Марганца оксиды

Важнейшие соединения марганца

Оксид марганца (II) MnO. Встречаетсяв природе в виде минерала манганозита. Парамагнитные зеленые кубическиекристаллы с решеткой типа NaCl. tпл=1780°С,плотность равна 5,091 г/см3. Мало растворим в воде.

Обладаеткислотными свойствами. При нагревании на воздухе может переходить в MnO2,Mn2O3, Mn3O4. Получаютпрокаливанием гидроксида, карбоната или нитрата марганца (II), восстановлениемоксидов марганца.

Применяют в качестве катализатора реакций органической химии.

Гидроксид марганца (II)Mn(OH)2. Встречается в природе в виде минерала пирохроита.Студнеобразный белый осадок. Мало растворим в воде. Проявляет слабо основныесвойства. Окисляется на воздухе. Молярная электропроводность при бесконечномразведении при 25оС равна 503,6 Cм.см2/моль. Получают обработкой солей марганца (II) щелочами.

Фторид марганца (II) MnF2. Розовыететрагональные кристаллы с решеткой типа рутила. tпл=923°С,tкип=2027°С, плотность равна3,92 г/см3. Мало растворим в воде, в спирте, эфире, аммиаке. Растворяетсяв сильных кислотах при нагревании.

Восстанавливается водородом дометаллического марганца. Молярная электропроводность при бесконечном разведениипри 25оС равна 217,8 Cм.см2/моль.

Получаютнагреванием (NH4)2[MnF4] до 300оС,действием фтороводорода на металлический марганец, нагретый до красногокаления.

Хлорид марганца (II) MnCl2.Парамагнитные розовые гексагональные кристаллы с кристаллической решеткойтипа CdCl2, расплываются на воздухе. При высушивании кристаллыбелеют. tпл=650°С, tкип=1231°С, плотность равна 2,977 г/см3. Растворяется в воде и спирте, малоо растворим в эфире и аммиаке.

Восстанавливается водородом до металлического марганца. Обладаеткаталитическими свойствами. Известны кристаллогидраты MnCl2.nН2О(n=1, 2, 4, 6). Молярная электропроводность при бесконечном разведении при 25оСравна 259,7 Cм.см2/моль.

Получают обработкой сухимхлором металлического марганца, действием газообразного HCl на MnO или MnCO3,а также дегидратацией кристаллогидратов.

Бромид марганца (II) MnBr2.Парамагнитные расплывающиеся на воздухе розовые пластинчатые гексагональныекристаллы с кристаллической решеткой типа CdI2. tпл=698°С, плотность равна 4,385 г/см3.

Хорошо растворяется в воде и мало растворим в жидком аммиаке. Известныкристаллогидраты MnBr2.nН2О (n=1, 2, 4, 6).Молярная электропроводность при бесконечном разведении при 25оСравна 263,2 Cм.см2/моль.

Получают действием паровброма на металлический марганец.

Сульфид марганца (II) MnS. Существуетв виде трех различных кристаллических модификаций. Устойчивая модификация a-MnS встречается в природе в виде минералаалабандина (или марганцевой обманки). Зеленые кубические гранецентрированныекристаллы с решеткой типа NaCl. tпл=1615°С, плотность равна 3,9 г/см3.

Под действием паров воды иразбавленных кислот разлагается с выделением сероводорода. Получают обработкойсолей марганца (II) сульфидом аммония или щелочного металла, восстановлениемMnCO3 серой. Метастабильную модификацию b-MnS получают обработкой разбавленных растворов солей марганца(II) сульфидами щелочных металлов или сероводородом.

Розовыегранецентрированные кубические кристаллы с кристаллической решеткой типа ZnS.На воздухе под действием света кристаллы быстро темнеют, разлагаются слабымикислотами, превращаются в a-MnS принагревании с СО при 320оС. Метастабильную модификацию g-MnS получают барботированием сероводородачерез раствор MnCl2.4H2O.

Розовыегексагональные кристаллы с кристаллической решеткой типа вюртцита. В результатенагревания в инертной атмосфере g-MnSпревращается в a-MnS.

Сульфат марганца (II) MnSO4.Бесцветный, горький на вкус порошок. tпл=700°С,плотность равна 3,19 г/см3. Растворяется в воде, мало растворимв спирте. Разлагается при нагревании.

Известны кристаллогидраты MnSО4.nН2О(n=2, 4, 5, 7). Молярная электропроводность при бесконечном разведении при 25оСравна 267 Cм.см2/моль.

Получают дегидратацией кристаллогидратовили нагреванием MnO2 с FeSO4.

Нитрат марганца (II) Mn(NO3)2.Розовато-белые мелкие кристаллы. Растворяется в воде и жидком аммиаке.Разлагается при нагревании выше 195оС. Известны кристаллогидратыMn(NO3)2.nН2О (n=1, 2, 3, 4, 6).Молярная электропроводность при бесконечном разведении при 25оСравна 249,92 Cм.см2/моль. Получают дегидратациеймоногидратов или нагреванием смеси MnO2 с NH4NO3.

Карбонат марганца (II) MnCO3.Встречается в природе в виде минерала родохрозита (марганцевый шпат).Розоватые ромбоэдрические кристаллы. Плотность равна 3,125 г/см3. Мало растворим в воде.

Известны кристаллогидраты MnСО3.nН2О(n=1/2, 2). Молярная электропроводность при бесконечном разведении при 25оСравна 245,6 Cм.см2/моль.

Получают нагреваниемраствора карбоната или бикарбоната натрия или карбоната кальция с хлоридоммарганца (II).

Соединения трехвалентного марганца.

Оксид марганца (III) Mn2O3.Встречается в природе в виде минерала браунита. Парамагнитное красно-коричневоевещество. Плотность равна 4,57-4,60 г/см3. Превращается в Mn3O4нагреванием на воздухе.

Обладает основными или слабо кислотными свойствами.Растворяется в плавиковой кислоте. Неустойчив в сильно щелочной среде.

Получаютокислением MnO, восстановлением MnO2 или Mn3O4,прокаливанием карбоната, нитрата марганца (II) на воздухе.

Гидроксид марганца (III) Mn2O3.H2Oили MnOOH. Встречается в природе в виде минерала манганита.Парамагнитные серые моноклинные кристаллы. Плотность равна 4,335 г/см3. При нагревании разлагается до Mn2О3. Под действием разбавленныхкислот диспропорционирует. Получают действием газообразного хлора или KMnO4на суспензию MnCO3 в воде.

Фторид марганца (III) MnF3.Красные моноклинные кристаллы. tпл=1077°С, плотность равна 3,54 г/см3. Получают действием фтора наметаллический марганец.

Хлорид марганца (III) MnCl3.Коричневые кристаллы. Растворяется в органических растворителях. Неустойчивв присутствии следов воды. Разлагается на MnCl2 и хлор при -40оС.

Сульфат марганца (III) Mn2(SO4)3.Гигроскопичные темно-зеленые тетраэдрические кристаллы. Плотность равна3,24 г/см3. Устойчив в отсутствие влаги. Мало растворим вконцентрированной серной кислоте. Обладает окислительными свойствами. Получаютнагреванием MnO2 с концентрированной серной кислотой при 138оС.

Соединения четырехвалентного марганца.

Оксид марганца (IV) MnO2.Встречается в природе в виде минералов пиролюзита, рамзделита, псиломеланаи криптомелана. Твердое парамагнитное черное вещество амфотерного характера,обладающее как окислительными, так и восстановительными свойствами.

Припрокаливании на воздухе образует Mn2O3 и Mn3O4.Получают прокаливанием на воздухе нитрата марганца (II), окислением солеймарганца (II) в щелочной среде хлором, бромом, гидролизом солей марганца (IV),восстановлением KMnO4 в щелочной среде.

Применяют для изготовлениястекол, в качестве адсорбента, в качестве катализатора и деполяризатора.

Сульфид марганца (IV) MnS2.Встречается в природе в виде минерала гауерита. Коричнево-красные иличерно-коричневые парамагнитные кристаллы. Плотность равна 3,71 г/см3. Устойчив в сухом воздухе, медленно разлагается во влажном воздухе.Получают нагреванием смеси MnSO4 с полисульфидом щелочного металла вводном растворе.

Соединения шестивалентного марганца.

Оксид марганца (VI) MnO3.Получают в виде пурпурно-красных (фиолетовых) паров при нагревании зеленогораствора, образующегося при растворении КMnО4 в концентрированнойсерной кислоте. При конденсировании пурпурно-красных паров получаюттемно-красную массу с характерным запахом, вызывающим кашель; при 50оСона разлагается на MnO2 и кислород.

Соединения семивалентного марганца.

Оксид марганца (VII) Mn2O7.Темно-зеленые кристаллы. Устойчив при -5оС. tпл=5,9°С. Растворяется без разложенияв концентрированной уксусной кислоте. Получают действием концентрированнойсерной кислоты на перманганат калия.

Перманганат калия (VII) KMnO4.Пурпурные орторомбические призматические кристаллы. Плотность равна 2,703г/см3. Устойчив на воздухе. Растворяется в воде, жидком аммиаке,пиридине и метаноле. Разлагается при нагревании выше 200оС.

Обладаетокислительными свойствами. Молярная электропроводность при бесконечномразведении при 25оС равна 134,8 Cм.см2/моль.

Получают длительным кипячением K2MnO4 в воде, действиемразбавленных кислот, хлора и озона на K2MnO4,электролитическим окислением растворов манганатов.

Литература

1. Турова Н.Я. Справочные таблицы по неорганической химии. «Химия». Л. 1977. -116 с.

2. Рипан Р., Четяну И. Неорганическая химия. Том 1. -М.: «Мир». 1971. -560 с.; Рипан Р., Читяну И. Неорганическая химия. Том 2. -М.: «Мир». 1972. -872 с.

3. Термические константы веществ. /Под ред. В.П. Глушко, ВИНИТИ. -М.:, 1965-1981. Вып. I-X.

4. Краткий справочник физико-химических величин. /Под ред. А.А. Равделя и А.М. Пономаревой. -Л.: Химия. 1983.

К элементумарганец

< Назад в периодическую систему>

Оксиды марганца. Способы получения диоксида марганца

• Провести анализ литературы по физическим и химическим свойствам, методикам получения, способам применения марганца и оксидов марганца,;
• Изучить свойства оксидов марганца;
• Раскрыть технологии получения доксида марганца и выявить наиболее эффективную;
• Провести расчёты.                                                                                                                                                                                                                    

Оксиды марганца

Кислородные соединения марганца так многочисленны и разнообразны по свойствам, как ни для одного другого элемента; известны следующие — MnО, Mn3O4, Mn2O3, MnО2, MnО3, Mn2O7.

Состав высшего оксида определяет положение Марганца в 7-й группе периодической системы.

Низший окисел есть основание; соли, отвечающие MnО, закиси, получаются при действии кислот и на металлический Марганец, и на все его окислы, при чем из высших выделяется лишний кислород

Mnnоm + 2nHX = nМnХ2 + nН2O + (m−n)O;

при употреблении соляной кислоты выделяется хлор: MnnОm + 2mHCl = nMnCl2 + mH2O + (m−n)Cl2.

При комнатной температуре могут существовать все оксиды, при нагревании постоянен один — Mn3O4; при нагревании на паяльной лампе в тигле при доступе воздуха МnО поглощает кислород, а МnО2 теряет его, также и Мn2О3 — в обоих случаях образуется Мn3О4, а потому при количественном анализе применяется взвешивание в виде этого окисла; высшие окислы МnО3 и Мn2О7 в свободном виде очень непостоянны, даже при обыкн. темп. Основные свойства МnО очень значительны; по мере накопления кислорода основные свойства слабеют, но они могут быть подмечены даже для Мn2О7; с другой стороны, МnО2, будучи основанием крайне слабым, проявляет уже свойства слабого кислотного окисла; ангидридные свойства МnО3 и особенно Мn2О7 вполне резко выражены.

Закись марганца удобнее всего получается при нагревании в струе водорода высших окислов или углекислого марганца в виде зеленоватого порошка; она превращается в прозрачные, зеленые, блестящие октаэдры, если водород, в котором ее нагревают, содержит некоторое количество хлористого водорода; эти кристаллы, не изменяя формы, превращаются в Мn3О4 при нагревании на воздухе. Гидрат закиси Мn(ОН)2 осаждается щелочами из растворов солей закиси в виде белого осадка, быстро буреющего на воздухе вследствие окисления. По химическим свойствам МnО очень походит на MgO; основные свойства МnО резче; соли МnХ2 сходны то с солями MgX2, то с солями FeX2, NiX2, CuX2.

Таблица 1. Оксиды марганца

Таблица2. Оксид марганца(II)

Таблица 3. Оксид марганца(II,III)

Таблица 4. Оксид марганца(II,IV)

Таблица 5. Оксид марганца(III)

Таблица 6. Оксид марганца(IV)