de valență. La fel ca acesta din urmă, hidratantă dă naștere la oxyacid corespunzătoare HCIO4, adică acidul permanganic HMnO 4, care este , de asemenea , un acid puternic, care este totuși un incontestabil mai puternic oxidant decât percloric. La temperatura camerei apare ca un lichid uleios roșu închis, în lumină transmisă, dar care apare verde în lumina reflectată. Ca un solid cristalin (t <6 ° C) are culoarea verde închis.
Structura
Molecula poate fi reprezentată de formula semistructurală (O =) 3 Mn-O-Mn (= O) 3 și este formată din două tetraedre care împart un atom de oxigen (oxigen de punte) ca al patrulea vârf comun. Vârfurile sunt ocupate de atomi de oxigen și în centrul fiecărui tetraedru se află un atom de mangan . Legăturile Mn = O (159 pm ) sunt mai scurte decât legătura Mn-O în punte (177 pm), iar unghiul Mn-O-Mn este de 121 °. [2] [3] Proprietățile sale de solubilitate sunt tipice unei specii moleculare foarte puține, care este în acord cu această structură.
Ionii pirosulfat , pirofosfatul și dicromatul adoptă structuri cu un oxigen de punte [4] similar cu cele ale Mn 2 O 7 . Omologii superiori ai manganului ( Tc și Re ) formează molecule similare din punct de vedere structural; principala diferență este în unghiul de pe oxigenul în punte, care în aceste cazuri este de 180 ° pentru Tc 2 O 7 și, de asemenea, pentru Re 2 O 7 în stare de vapori [5], dar acesta din urmă nu este molecular în stare solidă, are centre de reniu distribuite în situri tetraedrice și situri octaedrice. [6]
Sinteză
Spre deosebire de analogii Tc 2 O 7 și Re 2 O 7 care se formează atunci când respectivele metale sunt arse în exces de oxigen, acest oxid nu poate fi obținut direct în acest mod. Cantități mici de Mn 2 O 7 pot fi produse în laborator prin reacția atentă a permanganatului de potasiu cu acid sulfuric concentrat (> 94%) la rece. Reacția este următoarea:
2 KMnO 4 + 2 H 2 SO 4 → Mn 2 O 7 + H 2 O + 2 KHSO 4
Inițial, cu un mol de acid sulfuric, se dă o protonare simplă a ionului permanganat pentru a da acid permanganic, care este apoi deshidratat de al doilea mol pentru a da anhidrida sa. Anhidrida permanganică astfel formată este un oxidant extrem de energic și, de asemenea, periculos de exploziv dacă este în contact cu substanțe organice sau reducătoare, dar poate fi extrasă cu CCl 4 , CCl 2 F 2 sau alți solvenți perhalogenați, unde este puțin mai stabilă. .
Cu o cantitate și mai mare de acid sulfuric, reacția merge mai departe, există o deshidratare între anhidru și acid care duce la formarea ionului MnO 3 + :
Mn 2 O 7 + 2 H 2 SO 4 → 2 [MnO 3 ] + [HSO 4 ] - + H 2 O
Acest ion este exact izoelectronic cu trioxid de crom (sau anhidridă cromică) CrO 3 și spectrele sale de absorbție sunt în concordanță cu o structură plană trigonală. [7]
Reacții
Epoxidul dimanganez reacționează cu apa pentru a da acid permanganic , care este totuși foarte instabil.
De asemenea, reacționează violent cu etanolul dezvoltând multă căldură (etanolul se aprinde):
Această reacție este utilizată de experți în supraviețuire (uneori se folosește și glicerină în locul etanolului) pentru a aprinde un foc chiar și în condiții prohibitive. De fapt, flacăra care se dezvoltă este foarte rezistentă la umiditate și vânt. Epoxidul de mangan se descompune aproape de temperatura camerei, exploziv peste 55 ° C. Explozia poate fi inițiată prin lovirea probei sau prin expunerea sa la compuși organici oxidabili ( etanol , glicerină , limonen etc.). Produsele sunt dioxid de mangan , oxigen și apă. Se produce și ozon , recunoscut prin mirosul puternic de usturoi. Ozonul poate arde spontan o bucată de hârtie impregnată cu o soluție de alcool.
Notă
- ^ Fișă informativă despre epoxid dimanganez pe IFA-GESTIS , pe gestis-en.itrust.de . Adus la 27 iunie 2021 (Arhivat din original la 16 octombrie 2019) .
- ^ Simon, A., Dronskowski, R., Krebs, B. și Hettich, B., Structura cristalină a Mn 2 O 7 , în Angew. Chem. Int. Ed. Engl. , vol. 26, n. 2, 1987, pp. 139-140, DOI : 10.1002 / an . 198701391 .
- ^ CE Housecroft și A. Sharpe, Chimie anorganică , ediția a III-a, Pearson, 2008, p. 708, ISBN 978-0-13-175553-6 .
- ^ Acest aspect structural este prezent în toate anhidridele moleculare existente ale elementelor cu valență impar ( de exemplu , N 2 O 5, CI 2 O, Cl 2 O 7) și în anhidridele acizilor carboxilici RCO-O-COR și sulfonici RSO 2 -O -SO 2 R.
- ^ (EN) Bernt Krebs, Achim Mueller și Hans H. Beyer, Structura cristalină a oxidului de reniu (VII) , în Chimie anorganică, vol. 8, nr. 3, 1969-03, pp. 436–443, DOI : 10.1021 / ic50073a006 . Adus la 17 martie 2021 .
- ^ Krebs, B., Mueller, A. și Beyer, HH, Structura cristalină a oxidului de reniu (VII) , în chimia anorganică , vol. 8, nr. 3, 1969, pp. 436–443, DOI : 10.1021 / ic50073a006 .
- ^ FA Cotton și G. Wilkinson, Advanced Inorganic Chemistry , ediția a III-a, Wiley, 1972, p. 855.
Alte proiecte
-
Wikimedia Commons conține imagini sau alte fișiere pe heptoxid dimanganez
