Оксид марганца(IV): различия между версиями

Оксид марганца(IV)
Оксид марганца(IV)
Общие
Систематическое; наименование	Диоксид марганца
Хим. формула
Физические свойства
Состояние	черные тетрагональные кристаллы
Молярная масса	86,9368 г/моль
Плотность	5,026 г/см³
Термические свойства
	Температура
• разложения	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	InChI=1S/Mn.2O NUJOXMJBOLGQSY-UHFFFAOYSA-N
RTECS	OP0350000
ChEBI	136511
Номер ООН	1479
ChemSpider	14117
Безопасность
NFPA 704	1 1 2 OX
	Приведены данные для стандартных условий (25 °C, 100 кПа), если не указано иное.
	Медиафайлы на Викискладе

Интерактивная навигация по истории

(Показать все непатрулированные изменения)

[непроверенная версия]

← Предыдущая правка

Содержимое удалено Содержимое добавлено

ВизуальныйВики-текст

Линейный

Текущая версия от 07:09, 6 февраля 2024

Окси́д ма́рганца(IV) (диокси́д марганца) ${\ce {MnO2}}$ — порошок тёмно-коричневого цвета, нерастворимый в воде. Наиболее устойчивое соединение марганца, широко распространённое в земной коре (минерал пиролюзит).

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:

{\ce {4HCl + MnO2 -> MnCl2 + Cl2 ^ + 2H2O}}

.

С серной и азотной кислотами ${\ce {MnO2}}$ разлагается с выделением кислорода:

{\ce {2MnO2 + 2H2SO4 -> 2MnSO4 + O2 ^ + 2H2O}}

.

При взаимодействии с сильными окислителями диоксид марганца окисляется до соединений ${\ce {Mn^{+7}}}$ и ${\ce {Mn^{+6}}}$ :

{\ce {3MnO2 + KClO3 + 6KOH -> 3K2MnO4 + KCl + 3H2O}}

.

Диоксид марганца проявляет амфотерные свойства. Так, в концентрированных сернокислых растворах образует сульфат марганца(IV):

{\ce {MnO2 + 2H2SO4 -> Mn(SO4)2 + 2H2O}}

.

А при сплавлении с щелочами и основными оксидами MnO₂ выступает в роли кислотного оксида, образуя соли — манганиты:

{\ce {MnO2 + CaO -> CaMnO3}}

.

Является катализатором разложения пероксида водорода:

{\ce {2H2O2 ->[{\ce {MnO2}}] 2H2O + O2 ^}}

.

При нагревании выше 530 °C разлагается:

{\ce {4MnO2->[530^{\circ }{\text{C}}]2Mn2O3\ +O2}}

.

Получение

В лабораторных условиях получают термическим разложением перманганата калия с образованием манганата калия и кислорода:

{\ce {2KMnO4->[t] K2MnO4 \ + MnO2\ + O2 ^}}

.

Также можно получить реакцией перманганата калия с пероксидом водорода. На практике образовавшийся ${\ce {MnO2}}$ каталитически разлагает пероксид водорода, вследствие чего реакция до конца не протекает:

{\ce {2KMnO4 + H2O2 -> 2KOH + 2MnO2 + 2O2 ^}}

.

При температуре выше 100 °C восстановлением перманганата калия водородом:

{\ce {2KMnO4 + 2H2 ->[t] K2MnO4 + MnO2 + 2H2O}}

.

Структура

Известны несколько полиморфных модификаций диоксида марганца и его гидратированных форм. Диоксид марганца, как и многие другие диоксиды, имеет кристаллическую структуру рутила (пиролюзит, или ${\ce {\beta - MnO_2}}$ ), где атомы металла занимают центры октаэдров, а координационное число атомов кислорода равно трём. Для диоксида марганца характерен недостаток кислорода, его нестехиометричный состав достигается за счет вакансий в подрешетке кислорода. У α-модификации диоксида марганца очень открытая структура, содержащая «каналы», в которых могут размещаться атомы некоторых металлов, например, серебра или бария. ${\ce {\alpha - MnO_2}}$ , вслед за структурно родственным минералом, часто называют голландитом.

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, состоят из диоксида марганца. Возможно, неандертальцы использовали этот минерал в качестве окислителя и катализатора реакций окисления и горения^[2].

Применение

Применяется для промышленного производства марганца;
Деполяризатор в марганец-цинковых элементах питания;
Компонент минеральных пигментов;
Осветлитель стекла.

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 (неопр.). Дата обращения: 7 марта 2016. Архивировано 7 марта 2016 года.

Литература

Ахметов Н. С. «Общая и неорганическая химия» М.: Высшая школа, 2001
Неорганическая химия под редакцией Ю. Д. Третьякова; Химия переходных элементов Кн. 1
П. З. Пиролюзит // Энциклопедический словарь Брокгауза и Ефрона : в 86 т. (82 т. и 4 доп.). — СПб., 1898. — Т. XXIIIA (46): Петропавловский — Поватажное. — С. 653—654.
Полианит // Энциклопедический словарь Брокгауза и Ефрона : в 86 т. (82 т. и 4 доп.). — СПб., 1906. — Т. доп. II. — С. 436.

[1] 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.

[2] Неандертальская химия (неопр.). Дата обращения: 7 марта 2016. Архивировано 7 марта 2016 года.

[1]

[2]

@@ Строка 1: / Строка 1: @@
 {{Вещество
- | картинка                  =
+ | картинка                  = Оксид марганца(IV).png
+ | картинка малая            = Модель оксида марганца(IV).png
- | картинка3D =
  | изображение               = Manganese(IV) oxide.jpg
  | хим. имя = Диоксид марганца
- | хим. формула =  MnO<sub>2</sub>
+ | хим. формула =  <small><chem>MnO2</chem></small>
  | молярная масса = 86,9368
  | темп. плавления =
@@ Строка 17: / Строка 17: @@
  | конст. диссоц. кислоты =
  | состояние = черные тетрагональные кристаллы
- | основность =
  | кинематическая вязкость =
  | теплоёмкость =
@@ Строка 23: / Строка 22: @@
  | теплота парообразования =
 }}
-'''Оксид марганца(IV)''' ('''диоксид марганца''') <chem>MnO2</chem> — порошок тёмно-коричневого цвета, нерастворимый в воде. Наиболее устойчивое соединение [[Марганец|марганца]], широко распространённое в земной коре (минерал [[пиролюзит]]).
+'''Окси́д ма́рганца(IV)''' ('''диокси́д марганца''') <small><chem>MnO2</chem></small> — 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 кислотами проявляет окислительные свойства, например, окисляет концентрированную [[соляная кислота|соляную]] кислоту до [[хлор]]а:
+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:
-: <chem>4HCl + MnO2 -> MnCl2 + Cl2 ^ + 2H2O</chem>.
+: <chem>4HCl + MnO2 -> MnCl2 + Cl2 ^ + 2H2O</chem>'''.'''
-С [[Серная кислота|серной]] и [[Азотная кислота|азотной]] кислотами <chem>MnO2</chem> разлагается с выделением кислорода:
-: <chem>2MnO2 + 2H2SO4 -> 2MnSO4 + O2 ^ + 2H2O</chem>.
+С [[Серная кислота|серной]] и [[Азотная кислота|азотной]] кислотами <small><chem>MnO2</chem></small> разлагается с выделением [[кислород]]а:
-При взаимодействии с сильными окислителями диоксид марганца окисляется до соединений <chem>Mn^{7+}</chem> и <chem>Mn^{6+}</chem>:
-: <chem>3MnO2 + KClO3 + 6KOH -> 3K2MnO4 + KCl + 3H2O</chem>.
+: <chem>2MnO2 + 2H2SO4 -> 2MnSO4 + O2 ^ + 2H2O</chem>'''.'''
-Диоксид марганца проявляет амфотерные свойства. Так, в концентрированных сернокислых растворах образует [[сульфат марганца(IV)]]:
-: <chem>MnO2 + 2H2SO4 -> Mn(SO4)2 + 2H2O</chem>.
+При взаимодействии с сильными окислителями диоксид марганца окисляется до соединений <small><chem>Mn^{+7}</chem></small> и <small><chem>Mn^{+6}</chem></small>:
-А при сплавлении с щелочами и основными оксидами MnO<sub>2</sub> выступает в роли кислотного оксида, образуя соли — [[манганиты]]:
-: <chem>MnO2 + CaO -> CaMnO3</chem>.
+: <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>.
+: <chem>2H2O2 ->[\ce{MnO2}] 2H2O + O2 ^</chem>'''.'''
-При нагревании выше 530°C разлагается:
-:<chem>4MnO2->[530^\circ\text{C}] 2Mn2O3\ + O2</chem>.
+При нагревании выше {{nobr|530 °C}} разлагается:
+: <chem>4MnO2->[530^\circ\text{C}] 2Mn2O3\ + O2</chem>'''.'''
 == Получение ==
-В лабораторных условиях получают термическим разложением [[перманганат калия|перманганата калия]]:
+В лабораторных условиях получают термическим разложением [[перманганат калия|перманганата калия]] с образованием [[Манганат калия|манганата калия]] и [[кислород]]а:
-:<chem>2KMnO4->[t] K2MnO4 \ + MnO2\ + O2 ^</chem>.
+: <chem>2KMnO4->[t] K2MnO4 \ + MnO2\ + O2 ^</chem>'''.'''
-Также можно получить реакцией перманганата калия с пероксидом водорода. На практике образовавшийся <chem>MnO2</chem> каталитически разлагает пероксид водорода, вследствие чего реакция до конца не протекает.
-: <chem>2KMnO4 + H2O2 -> 2KOH + 2MnO2 + 2O2 ^</chem>.
+Также можно получить реакцией перманганата калия с [[Пероксид водорода|пероксидом водорода]]. На практике образовавшийся <small><chem>MnO2</chem></small> каталитически разлагает пероксид водорода, вследствие чего реакция до конца не протекает:
-При температуре выше 100°C восстановлением перманганата калия водородом:
-:<chem>2KMnO4 + 2H2 ->[t] K2MnO4 + MnO2 + 2H2O</chem>.
+: <chem>2KMnO4 + H2O2 -> 2KOH + 2MnO2 + 2O2 ^</chem>'''.'''
+При температуре выше {{nobr|100 °C}} восстановлением перманганата калия [[Вода|водородом]]:
+: <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>.
+* 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 исключительно из диоксида марганца. Возможно, [[неандертальцы]] использовали этот минерал в качестве окислителя и катализатора реакций окисления и горения<ref>[https://www.nkj.ru/news/28360/ Неандертальская химия]</ref>.
+* Учёные определили, что кусочки чёрных камней из пещеры Пеш-де-Лазе на юге Франции, состоят 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 марганца;
+* Применяется для промышленного производства [[Марганец|марганца]];
+* Деполяризатор в [[марганцево-цинковый элемент|марганец-цинковых элементах]] питания;
-* Как деполяризатор в «батарейках» (сухих гальванических элементах);
-* Компонент минеральных пигментов;
+* Компонент минеральных [[пигмент]]ов;
 * Осветлитель стекла.
@@ Строка 71: / Строка 83: @@
 == Литература ==
-* Ахметов Н. С. «Общая и неорганическая химия» М.: Высшая школа, 2001
+* ''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}}
+* {{ВТ-ЭСБЕ|Полианит|том=доп. II|страницы=436}}
+{{Оксиды}}
 {{Соединения марганца}}
 [[Категория:Оксиды марганца|марганца(IV)]]
 [[Категория:Амфотерные оксиды|марганца(IV)]]

п о р Оксиды
H₂O
Li₂O LiCoO₂ Li₃PaO₄ Li₅PuO₆ Ba₂LiNpO₆ LiAlO₂ Li₃NpO₄ Li₂NpO₄ Li₅NpO₆ LiNbO₃	BeO											B₂O₃	С₃О₂ C₁₂O₉ CO C₁₂O₁₂ C₄O₆ CO₂	N₂O NO N₂O₃ N₄O₆ NO₂ N₂O₄ N₂O₅	O	F
Na₂O NaPaO₃ NaAlO₂ Na₂PtO₃	MgO											AlO Al₂O₃ NaAlO₂ LiAlO₂ AlO(OH)	SiO SiO₂	P₄O P₄O₂ P₂O₃ P₄O₈ P₂O₅	S₂O SO SO₂ SO₃	Cl₂O ClO₂ Cl₂O₆ Cl₂O₇
K₂O K₂PtO₃ KPaO₃	CaO Ca₃OSiO₄ CaTiO₃	Sc₂O₃	TiO Ti₂O₃ TiO₂ TiOSO₄ CaTiO₃ BaTiO₃	VO V₂O₃ V₃O₅ VO₂ V₂O₅	FeCr₂O₄ CrO Cr₂O₃ CrO₂ CrO₃ MgCr₂O₄	MnO Mn₃O₄ Mn₂O₃ MnO(OH) Mn₅O₈ MnO₂ MnO₃ Mn₂O₇	FeCr₂O₄ FeO Fe₃O₄ Fe₂O₃	CoFe₂O₄ CoO Co₃O₄ CoO(OH) Co₂O₃ CoO₂	NiO NiFe₂O₄ Ni₃O₄ NiO(OH) Ni₂O₃	Cu₂O CuO CuFe₂O₄ Cu₂O₃ CuO₂	ZnO	Ga₂O Ga₂O₃	GeO GeO₂	As₂O₃ As₂O₄ As₂O₅	SeOCl₂ SeOBr₂ SeO₂ Se₂O₅ SeO₃	Br₂O Br₂O₃ BrO₂
Rb₂O RbPaO₃ Rb₄O₆	SrO	Y₂O₃ YOF YOCl	ZrO(OH)₂ ZrO₂ ZrOS Zr₂О₃Сl₂	NbO Nb₂O₃ NbO₂ Nb₂O₅ Nb₂O₃(SO₄)₂ LiNbO₃	Mo₂O₃ Mo₄O₁₁ MoO₂ Mo₂O₅ MoO₃	TcO₂ Tc₂O₇	Ru₂O₃ RuO₂ Ru₂O₅ RuO₄	RhO Rh₂O₃ RhO₂	PdO Pd₂O₃ PdO₂	Ag₂O Ag₂O₂	Cd₂O CdO	In₂O InO In₂O₃	SnO SnO₂	Sb₂O₃ Sb₂O₄ Hg₂Sb₂O₇ Sb₂O₅	TeO₂ TeO₃	I₂O₄ I₄O₉ I₂O₅
Cs₂O Cs₂ReCl₅O	BaO BaPaO₃ BaTiO₃ BaPtO₃		HfO(OH)₂ HfO₂	Ta₂O TaO TaO₂ Ta₂O₅	WO₂Br₂ WO₂ WO₂Cl₂ WOBr₄ WOF₄ WOCl₄ WO₃	Re₂O ReO Re₂O₃ ReO₂ Re₂O₅ ReO₃ Re₂O₇	OsO Os₂O₃ OsO₂ OsO₄	Ir₂O₃ IrO₂	PtO Pt₃O₄ Pt₂O₃ PtO₂ K₂PtO₃ Na₂PtO₃ PtO₃	Au₂O AuO Au₂O₃	Hg₂O HgO (Hg₃O₂)SO₄ Hg₂O(CN)₂ Hg₂Sb₂O₇ Hg₃O₂Cl₂ Hg₅O₄Cl₂	Tl₂O Tl₂O₃	Pb₂O PbO Pb₃O₄ Pb₂O₃ PbO₂	BiO Bi₂O₃ Bi₂O₄ Bi₂O₅	PoO PoO₂ PoO₃	At
Fr	Ra		Rf	Db	Sg	Bh	Hs	Mt	Ds	Rg	Cn	Nh	Fl	Mc	Lv	Ts
		↓
		La₂O₂S La₂O₃	Ce₂O₃ CeO₂	PrO Pr₂O₂S Pr₂O₃ Pr₆O₁₁ PrO₂	NdO Nd₂O₂S Nd₂O₃ NdHO	Pm₂O₃	SmO Sm₂O₃	EuO Eu₃O₄ Eu₂O₃ EuO(OH) Eu₂O₂S	Gd₂O₃	Tb	Dy₂O₃	Ho₂O₃ Ho₂O₂S	Er₂O₃	Tm₂O₃	YbO Yb₂O₃	Lu₂O₂S Lu₂O₃ LuO(OH)
		Ac₂O₃	UO₂ UO₃ U₃O₈	PaO PaO₂ Pa₂O₅ PaOS	ThO₂	NpO NpO₂ Np₂O₅ Np₃O₈ NpO₃	PuO Pu₂O₃ PuO₂ PuO₃ PuO₂F₂	AmO₂	Cm₂O₃ CmO₂	Bk₂O₃	Cf₂O₃	Es	Fm	Md	No	Lr

Оксид марганца(IV): различия между версиями

Текущая версия от 07:09, 6 февраля 2024

Содержание

Химические свойства

Получение

Структура

Археология

Применение

Примечания

Литература

Навигация

Оксид марганца(IV): различия между версиями

Текущая версия от 07:09, 6 февраля 2024

Химические свойства

Получение

Структура

Археология

Применение

Примечания

Литература

Навигация

Поиск