Acido permanganico

L'acido permanganico è un composto chimico inorganico e in particolare un ossiacido del manganese eptavalente avente formula molecolare HMnO₄. È stato isolato come diidrato HMnO₄ · 2 H₂O.

È un acido molto forte, come accade per l'acido perclorico HClO₄, isoelettronico di valenza, con un pK_a che viene riportato tra -4,6 e -2,3, in accordo con le attese in base alla differenza tra ossigeni e idrogeni pari a 3.

L'acido permanganico è un composto fortemente ossidante, comel'anione permanganato MnO₄⁻, del quale rappresenta l'acido coniugato.

È estremamente instabile, per cui non esiste allo stato libero, ma solo in soluzioni molto diluite di colore violetto.

Sintesi e reattività

Una via di sintesi generale dell'acido permanganico in soluzione acquosa consiste nella protonazione di uno ione permanganato contenuto in un suo sale, come ad esempio quello di potassio:

2 KMnO₄ H₂SO₄ → 2 HMnO₄ K₂SO₄

La preparazione dell'acido permanganico solido prevede la reazione, a freddo, del permanganato di bario con l'acido solforico diluito in minimo eccesso, sfruttando l'insolubilità del solfato di bario, che viene allontanato per filtrazione:

Ba(MnO₄)₂ H₂SO₄ → 2 HMnO₄ BaSO₄ ↓

Per raffreddamento della soluzione filtrata si separano cristalli violetti del diidrato HMnO₄ · 2 H₂O, la cui struttura è [H₅O₂][MnO₄]⁻. Con acido solforico in maggior quantità l'acido permanganico viene disidratato ad anidride permanganica, che è un olio rosso scuro in trasparenza ma verde metallico in luce riflessa:

2 HMnO₄ H₂SO₄ → Mn₂O₇ H₂SO₄ · H₂O

Può anche essere preparato per ossidazione con biossido di piombo del solfato di manganese(II) in ambiente acido:

2 MnSO₄ 5 PbO₂ 3 H ₂SO₄ → 2 HMnO₄ 5 PbSO₄ 2 H₂O

Sulla stessa ossidazione di Mn^II a Mn^VII ad opera di PbO₂ si basa un saggio di riconoscimento del manganese (Saggio di Crums).

Almeno in teoria, può essere ottenuto dall'idratazione della sua anidride (preparata come sopra), ma la reazione è difficoltosa ed è difficile isolarlo tra i vari sottoprodotti della reazione stessa:

Mn₂O₇ H₂O → 2 HMnO₄

Pur in assenza di determinazioni strutturali sulla molecola, si ritiene che la molecola dell'acido permanganico sia isostrutturale a quella dell'acido perclorico e perbromico, quindi si presume un ambiente tetraedrico di ossigeni attorno all'atomo di manganese centrale, con l'atomo H unito ad uno dei quattro ossigeni; d'altro canto tale ambiente tetraedrico è verificato con precisione per l'anione permanganato presente in KMnO₄ e altri permanganati.

L'acido permanganico è molto instabile e sembra che sia stato isolato in forma anidra solo a -75 °C, anche più instabile della sua anidride, che almeno è isolabile a temperatura ambiente. È un ossidante molto potente, che tende a decomporsi riducendosi rilasciando ossigeno.

In soluzione acquosa lentamente si decompone dando il biossido di manganese e ossigeno:

4 HMnO₄ → 4 MnO₂ ↓ 3 O₂ ↑ 2 H₂O

Il suo potere ossidante è almeno pari a quello del permanganato in ambiente acido 1 M [E° (MnO₄⁻ / Mn²) = 1,51 V] e riesce ad ossidare l'acido cloridrico:

2 HMnO₄ 14 HCl → 2 MnCl₂ 5 Cl₂ ↑ 8 H₂O