Tlenek manganu(III)
Tlenek manganu(III), Mn
2O
3 – nieorganiczny związek chemiczny z grupy tlenków zasadowych[7], w którym mangan występuje na III stopniu utlenienia. Występuje w naturze jako minerał braunit. Wykorzystuje się go do produkcji ferrytów, termistorów[2] i półprzewodników[4].
| ||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| ||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Ogólne informacje | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Wzór sumaryczny |
Mn2O3 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Masa molowa |
157,87 g/mol | |||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Wygląd | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Minerały | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Identyfikacja | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Numer CAS | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| PubChem |
14824[2] | |||||||||||||||||||||||||||||||||||
| ||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| ||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| ||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| ||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| ||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Podobne związki | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Podobne związki | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Jeżeli nie podano inaczej, dane dotyczą stanu standardowego (25 °C, 1000 hPa) | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Otrzymywanie edytuj
Tlenek manganu(III) otrzymuje się poprzez ogrzewanie tlenku manganu(IV) w powietrzu w temperaturze rzędu 500–900 °C[8][9]:
- 4MnO
2 → 2Mn
2O
3 + O
2
Z tego samego tlenku można otrzymać Mn
2O
3 poprzez redukcję w obecności wodoru, metanu lub węgla w 300 °C[10].
Inną metodą jest termiczny rozkład węglanu manganu(II) połączony z utlenianiem w powietrzu bądź tlenie powstającego tlenku manganu(II)[4][11]:
- 4MnCO
3 + O
2 → 2Mn
2O
3 + 4CO
2
Tlenek manganu(III) powstaje także w wyniku gwałtownego utleniania w powietrzu wodorotlenku manganu(II)[12], a także tworzy się również w reakcji tlenku manganu(II) dimanganu(III) (Mn
3O
4) z kwasem octowym[2]:
- Mn
3O
4 + 2CH
3COOH → Mn(CH
3COO)
2 + Mn
2O
3 + H
2O
Powstający octan manganu(II) rozkłada się do tlenku manganu(III) w temperaturze 350 °C[4]. 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 MnO
2 w obecności wodorotlenku potasu prowadzi do wytworzenia się Mn
2O
3 i manganianu(VI) potasu.
- 3MnO
2 + 2KOH → Mn
2O
3 + K
2MnO
4 + H
2O
jednak w obecności tlenu lub innego utleniacza cały tlenek manganu(III) utlenia się do manganianu(VI)[10]:
- 2MnO
2 + 4KOH + O
2 → 2K
2MnO
4 + 2H
2O
Właściwości edytuj
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[13], a temperatura Néela dla regularnej formy α: −183 °C[14]. W ok. 1000 °C tlenek manganu(III) traci tlen i przechodzi w najtrwalszy tlenek manganu – tlenek manganu(II) dimanganu(III)[8].
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)[8]. W reakcji z gorącym kwasem siarkowym powstaje γ-MnO
2[10]:
- Mn
2O
3 + H
2SO
4 → MnO
2 + MnSO
4 + H
2O
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
- ↑ a b c d Lide 2009 ↓, s. 4-75.
- ↑ a b c d e f g h i j k l Patnaik 2003 ↓, s. 550–552.
- ↑ a b c d Tlenek manganu(III), karta charakterystyki produktu Sigma-Aldrich, Merck, 28 lutego 2023, numer katalogowy: 463701 [dostęp 2023-12-29]. (przeczytaj, jeśli nie wyświetla się prawidłowa wersja karty charakterystyki)
- ↑ a b c d e Arno H. Reidies, Manganese Compounds, [w:] Ullmann’s Encyclopedia of Industrial Chemistry, Weinheim: Wiley‐VCH, s. 9, ISBN 978-3-527-30385-4 (ang.).
- ↑ Lide 2009 ↓, s. 12-9.
- ↑ Manganese(III) oxide, karta charakterystyki produktu Sigma-Aldrich, Merck, numer katalogowy: 463701 [dostęp 2012-04-11] (ang.). (przeczytaj, jeśli nie wyświetla się prawidłowa wersja karty charakterystyki)
- ↑ John David Lee, Zwięzła chemia nieorganiczna, wyd. 4, Warszawa: Wydawnictwo Naukowe PWN, 1997, s. 339, ISBN 83-01-12352-4.
- ↑ a b c Adam Bielański, Podstawy chemii nieorganicznej, wyd. 6, t. 1–2, Warszawa: Wydawnictwo Naukowe PWN, 2010, s. 938, ISBN 978-83-01-16283-2.
- ↑ Norman N. Greenwood, Alan Earnshaw, Chemistry of the Elements, wyd. 2, Oxford–Boston: Butterworth-Heinemann, 1997, s. 1048, ISBN 0-7506-3365-4 (ang.).
- ↑ a b c Patnaik 2003 ↓, s. 553–554.
- ↑ Patnaik 2003 ↓, s. 544.
- ↑ Patnaik 2003 ↓, s. 548.
- ↑ Lide 2009 ↓, s. 12-92.
- ↑ Lide 2009 ↓, s. 12-107.
Bibliografia edytuj
- David R. Lide (red.), CRC Handbook of Chemistry and Physics, wyd. 90, Boca Raton: CRC Press, 2009, ISBN 978-1-4200-9084-0 (ang.).
- Pradyot Patnaik, Handbook of Inorganic Chemicals, London: McGraw-Hill, 2003, ISBN 0-07-049439-8 (ang.).