Какие свойства проявляет mno2
![Какие свойства проявляет mno2 Какие свойства проявляет mno2 thumbnail](https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/0/0e/%D0%9C%D0%BE%D0%B4%D0%B5%D0%BB%D1%8C_%D0%BE%D0%BA%D1%81%D0%B8%D0%B4%D0%B0_%D0%BC%D0%B0%D1%80%D0%B3%D0%B0%D0%BD%D1%86%D0%B0%28IV%29.png/1200px-%D0%9C%D0%BE%D0%B4%D0%B5%D0%BB%D1%8C_%D0%BE%D0%BA%D1%81%D0%B8%D0%B4%D0%B0_%D0%BC%D0%B0%D1%80%D0%B3%D0%B0%D0%BD%D1%86%D0%B0%28IV%29.png)
Текущая версия страницы пока не проверялась опытными участниками и может значительно отличаться от версии, проверенной 28 января 2019;
проверки требуют 17 правок.
Оксид марганца(IV) (диоксид марганца) — порошок тёмно-коричневого цвета, нерастворимый в воде. Наиболее устойчивое соединение марганца, широко распространённое в земной коре (минерал пиролюзит).
Химические свойства[править | править код]
При обычных условиях диоксид марганца ведет себя довольно инертно. При нагревании с кислотами проявляет окислительные свойства, например, окисляет концентрированную соляную кислоту до хлора:
.
С серной и азотной кислотами разлагается с выделением кислорода:
.
При взаимодействии с сильными окислителями диоксид марганца окисляется до соединений и :
.
Диоксид марганца проявляет амфотерные свойства. Так, в концентрированных сернокислых растворах образует сульфат марганца(IV):
.
А при сплавлении с щелочами и основными оксидами MnO2 выступает в роли кислотного оксида, образуя соли — манганиты:
.
Является катализатором разложения пероксида водорода:
.
При нагревании выше 530°C разлагается:
.
Получение[править | править код]
В лабораторных условиях получают термическим разложением перманганата калия:
.
Также можно получить реакцией перманганата калия с пероксидом водорода. На практике образовавшийся каталитически разлагает пероксид водорода, вследствие чего реакция до конца не протекает.
.
При температуре выше 100°C восстановлением перманганата калия водородом:
.
Структура[править | править код]
Многие полиморфы диоксида марганца и гидратированных форм были предложены. Диоксид марганца, как и многие другие диоксиды, имеет кристаллическую структуру рутила (эта полиморфная форма называется) Способ кристаллизации, с трехкоординированным оксидом и октаэдрическим металлическим центром. Диоксид марганца является типичным некомпозитным соединением с вакансиями атомов кислорода. Это сложное твердое соединение относится к недавно полученному методу диоксида марганца в органическом синтезе. Следует отметить, что α-полиморф диоксида марганца имеет очень открытую структуру и имеет «каналы», в которых могут размещаться атомы металлов, такие как серебро или барий. После тесно связанных минералов,Его часто называют голландским.
Археология[править | править код]
- 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].
Применение[править | править код]
- Применяется для промышленного производства марганца;
- Как деполяризатор в «батарейках» (сухих гальванических элементах);
- Компонент минеральных пигментов;
- Осветлитель стекла.
Примечания[править | править код]
- ↑ 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[править | править код]
- 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.
МА́РГАНЦА ОКСИ́ДЫ, химич. соединения марганца с кислородом, соответствующие разл. степеням окисления марганца.
Оксид марганца(II) $ce{MnO}$ (монооксид) – серо-зелёные кристаллы; плотность 5180 кг/м3, tпл 1569 °C; антиферромагнетик; обладает полупроводниковыми свойствами. Встречается в природе в виде минерала манганозита. Проявляет слабые оснóвные свойства, практически нерастворим в воде и щелочах, хорошо растворим в кислотах с образованием солей $ce{Mn(II)}$, окисляется на воздухе при комнатной темп-ре, восстанавливается до $ce{Mn}$ водородом, алюминием, углеродом, оксидом углерода. Получают $ce{MnO}$ восстановлением $ce{Mn3O4}$ и $ce{MnO2}$ водородом или оксидом углерода $ce{CO}$ при 700–900 °C, разложением $ce{Mn(OH)2, MnC2O4, Mn(NO3)2, MnCO3}$ в инертной атмосфере при 300 °C и др. способами. Монооксид $ce{MnO}$ применяется при произ-ве керамики, микроудобрений, антиферромагнитных материалов и пр. Гидроксид $ce{Mn(OH)2}$ – слабое основание, малорастворим в воде.
Оксид марганца(III) $ce{Mn2O3}$ (сесквиоксид) – бурые кристаллы; плотность 4500 кг/м3, при нагревании выше 750 °C разлагается с выделением $ce{O2}$; парамагнетик. Существует в двух кристаллич. модификациях: при нагревании до 670 °C тетрагональная $α$-форма (в природе – минерал курнакит) переходит в кубическую $β$-форму (в природе – минерал биксбиит). Проявляет оснóвные свойства, практически нерастворим в воде. На воздухе медленно окисляется до $ce{MnO2}$, восстанавливается водородом при 300 °C до $ce{MnO}$, алюминием при нагревании – до $ce{Mn}$, в кислой среде диспропорционирует ($ce{Mn2O3 + 2H+ = MnO2 + Mn^2+ + H2O}$). Получают термическим разложением минералов марганца (гроутита, манганита). Гидроксид $ce{Mn(OH)3}$ – очень слабое основание, практически нерастворим в воде.
Двойной оксид марганца(III,IV) $ce{Mn3O4}$ – чёрно-коричневые кристаллы; при обычных условиях устойчива тетрагональная $α$-форма (в природе – минерал гаусманит); плотность 4856 кг/м3; $t_{пл}$ 1590 °C; парамагнетик; практически нерастворим в воде. Кислородом окисляется до $ce{Mn2O3}$, в атмосфере водорода при 500 °C восстанавливается до $ce{MnO}$. Образуется при нагревании до 1000 °C соединений $ce{Mn}$ на воздухе или в атмосфере кислорода, при термическом (при 950 °C) разложении $ce{MnO2}$. Применяется для получения ферритов, манганатов, как катализатор.
Диоксид марганца(IV) $ce{MnO2}$ – тёмно-серые или тёмно-коричневые кристаллы, наиболее распространённое в природе соединение $ce{Mn}$. Устойчива тетрагональная $β$-форма (в природе – минерал пиролюзит), плотность 5026 кг/м3; при температуре выше 580 °C разлагается; парамагнетик. Диоксид – нестехиометрическое соединение, в кристаллич. решётке всегда наблюдается недостаток кислорода. Обладает амфотерными свойствами; в воде и в щелочах практически нерастворим; при нагревании проявляет свойства окислителя (например, $ce{MnO2 + 4HCl — Cl2 +MnCl2 +2H2O}$); по отношению к более сильным окислителям в щелочной среде является восстановителем (образуется $ce{MnO_4^{2–}}$); при окислительном сплавлении $ce{MnO2}$ со щелочами образуются манганаты. Получают $ce{MnO2}$ восстановлением $ce{KMnO4}$ в нейтральной среде, электролизом солей $ce{Mn(II)}$ и др. способами. Диоксид марганца(IV) применяется для получения $ce{Mn}$ и его соединений, как деполяризатор в сухих гальванических элементах, окислитель (в химич. пром-сти, гидрометаллургии, органич. синтезе), в произ-ве кирпича, цветного стекла, катализаторов, сиккативов, красителей, красок и др.
Известны двойные и тройные оксиды марганца(IV); напр., путём сплавления пиролюзита $ce{MnO2}$ с оксидом кальция получены $ce{CaMnO3 , Ca2MnO4: и: Ca3 MnO8}$ . Тройные оксиды состава $ce{M^{I}_{1–x}M^{II}_{x}MnO3}$ со структурой перовскита ($ce{M^{I}}$ – редкоземельный элемент, $ce{M^{II}}$ – щёлочноземельный элемент, $x$ = 0,2–0,5), например $ce{Ca_{1–x}La_{x}MnO3}$, проявляют высокую электрич. проводимость и ферромагнитные свойства, причём электрич. сопротивление этих соединений уменьшается на неск. порядков при внесении их в магнитное поле.
Оксид марганца(VII) $ce{Mn2O7}$ (гептаоксид димарганца) – коричневая летучая гигроскопичная маслянистая жидкость, при охлаждении тёмно-зелёные кристаллы; $t_{пл}$ 5,9 °C, плотность 2400 кг/м3. Очень неустойчив: при медленном нагревании выше 55 °C разлагается с выделением $ce{O2}$ и образованием низших оксидов, разлагается со взрывом при механич. воздействии, в присутствии следов органич. веществ, при темп-ре выше 95 °C или больших скоростях нагревания взрывается; обладает кислотными свойствами; очень сильный окислитель (диэтиловый эфир, спирт и др. органич. вещества при соприкосновении с $ce{Mn2O7}$ воспламеняются). Получают при взаимодействии $ce{KMnO4}$ c концентрир. $ce{H2SO4}$ при охлаждении.