次錳酸根,又稱錳(V)酸根,是一種含氧酸根英語Oxyanion,化學式 MnO3−
4
次錳酸鹽則是這種陰離子形成的鹽。

次錳酸鹽
英文名 Hypomanganate
別名 錳(V)酸鹽
識別
CAS編號 14333-15-4  checkY
性質
化學式 MnO3−
4
摩爾質量 118.94 g·mol⁻¹
若非註明,所有數據均出自標準狀態(25 ℃,100 kPa)下。

次錳酸鹽通常是亮藍色的。[1][2]最著名的次錳酸鹽是次錳酸鉀 K
3
MnO
4
,但次錳酸鈉 Na
3
MnO
4
次錳酸鋇 Ba
3
(MnO
4
)
2
和鉀鋇鹽 KBaMnO
4
都是已知的。[3]磷灰石[4][5]鈣鐵鋁石英語brownmillerite[6]的人造變種中,次錳酸根可以取代其中的磷酸根 PO3−
4

歷史

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次錳酸根於1946年由Hermann Lux首次報告。他通過氧化鈉 Na
2
O
二氧化錳 MnO
2
亞硝酸鈉 NaNO
2
在500 °C的反應,得到了亮藍色的次錳酸鈉。[7][3]他也從其氫氧化鈉溶液結晶出了十水合物 Na
3
MnO
4
·10H
2
O

結構和性質

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次錳酸根是四面體形的含氧酸根英語Oxyanion,結構類似硫酸根、錳酸根和高錳酸根。作為d2電子構型的四面體形分子,它在基態下為三線態[3]

次錳酸根呈亮藍色,[1]最大吸收光譜λmax = 670 nm(ε = 900 dm3 mol−1 cm−1)。[8][9]

穩定性

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次錳酸鹽不穩定,會歧化錳酸鹽二氧化錳[10][1]pH 14下,次錳酸鹽預測的電極電勢英語electrode potential如下:[11][12][13]

MnO2−
4
+ e ⇌ MnO3−
4
   E = +0.27 V
MnO3−
4
+ e + 2 H2O ⇌ MnO2 + 4 OH   E = +0.96 V

然而,歧化反應在強鹼性環境下(OH濃度超過5–10 mol/L)會變慢。[1][7]

這個歧化反應被認為有質子化的中間體 HMnO2−
4
[13]它在反應 HMnO2−
4
 ⇌ MnO3−
4
 + H+中的pKa13.7 ± 0.2[14]然而,K3MnO4已經和Ca2Cl(PO4)共結晶,使人們可以研究次錳酸根的紫外-可見分光光度法[10][15]

製備

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次錳酸鹽可以由亞硫酸鹽[1]過氧化氫[16]扁桃酸[9]小心還原錳酸鹽而成。

用處

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氟化釩酸鍶 Sr
5
(VO
4
)
3
F
中的一些釩酸根被次錳酸根取代後,可能可用於近紅外激光器中。[17]

次錳酸鋇 Ba
3
(MnO
4
)
2
有有趣的磁性性質。[18]

相關化合物

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次錳酸根的共軛酸次錳酸 H
3
MnO
4
因為會迅速歧化而無法製備,但其第三酸度係數已通過脈衝輻解技術估計:[14]

HMnO2−
4
⇌ MnO3−
4
+ H+   pKa = 13.7 ± 0.2

次錳酸的環被認為是高錳酸鹽氧化烯烴的中間體。[9]

參見

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參考資料

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