Hypomanganate

L'anion manganate(V) a été signalé pour la première fois en 1946 par Hermann Lux, qui synthétisa l'hypomanganate de sodium bleu intense en faisant réagir l'oxyde de sodium Na₂O et le dioxyde de manganèse MnO₂ dans du nitrite de sodium NaNO₂ fondu à 500 °C^[7],[3]. Il cristallisa aussi le sel à partir de solutions concentrées (50 %) d'hydroxyde de sodium sous forme de décahydrate Na₃MnO₄·10H₂O.

Le manganate(V) est un oxyanion tétraédrique structurellement similaire au sulfate, au manganate et au permanganate. Comme attendu pour un complexe tétraédrique avec une configuration électronique d², l'anion a un état fondamental triplet^[3].

L'anion est une espèce bleu vif^[1] avec une absorption dans le visible maximale à la longueur d'onde λ_max = 670 nm (ε = 900 dm³ mol⁻¹ cm⁻¹)^[8],[9].

L'hypomanganate est instable vis-à-vis de la dismutation en manganate(VI) et en dioxyde de manganèse^[10],[1]. Les potentiels d'électrode estimés à pH 14 sont^{[11],[12],[13]} :

MnO₄²⁻ + e⁻ ${\displaystyle \rightleftarrows }$ MnO₄³⁻   E = +0,27 V

MnO₄³⁻ + e⁻ + 2 H₂O ${\displaystyle \rightleftarrows }$ MnO₂ + 4 OH⁻   E = +0,96 V

Cependant, la réaction est lente dans les solutions très alcalines (avec une concentration en OH⁻ supérieure à 5–10 mol/L)^[1],[7].

La dismutation est supposée passer par un intermédiaire protoné^[13], la constante de dissociation acide de la réaction HMnO₄²⁻ ${\displaystyle \rightleftarrows }$ MnO₄³⁻ + H⁺ étant estimée à pK_a = 13.7 ± 0.2^[14]. Cependant, K₃MnO₄ a été co-cristallisé avec Ca₂Cl(PO₄), permettant l'étude du spectre UV–visible de l'ion hypomanganate^[10],[15].

Les hypomanganates peuvent être préparés par réduction prudente des manganates avec un sulfite^[1], du peroxyde d'hydrogène^[16] ou du mandelate^[9].

Les hypomanganates peuvent également être préparés par une méthode à l'état solide sous flux d'O₂ autour de 1000 °C^{[3],[4],[5],[6]}. Ils peuvent être aussi préparés par des voies basse température telle que la synthèse hydrothermale ou la croissance sous flux^[3]. Il est produit en dissolvant du dioxyde de manganèse dans du nitrite de sodium fondu^[17].

Le composé fluorovanadate de strontium Sr₅(VO₄)₃F, avec l'hypomanganate substitué par des unités orthovanadate, a été étudié pour de potentielles utilisations dans des lasers proche infrarouge^[18].

Le sel de baryum Ba₃(MnO₄)₂ a d'intéressantes propriétés magnétiques^[19].