Tlenek manganu(III)

Z Wikipedii, wolnej encyklopedii
Skocz do: nawigacja, szukaj
Tlenek manganu(III)
     Mn3+      O2−
     Mn3+      O2−
Ogólne informacje
Wzór sumaryczny Mn2O3
Masa molowa 157,87 g/mol
Wygląd czarne kryształy[1][2]
Minerały braunit[2]
Identyfikacja
Numer CAS 1317-34-6
PubChem 14824[3][2]
Podobne związki
Podobne związki MnO, MnO2, Mn2O7
Jeżeli nie podano inaczej, dane dotyczą
stanu standardowego (25 °C, 1000 hPa)

Tlenek manganu(III), Mn2O3nieorganiczny związek chemiczny z grupy tlenków zasadowych[8], w którym mangan występuje na III stopniu utlenienia. Występuje w naturze jako minerał braunit. Wykorzystuje się go do produkcji ferrytów, termistorów[2] i półprzewodników[5].

Otrzymywanie[edytuj | edytuj kod]

Tlenek manganu(III) otrzymuje się poprzez ogrzewanie tlenku manganu(IV) w powietrzu w temperaturze rzędu 500–900 °C[9][10]:

4MnO22Mn2O3 + O2

Z tego samego tlenku można otrzymać Mn2O3 poprzez redukcję w obecności wodoru, metanu lub węgla w 300 °C[11].

Inną metodą jest termiczny rozkład węglanu manganu(II) połączony z utlenianiem w powietrzu bądź tlenie powstającego tlenku manganu(II)[5][12]:

4MnCO3 + O22Mn2O3 + 4CO2

Tlenek manganu(III) powstaje także w wyniku gwałtownego utleniania w powietrzu wodorotlenku manganu(II)[13], a także tworzy się również w reakcji tlenku manganu(II) dimanganu(III) (Mn3O4) z kwasem octowym[2]:

Mn3O4 + 2CH3COOHMn(CH3COO)2 + Mn2O3 + H2O

Powstający octan manganu(II) rozkłada się do tlenku manganu(III) w temperaturze 350 °C[5]. W wyniku dehydratacji tlenku wodorotlenku manganu(III) pod zmniejszonym ciśnieniem powstaje niestabilna forma tetragonalna tlenku manganu(III), która przy dalszym ogrzewaniu przekształca się w regularną[2]. Częściowy rozkład MnO2 w obecności wodorotlenku potasu prowadzi do wytworzenia się Mn2O3 i nadmanganianiu potasu:

3MnO2 + 2KOH → Mn2O3 + K2MnO4 + H2O

jednak w obecności tlenu lub innego utleniacza cały tlenek manganu(III) utlenia się do nadmanganianu[11]:

2MnO2 + 4KOH + O22K2MnO4 + 2H2O

Właściwości[edytuj | edytuj kod]

Tlenek manganu(III) tworzy czarne kryształy. Jest nierozpuszczalny w wodzie, etanolu i acetonie[2]. Twardość braunitu w skali Mohsa wynosi 6–6,5[2], jego rezystywność: 0,16–1,0 Ω·m[14], a temperatura Néela dla regularnej formy α: −183 °C[15]. W ok. 1000 °C tlenek manganu(III) traci tlen i przechodzi w najtrwalszy tlenek manganu – tlenek manganu(II) dimanganu(III)[9].

W wyniku roztworzenia tlenku manganu(III) lub jego formy uwodnionej – tlenku wodorotlenku manganu(III) (powstającego z roztworów manganu(II) po dodaniu chlorku amonu bądź amoniaku i następnemu utlenianiu w powietrzu) – w kwasach powstają odpowiednie sole manganu(III) (także sole kompleksowe w odpowiednich kwasach, m.in. kwasie fluorowodorowym, kwasie szczawiowym, cyjanowodorze)[9]. W reakcji z gorącym kwasem siarkowym powstaje γ-MnO2[11]:

Mn2O3 + H2SO4MnO2 + MnSO4 + H2O

Podczas ogrzewania tlenku manganu(III) tworzy się tlenek manganu(II) dimanganu(III). Reakcję tę przeprowadza się w ponad 940 °C w powietrzu, w ponad 1090 °C w tlenie i w 230 °C w wodorze. W ostatnim przypadku temperatura nie może być wyższa niż 300 °C, gdyż prowadzi to do wytworzenia się zielonego tlenku manganu(II)[2].

Przypisy[edytuj | edytuj kod]

  1. 1,0 1,1 1,2 1,3 Lide 2009 ↓, s. 4-75.
  2. 2,00 2,01 2,02 2,03 2,04 2,05 2,06 2,07 2,08 2,09 2,10 2,11 Patnaik 2003 ↓, s. 550–552.
  3. Tlenek manganu(III) – podsumowanie (ang.). PubChem Public Chemical Database.
  4. 4,0 4,1 4,2 Tlenek manganu(III) (pol.). Karta charakterystyki produktu Sigma-Aldrich dla Polski. [dostęp 2012-04-11].
  5. 5,0 5,1 5,2 5,3 5,4 Arno H. Reidies: Manganese Compounds. W: Ullmann’s Encyclopedia of Chemical Industrial Chemistry. Wyd. 6. Weinheim: Viley-VCH, 2003, s. 9. ISBN 9783527303854.
  6. Lide 2009 ↓, s. 12-9.
  7. Tlenek manganu(III) (ang.). Karta charakterystyki produktu Sigma-Aldrich dla Stanów Zjednoczonych. [dostęp 2012-04-11].
  8. John David Lee: Zwięzła chemia nieorganiczna. Jerzy Kuryłowicz (tłum.). Wyd. 4. Warszawa: Wydawnictwo Naukowe PWN, 1997, s. 339. ISBN 8301123524.
  9. 9,0 9,1 9,2 Adam Bielański: Podstawy chemii nieorganicznej. Wyd. 6. T. 1–2. Warszawa: Wydawnictwo Naukowe PWN, 2010, s. 938. ISBN 9788301162832.
  10. Norman N. Greenwood, Alan Earnshaw: Chemistry of the Elements. Wyd. 2. Oxford, Boston: Butterworth-Heinemann, 1997, s. 1048. ISBN 0750633654.
  11. 11,0 11,1 11,2 Patnaik 2003 ↓, s. 553–554.
  12. Patnaik 2003 ↓, s. 544.
  13. Patnaik 2003 ↓, s. 548.
  14. Lide 2009 ↓, s. 12-92.
  15. Lide 2009 ↓, s. 12-107.

Bibliografia[edytuj | edytuj kod]