Оксид марганца(IV)
| Оксид марганца | |
|---|---|
 | |
| Общие | |
| Систематическое наименование | Диоксид марганца |
| Хим. формула | MnO2 |
| Физические свойства | |
| Состояние | черные тетрагональные кристаллы |
| Молярная масса | 86,9368 г/моль |
| Плотность | 5,026 г/см³ |
| Термические свойства | |
.mw-parser-output .ts-comment-commentedText{border-bottom:1px dotted;cursor:help}@media(hover:none){.mw-parser-output .ts-comment-commentedText:not(.rt-commentedText){border-bottom:0;cursor:auto}} Т. разл. | 535 °C |
| Энтальпия образования | -521,5 кДж/моль |
| Химические свойства | |
Растворимость в воде | нерастворим |
| Классификация | |
| Рег. номер CAS | [1313-13-9] |
| PubChem | 14801 |
| Рег. номер EINECS | 215-202-6 |
| SMILES | O=[Mn]=O |
| InChI | 1S/Mn.2O NUJOXMJBOLGQSY-UHFFFAOYSA-N |
| RTECS | OP0350000 |
| Номер ООН | 1479 |
| ChemSpider | 14117 |
| Приводятся данные для стандартных условий (25 °C, 100 кПа), если не указано иного. | |
Оксид марганца(IV) (диоксид марганца) MnO2 — порошок тёмно-коричневого цвета, нерастворимый в воде. Наиболее устойчивое соединение марганца, широко распространённое в земной коре (минерал пиролюзит).
Содержание
1 Химические свойства
2 Получение
3 Археология
4 Примечания
5 Литература
Химические свойства |
При обычных условиях диоксид марганца ведет себя довольно инертно. При нагревании с кислотами проявляет окислительные свойства, например, окисляет концентрированную соляную кислоту до хлора:
- 4HCl+MnO2→MnCl2+Cl2↑+2H2O{displaystyle {mathsf {4HCl+MnO_{2}rightarrow MnCl_{2}+Cl_{2}uparrow +2H_{2}O}}}
- 4HCl+MnO2→MnCl2+Cl2↑+2H2O{displaystyle {mathsf {4HCl+MnO_{2}rightarrow MnCl_{2}+Cl_{2}uparrow +2H_{2}O}}}
С серной и азотной кислотами MnO2 разлагается с выделением кислорода:
- 2MnO2+2H2SO4→2MnSO4+O2↑+2H2O{displaystyle {mathsf {2MnO_{2}+2H_{2}SO_{4}rightarrow 2MnSO_{4}+O_{2}uparrow +2H_{2}O}}}
- 2MnO2+2H2SO4→2MnSO4+O2↑+2H2O{displaystyle {mathsf {2MnO_{2}+2H_{2}SO_{4}rightarrow 2MnSO_{4}+O_{2}uparrow +2H_{2}O}}}
При взаимодействии с сильными окислителями диоксид марганца окисляется до соединений Mn7+ и Mn6+:
- 3MnO2+KClO3+6KOH→3K2MnO4+KCl+3H2O{displaystyle {mathsf {3MnO_{2}+KClO_{3}+6KOHrightarrow 3K_{2}MnO_{4}+KCl+3H_{2}O}}}
- 3MnO2+KClO3+6KOH→3K2MnO4+KCl+3H2O{displaystyle {mathsf {3MnO_{2}+KClO_{3}+6KOHrightarrow 3K_{2}MnO_{4}+KCl+3H_{2}O}}}
Диоксид марганца проявляет амфотерные свойства. Так, в концентрированных сернокислых растворах образует сульфат марганца(IV):
- MnO2+2H2SO4→Mn(SO4)2+2H2O{displaystyle {mathsf {MnO_{2}+2H_{2}SO_{4}rightarrow Mn(SO_{4})_{2}+2H_{2}O}}}
- MnO2+2H2SO4→Mn(SO4)2+2H2O{displaystyle {mathsf {MnO_{2}+2H_{2}SO_{4}rightarrow Mn(SO_{4})_{2}+2H_{2}O}}}
А при сплавлении с щелочами и основными оксидами MnO2 выступает в роли кислотного оксида, образуя соли — манганиты:
- MnO2+CaO→CaMnO3{displaystyle {mathsf {MnO_{2}+CaOrightarrow CaMnO_{3}}}}
- MnO2+CaO→CaMnO3{displaystyle {mathsf {MnO_{2}+CaOrightarrow CaMnO_{3}}}}
Является катализатором разложения пероксида водорода:
- 2H2O2→MnO22H2O+O2↑{displaystyle {mathsf {2H_{2}O_{2}{xrightarrow[{}]{MnO_{2}}}2H_{2}O+O_{2}uparrow }}}
- 2H2O2→MnO22H2O+O2↑{displaystyle {mathsf {2H_{2}O_{2}{xrightarrow[{}]{MnO_{2}}}2H_{2}O+O_{2}uparrow }}}
![{displaystyle {mathsf {2H_{2}O_{2}{xrightarrow[{}]{MnO_{2}}}2H_{2}O+O_{2}uparrow }}}](https://wikimedia.org/api/rest_v1/media/math/render/svg/c7d0c1ae9cbd4f3cf39797092632fd8c98b7ce61)
При нагревании выше 530oC разлагается:
- 4MnO2→530oC2Mn2O3+O2{displaystyle {mathsf {4MnO_{2}{xrightarrow[{}]{530^{o}C}}2Mn_{2}O_{3}+O_{2}}}}
- 4MnO2→530oC2Mn2O3+O2{displaystyle {mathsf {4MnO_{2}{xrightarrow[{}]{530^{o}C}}2Mn_{2}O_{3}+O_{2}}}}
![{displaystyle {mathsf {4MnO_{2}{xrightarrow[{}]{530^{o}C}}2Mn_{2}O_{3}+O_{2}}}}](https://wikimedia.org/api/rest_v1/media/math/render/svg/9f02fbc14e4af257bc12221aa9c7f1fb659a0400)
Получение |
В лабораторных условиях получают термическим разложением перманганата калия:
- 2KMnO4→otK2MnO4+MnO2+O2{displaystyle {mathsf {2KMnO_{4}{xrightarrow[{}]{^{o}t}}K_{2}MnO_{4}+MnO_{2}+O_{2}}}}
- 2KMnO4→otK2MnO4+MnO2+O2{displaystyle {mathsf {2KMnO_{4}{xrightarrow[{}]{^{o}t}}K_{2}MnO_{4}+MnO_{2}+O_{2}}}}
![{mathsf {2KMnO_{4}{xrightarrow[ {}]{^{o}t}}K_{2}MnO_{4}+MnO_{2}+O_{2}}}](https://wikimedia.org/api/rest_v1/media/math/render/svg/f63458da15dd2e4cc7e7cc6c278e6dd39e925443)
Также можно получить реакцией перманганата калия с пероксидом водорода. На практике образовавшийся MnO2 каталитически разлагает пероксид водорода, вследствие чего реакция до конца не протекает.
- 2KMnO4+H2O2→2KOH+2MnO2+2O2↑{displaystyle {mathsf {2KMnO_{4}+H_{2}O_{2}rightarrow 2KOH+2MnO_{2}+2O_{2}uparrow }}}
- 2KMnO4+H2O2→2KOH+2MnO2+2O2↑{displaystyle {mathsf {2KMnO_{4}+H_{2}O_{2}rightarrow 2KOH+2MnO_{2}+2O_{2}uparrow }}}
При температуре выше 100 °C восстановлением перманганата калия водородом:
- 2KMnO4+2H2→K2MnO4+MnO2+2H2O{displaystyle {mathsf {2KMnO_{4}+2H_{2}rightarrow K_{2}MnO_{4}+MnO_{2}+2H_{2}O}}}
- 2KMnO4+2H2→K2MnO4+MnO2+2H2O{displaystyle {mathsf {2KMnO_{4}+2H_{2}rightarrow K_{2}MnO_{4}+MnO_{2}+2H_{2}O}}}
Археология |
- Красящие вещества, обнаруженные во время раскопок в пещере Ласко и образцы, взятые с некоторых наскальных изображений, соответствовали диоксиду марганца[1].
- Учёные определили, что кусочки чёрных камней из пещеры Пеш-де-Лазе на юге Франции, сложены исключительно из диоксида марганца. Возможно, неандертальцы использовали этот минерал в качестве окислителя и катализатора реакций окисления и горения[2].
Примечания |
↑ Chalmin E., Menu M., Pomiès M.-P., Vignaud C., Aujoulat N. et Geneste J.-M. Les blasons de Lascaux // L’Anthropologie, 2004. T. 108. Р. 571—592.
↑ Неандертальская химия
Литература |
- Ахметов Н. С. «Общая и неорганическая химия» М.:Высшая школа, 2001
- Неорганическая химия под редакцией Ю. Д. Третьякова; Химия переходных элементов Кн.1
- Полианит // Энциклопедический словарь Брокгауза и Ефрона : в 86 т. (82 т. и 4 доп.). — СПб., 1890—1907.
 Соединения марганца | |
|---|---|
| |
