Manganato de sodio (Na2MnO4): definición, propiedades y síntesis

Manganato de sodio (Na2MnO4): definición, propiedades y síntesis. Compuesto verde brillante; obtención desde permanganato con NaOH caliente, características, aplicaciones y costos.

El manganato de sodio es un compuesto químico. Su fórmula química es Na ₂MnO₄ . Contiene iones de sodio y manganato. Es un sólido de color verde brillante. No se puede fabricar haciendo reaccionar dióxido de manganeso con hidróxido de sodio, como se hace con el manganato de potasio. Se fabrica haciendo reaccionar hidróxido de sodio caliente con permanganato de sodio. Esto libera oxígeno y produce manganato de sodio. Es más caro que el manganato de potasio porque es más difícil de fabricar.

Definición y composición

El manganato de sodio, Na ₂MnO₄, contiene el anión manganato MnO₄²⁻, en el que el manganeso está en estado de oxidación +6. Es análogo al manganato de potasio (K₂MnO₄) y al permanganato (MnO₄⁻, con Mn en +7), pero difiere en estabilidad y métodos de obtención por el efecto del catión sodio.

Propiedades físicas y químicas

• Apariencia: cristales o polvo de color verde intenso o verde brillante.
• Solubilidad: soluble en agua formando soluciones verdes; en solución fuertemente básica es relativamente estable.
• Estado de oxidación y estructura: el manganeso en MnO₄²⁻ está en +6; el anión tiene geometría aproximadamente tetraédrica, similar a MnO₄⁻ (permanganato).
• Magnetismo: el ion Mn(VI) (d¹) suele presentar comportamiento paramagnético por la presencia de un electrón no apareado.
• Reactividad: es un agente oxidante, aunque menos potente que el permanganato. En soluciones neutras o ácidas el manganato tiende a desproporcionarse (disproporcionarse) formando permanganato (Mn(VII), púrpura) y óxidos de menor estado de oxidación (p. ej. MnO₂, marrón), por lo que se mantiene estable preferentemente en medio fuertemente básico.
• Masa molar aproximada: ~165 g·mol⁻¹.

Síntesis

El manganato de sodio no se obtiene tan fácilmente por fusión directa de MnO₂ con NaOH como ocurre con el potasio porque la química de los cationes (Na⁺ frente a K⁺) y las condiciones de fusión favorecen fases distintas y la estabilización de productos distintos. Una vía práctica para obtener Na₂MnO₄ es la conversión (reducción) de permanganato de sodio (NaMnO₄) en medio fuertemente básico y caliente; durante este proceso se observa evolución de oxígeno y transformación del Mn(VII) a Mn(VI), dando lugar al manganato. En términos generales, la preparación requiere condiciones fuertemente alcalinas y control de la temperatura para evitar desproporciones indeseadas y pérdida de producto.

En laboratorios o en la industria se emplean además rutas indirectas como intercambio iónico o separación a partir de mezclas que contienen manganato potásico seguido de metátesis, aunque dichas rutas deben manejarse con cuidado debido a diferencias de solubilidad y estabilidad.

Usos y aplicaciones

• Intermedio en la producción y estudio de compuestos de manganeso, especialmente para sintetizar permanganatos y como paso en procesos de oxidación.
• Reactivo oxidante en química inorgánica y orgánica, cuando se requiere un oxidante en medio básico con propiedades intermedias entre Mn(VII) y especies de menor oxidación.
• Investigación y estudios espectroscópicos o electroquímicos centrados en estados de oxidación intermedios del manganeso.

Estabilidad, almacenamiento y seguridad

• Estabilidad: estable en soluciones fuertemente básicas; en medios neutros o ácidos se descompone por desproporcionamiento. La exposición a materiales orgánicos o agentes reductores puede provocar reacciones vigorosas.
• Seguridad: es un oxidante; puede provocar incendios o explosiones si entra en contacto con materiales combustibles u orgánicos. Las soluciones son alcalinas y pueden ser corrosivas para piel y ojos. Utilizar guantes, gafas de seguridad y protección adecuada de la piel.
• Almacenamiento: mantener en recipientes bien cerrados, en lugar fresco y seco, lejos de combustibles y agentes reductores. Evitar la contaminación con ácidos o metales activadores.
• Eliminación: seguir la normativa local para residuos químicos peligrosos. No verter directamente a desagües sin tratamiento; a menudo es necesario reducir y neutralizar la solución y disponerla mediante gestores autorizados.

Efectos ambientales y salud

Como agente oxidante, su liberación no controlada puede ser nociva para el medio ambiente y la biota acuática. La inhalación, ingestión o el contacto cutáneo prolongado pueden causar irritación y otros efectos adversos; por tanto, se deben seguir las hojas de datos de seguridad (FDS/MSDS) correspondientes y las prácticas de higiene industrial.

Relación con otros compuestos de manganeso

El manganato de sodio forma parte de la familia de oxoaniones del manganeso (Mn en estados +2 a +7). Es un intermedio químico importante entre el permanganato (Mn(VII), púrpura) y los óxidos menos oxidantes del manganeso (p. ej. MnO₂). Comparado con el manganato de potasio, Na₂MnO₄ suele ser menos frecuente en aplicaciones comerciales debido a su mayor dificultad de obtención y su menor estabilidad bajo ciertas condiciones.

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