Tlenek manganu(IV)

Tlenek manganu(IV)

Nazewnictwo Nomenklatura systematyczna (IUPAC) konst. ditlenek manganu, tlenek(2−) manganu(4+), tlenek manganu(4+), tlenek manganu(IV) Inne nazwy i oznaczenia Stocka tlenek manganu(IV) inne daw. dwutlenek manganu, zwycz. braunsztyn
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
InChI InChI=1S/Mn.2O InChIKey NUJOXMJBOLGQSY-UHFFFAOYSA-N
Właściwości Gęstość 5,08 g/cm³[1]; ciało stałe Rozpuszczalność w wodzie nierozpuszczalny[1] Temperatura rozkładu 535 °C[1]
Niebezpieczeństwa Karta charakterystyki: dane zewnętrzne firmy Sigma-Aldrich [dostęp 2012-07-16] Globalnie zharmonizowany system klasyfikacji i oznakowania chemikaliów Na podstawie podanego źródła[2] Uwaga Zwroty H H302, H332 Zwroty P brak zwrotów P NFPA 704 Na podstawie podanego źródła[3] 0 1 0   Numer RTECS OP0350000 Dawka śmiertelna LD50 > 3478 mg/kg (szczur, doustnie)[2]
Podobne związki
Podobne związki	MnO, Mn 2O 3, Mn 2O 7
Jeżeli nie podano inaczej, dane dotyczą stanu standardowego (25 °C, 1000 hPa)

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

Otrzymywanie

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
2O
3 i wolnego tlenu.

Występowanie

Piroluzyt

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

Właściwości

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
2O

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

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
2O
2 + H
2O

ogniwo alkaliczne: 2MnO
2 + H
2O + 2e−
→ Mn
2O
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