Tlenek manganu(IV)

związek chemiczny

Tlenek manganu(IV), ditlenek manganu, MnO
2
nieorganiczny związek chemiczny z grupy tlenków, w którym mangan występuje na IV stopniu utlenienia.

Tlenek manganu(IV)
Ogólne informacje
Wzór sumaryczny

MnO2

Masa molowa

86,94 g/mol

Wygląd

czarne kryształy[1]

Minerały

piroluzyt, polionit, psylomelan

Identyfikacja
Numer CAS

1313-13-9

PubChem

14801

Podobne związki
Podobne związki

MnO, Mn
2
O
3
, Mn
2
O
7

Jeżeli nie podano inaczej, dane dotyczą
stanu standardowego (25 °C, 1000 hPa)

Otrzymywanie

edytuj

Tlenek manganu(IV) można otrzymać przez ogrzewanie azotanu manganu(II) (Mn(NO
3
)
2
) do temperatury 145–160 °C. W jeszcze wyższych temperaturach, powyżej 500 °C, rozkłada się do Mn
2
O
3
i wolnego tlenu.

Występowanie

edytuj
 
Piroluzyt

Tlenek manganu(IV) jest głównym składnikiem braunsztynu, najważniejszej rudy manganu. Minerały zawierające MnO
2
to piroluzyt, polionit, psylomelan[4][5].

Właściwości

edytuj

W temperaturze pokojowej jest ciałem stałym o barwie szaroczarnej, brunatnoczarnej lub czarnej. Wykazuje cechy amfoteryczne. Dawniej znany był jako antychlor, ponieważ wypiera wolny chlor z chlorków i kwasu solnego:

MnO
2
+ 4 HCl → MnCl
2
+ Cl
2
+ 2H
2
O

Stało się to podstawą metody otrzymywania chloru na skalę przemysłową poprzez reakcję gorącego kwasu solnego z piroluzytem.

Tlenek manganu(IV) jest katalizatorem niektórych reakcji, m.in. rozkładu nadtlenku wodoru, a w mieszaninie z tlenkiem miedzi(II) przyspiesza utlenianie tlenku węgla do dwutlenku węgla, co wykorzystywane jest do oczyszczania powietrza (np. w pochłaniaczach masek przeciwgazowych).

Hydrat tlenku manganu(IV) ma postać czarnej lub brunatnej substancji, strącającej się z roztworów soli manganu(II) pod wpływem podchlorynów lub podbrominów, a także przy redukcji w środowisku obojętnym lub zasadowym nadmanganianem potasu.

Zastosowania

edytuj

Dodawany bywa w przemyśle szklarskim do stopionej masy szklanej w celu odbarwiania szkła. Tworzą się wówczas krzemiany manganu(III) przy równoczesnym utlenianiu niewielkich ilości węgla i siarczków. Ponadto czerwonofioletowa barwa krzemianu manganu(III) dopełnia się do zieleni krzemianów żelaza(II), przez co maskowana jest zielona barwa szkła.

Stosowany jest w ogniwach (bateriach jednorazowych), np. w ogniwach Leclanchégo i ogniwach alkalicznych. Pełni w nich rolę odpowiednio depolaryzatora i utleniacza w reakcjach katodowych:

ogniwo Leclanchégo: 2MnO
2
+ H
2
→ Mn
2
O
2
+ H
2
O
ogniwo alkaliczne: 2MnO
2
+ H
2
O + 2e
→ Mn
2
O
3
+ 2OH

Z piroluzytu można otrzymać metaliczny mangan przez redukcję tego związku glinem. Metoda ta jednak nie daje dobrych rezultatów, jeśli niezbędny jest metal o większej czystości. Do tego celu stosuje się elektrolizę soli manganu.

Przypisy

edytuj
  1. a b c d David R. Lide (red.), CRC Handbook of Chemistry and Physics, wyd. 90, Boca Raton: CRC Press, 2009, s. 4-75, ISBN 978-1-4200-9084-0 (ang.).
  2. a b Tlenek manganu(IV) (nr 529664) – karta charakterystyki produktu Sigma-Aldrich (Merck) na obszar Polski. [dostęp 2012-07-16]. (przeczytaj, jeśli nie wyświetla się prawidłowa wersja karty charakterystyki)
  3. Manganese(IV) oxide (nr 529664) (ang.) – karta charakterystyki produktu Sigma-Aldrich (Merck) na obszar Stanów Zjednoczonych. [dostęp 2012-07-16]. (przeczytaj, jeśli nie wyświetla się prawidłowa wersja karty charakterystyki)
  4. Encyklopedia techniki. Chemia, Władysław Gajewski (red.), Warszawa: Wydawnictwa Naukowo-Techniczne, 1965, OCLC 33835352.
  5. Mały słownik chemiczny, Jerzy Chodkowski (red.), wyd. 5, Warszawa: Wiedza Powszechna, 1976.