Оксид марганца(IV)

Оксид марганца​(IV)​
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
Температура
• разложения	535 °C
Энтальпия
• образования	-521,5 кДж/моль
Химические свойства
Растворимость
• в воде	в воде 0 (при 0 °C)
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

Оксид марганца(IV) (диоксид марганца) MnO₂ — порошок тёмно-коричневого цвета, нерастворимый в воде. Наиболее устойчивое соединение марганца, широко распространённое в земной коре (минерал пиролюзит).

Химические свойства

При обычных условиях ведет себя довольно инертно. При нагревании с кислотами проявляет окислительные свойства, например, окисляет концентрированную соляную кислоту до хлора:

${\mathsf {4HCl+MnO_{2}\rightarrow MnCl_{2}+Cl_{2}\uparrow +2H_{2}O}}$

С серной и азотной кислотами MnO₂ разлагается с выделением кислорода:

${\mathsf {2MnO_{2}+2H_{2}SO_{4}\rightarrow 2MnSO_{4}+O_{2}\uparrow +2H_{2}O}}$

При взаимодействии с сильными окислителями диоксид марганца окисляется до соединений Mn⁷⁺ и Mn⁶⁺:

${\mathsf {3MnO_{2}+KClO_{3}+6KOH\rightarrow 3K_{2}MnO_{4}+KCl+3H_{2}O}}$

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

${\mathsf {MnO_{2}+2H_{2}SO_{4}\rightarrow Mn(SO_{4})_{2}+2H_{2}O}}$

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

${\mathsf {MnO_{2}+CaO\rightarrow CaMnO_{3}}}$

Является катализатором разложения пероксида водорода:

${\mathsf {2H_{2}O_{2}{\xrightarrow[{}]{MnO_{2}}}2H_{2}O+O_{2}\uparrow }}$

Получение

В лабораторных условиях получают термическим разложением перманганата калия:

${\mathsf {2KMnO_{4}{\xrightarrow[{}]{^{o}t}}K_{2}MnO_{4}+MnO_{2}+O_{2}}}$

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

${\mathsf {2KMnO_{4}+H_{2}O_{2}\rightarrow 2KOH+2MnO_{2}+2O_{2}\uparrow }}$

При температуре выше 100 °C восстановлением перманганата калия водородом:

${\mathsf {2KMnO_{4}+2H_{2}\rightarrow K_{2}MnO_{4}+MnO_{2}+2H_{2}O}}$

Археология

• Красящие вещества, обнаруженные во время раскопок в пещере Ласко и образцы, взятые с некоторых наскальных изображений, соответствовали диоксиду марганца.
• 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.

Литература

• Ахметов Н. С. «Общая и неорганическая химия» М.:Высшая школа, 2001
• Неорганическая химия под редакцией Ю. Д. Третьякова; Химия переходных элементов Кн.1