Википедия

Оксид марганца(IV): различия между версиями

Интерактивная навигация по истории
(Показать все непатрулированные изменения)
[отпатрулированная версия][непроверенная версия]
← Предыдущая правка
Содержимое удалено Содержимое добавлено
ВизуальныйВики-текст
м отмена правки 136004480 участника 217.23.146.198 (обс.)
Метка: отмена
 
(не показаны 34 промежуточные версии 22 участников)
Строка 1:
{{Вещество
| картинка = ManganeseОксид марганца(IV) oxide.jpgpng
| картинка малая = Модель оксида марганца(IV).png
| картинка3D =
| изображение = Manganese(IV) oxide.jpg
| картинка малая =
| хим. имя = Диоксид марганца
| хим. формула = MnO<subsmall><chem>MnO2</chem>2</subsmall>
| молярная масса = 86,9368
| темп. плавления =
Строка 17:
| конст. диссоц. кислоты =
| состояние = черные тетрагональные кристаллы
| основность =
| кинематическая вязкость =
| теплоёмкость =
Строка 23 ⟶ 22 :
| теплота парообразования =
}}
'''ОксидОкси́д марганцама́рганца(IV)''' ('''диоксиддиокси́д марганца''') MnO<subsmall><chem>MnO2</chem>2</subsmall> — порошок тёмно-коричневого цвета, нерастворимый в воде. Наиболее устойчивое соединение [[Марганец|марганца]], широко распространённое в земной коре (минерал [[пиролюзит]]).
 
== Химические свойства ==
При обычных условиях диоксид марганца ведет себя довольно инертно. При нагревании с [[Кислоты|кислотами]] проявляет окислительные свойства, например, окисляет концентрированную [[соляная кислота|соляную]] кислоту]] до [[хлор]]а:
:: <math>\mathsf{4HCl + MnO_2 \rightarrow MnCl_2 + Cl_2\uparrow + 2H_2O}</math>
 
: <chem>4HCl + MnO2 -> MnCl2 + Cl2 ^ + 2H2O</chem>'''.'''
С [[Серная кислота|серной]] и [[Азотная кислота|азотной]] кислотами MnO<sub>2</sub> разлагается с выделением кислорода:▼
:: <math>\mathsf{2MnO_2 + 2H_2SO_4 \rightarrow 2MnSO_4 + O_2\uparrow + 2H_2O}</math>
 
▲С [[Серная кислота|серной]] и [[Азотная кислота|азотной]] кислотами MnO<subsmall><chem>MnO2</chem>2</subsmall> разлагается с выделением кислорода[[кислород]]а:
При взаимодействии с сильными окислителями диоксид марганца окисляется до соединений Mn<sup>7+</sup> и Mn<sup>6+</sup>:▼
:: <math>\mathsf{3MnO_2 + KClO_3 + 6KOH \rightarrow 3K_2MnO_4 + KCl + 3H_2O}</math>
 
: <chem>2MnO2 + 2H2SO4 -> 2MnSO4 + O2 ^ + 2H2O</chem>'''.'''
Диоксид марганца проявляет амфотерные свойства. Так, в концентрированных сернокислых растворах образует [[сульфат марганца(IV)]]:▼
:: <math>\mathsf{MnO_2 + 2H_2SO_4 \rightarrow Mn(SO_4)_2 + 2H_2O}</math>
 
▲При взаимодействии с сильными окислителями диоксид марганца окисляется до соединений Mn<supsmall>7<chem>Mn^{+7}</supchem></small> и Mn<supsmall>6<chem>Mn^{+6}</chem></supsmall>:
А при сплавлении с щелочами и основными оксидами MnO<sub>2</sub> выступает в роли кислотного оксида, образуя соли — [[манганиты]]:▼
 
:: <math>\mathsf{MnO_2 + CaO \rightarrow CaMnO_3}</math>
: <chem>3MnO2 + KClO3 + 6KOH -> 3K2MnO4 + KCl + 3H2O</chem>'''.'''
 
▲Диоксид марганца проявляет [[Амфотерные оксиды|амфотерные]] свойства. Так, в концентрированных сернокислых растворах образует [[сульфат марганца(IV)]]:
 
: <chem>MnO2 + 2H2SO4 -> Mn(SO4)2 + 2H2O</chem>'''.'''
 
▲А при сплавлении с [[Щёлочи|щелочами]] и [[Основные оксиды|основными оксидами]] <small>MnO<sub>2</sub></small> выступает в роли кислотного оксида, образуя соли — [[манганиты]]:
 
: <chem>MnO2 + CaO -> CaMnO3</chem>'''.'''
 
Является катализатором разложения [[пероксид водорода|пероксида водорода]]:
 
: <chem>2H2O2 ->[\ce{MnO2}] 2H2O + O2 ^</chem>'''.'''
:: <math>\mathsf{2H_2O_2 \xrightarrow[]{MnO_2} 2H_2O + O_2\uparrow}</math>
 
При нагревании выше 530{{supnobr|o530 °C}}C разлагается:
 
: <chem>4MnO2->[530^\circ\text{C}] 2Mn2O3\ + O2</chem>'''.'''
:: <math>\mathsf{4MnO_2 \xrightarrow[]{530^oC} 2Mn_2O_3 + O_2}</math>
 
== Получение ==
В лабораторных условиях получают термическим разложением [[перманганат калия|перманганата калия]] с образованием [[Манганат калия|манганата калия]] и [[кислород]]а:
:: <math>\mathsf{2KMnO_4 \xrightarrow[]{^ot} K_2MnO_4 + MnO_2 + O_2}</math>
 
: <chem>2KMnO4->[t] K2MnO4 \ + MnO2\ + O2 ^</chem>'''.'''
Также можно получить реакцией перманганата калия с пероксидом водорода. На практике образовавшийся MnO{{sub|2}} каталитически разлагает пероксид водорода, вследствие чего реакция до конца не протекает.▼
 
▲Также можно получить реакцией перманганата калия с [[Пероксид водорода|пероксидом водорода]]. На практике образовавшийся MnO{{sub|2}}<small><chem>MnO2</chem></small> каталитически разлагает пероксид водорода, вследствие чего реакция до конца не протекает.:
:: <math>\mathsf{2KMnO_4 + H_2O_2 \rightarrow 2KOH + 2MnO_2 + 2O_2\uparrow}</math>
 
: <chem>2KMnO4 + H2O2 -> 2KOH + 2MnO2 + 2O2 ^</chem>'''.'''
При температуре выше 100 °C восстановлением перманганата калия водородом:▼
 
▲При температуре выше {{nobr|100 °C}} восстановлением перманганата калия [[Вода|водородом]]:
:: <math>\mathsf{2KMnO_4 + 2H_2 \rightarrow K_2MnO_4 + MnO_2 + 2H_2O}</math>
 
: <chem>2KMnO4 + 2H2 ->[t] K2MnO4 + MnO2 + 2H2O</chem>'''.'''
 
== Структура ==
Известны несколько полиморфных модификаций диоксида марганца и его гидратированных форм. Диоксид марганца, как и многие другие диоксиды, имеет кристаллическую структуру [[рутил]]а ([[пиролюзит]], или <small><chem>\beta - MnO_2</chem></small>), где атомы металла занимают центры [[октаэдр]]ов, а координационное число атомов кислорода равно трём. Для диоксида марганца характерен недостаток кислорода, его нестехиометричный состав достигается за счет вакансий в подрешетке кислорода. <!-- Это сложное твердое соединение относится к недавно полученному методу диоксида марганца в [[Органический синтез|органическом синтезе]].--> У α-модификации диоксида марганца очень открытая структура, содержащая «каналы», в которых могут размещаться атомы некоторых металлов, например, [[серебро|серебра]] или [[Барий|бария]]. <small><chem>\alpha - MnO_2</chem></small>, вслед за структурно родственным минералом, часто называют [[голландит]]ом.
 
== Археология ==
* Красящие вещества, обнаруженные во время раскопок в [[пещера Ласко|пещере Ласко]] и образцы, взятые с некоторых [[Наскальная живопись|наскальных изображений]], соответствовали диоксиду марганца<ref>''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.</ref>.
* Учёные определили, что кусочки чёрных камней из пещеры Пеш-де-Лазе на юге Франции, сложены исключительносостоят из диоксида марганца. Возможно, [[неандертальцы]] использовали этот минерал в качестве окислителя и катализатора реакций окисления и горения<ref>[{{Cite web |url=https://www.nkj.ru/news/28360/ |title=Неандертальская химия] |access-date=2016-03-07 |archive-date=2016-03-07 |archive-url=https://web.archive.org/web/20160307235752/https://www.nkj.ru/news/28360/ |deadlink=no }}</ref>.
 
== Применение ==
* Применяется для промышленного производства [[Марганец|марганца]];
* Деполяризатор в [[марганцево-цинковый элемент|марганец-цинковых элементах]] питания;
* Компонент минеральных [[пигмент]]ов;
* Осветлитель стекла.
 
== Примечания ==
Строка 69 ⟶ 83 :
 
== Литература ==
* ''Ахметов  Н.  С.'' «Общая и неорганическая химия» М.: Высшая школа, 2001
* Неорганическая химия под редакцией Ю. Д. Третьякова; Химия переходных элементов Кн. 1
* {{ВТ-ЭСБЕ|Пиролюзит|[[:w:Земятченский, Пётр Андреевич|П.&nbsp;З.]]|том=XXIIIa|страницы=653—654}}
* {{ВТ-ЭСБЕ|Полианит|том=доп. II|страницы=436}}
 
{{Оксиды}}
{{Соединения марганца}}
 
[[Категория:Оксиды марганца|марганца(IV)]]
[[Категория:Амфотерные оксиды|марганца(IV)]]
Источник — https://ru.wikipedia.org/wiki/Оксид_марганца(IV)