二氧化锰

中文名称:二(自然界以软锰矿形式存在),物理性状:黑色无定形粉末,或黑色斜方晶体,溶解性: 难溶于水、弱酸、弱碱、硝酸、冷酸,溶于热浓盐酸而产生气。

基本信息

中文名称二氧化锰

CASNO.1313-13-9

中文别名 过氧化锰;氧化锰;二氧化锰/活性沉淀;五氧化二锰;二氧化锰 MANGANESE(Ⅳ) OXIDE;软锰矿;化学二氧化锰;五氧化二锰(IV);五氧化二锰, ACTIVATED, TECH., MN 58% MIN

英文名称 Manganese(IV) oxide[1]英文别名 ACTIVATED MANGANESE DIOXIDE; BLACK MANGANESE OXIDE; MANGANESE(+4)OXIDE; MANGANESE BINOXIDE; MANGANESE BIOXIDE; MANGANESE DIOXIDE; MANGANESE DIOXIDE, ACTIVATED; MANGANESE (IV) DIOXIDE; MANGANESE(IV) OXIDE ACTIVATED; MANGANESE(IV) OXIDE ON CARRIER; MANGANESE OXIDE; MANGANESE PEROXIDE; MANGANESE SUPEROXIDE; PYROLUSITE; Bog manganese; bogmanganese; Braunstein; Bruinsteen; C.I. 77728

EINECS215-202-6

化学式MnO₂

分子量86.94

物理性质

 

外观与性状

黑色或黑棕色结晶或无定形粉末。

熔点

535℃(分解)

相对密度(水=1)

5.03

沸点

535℃

溶解性

不溶于水,不溶于硝酸。[2]

化学性质

酸碱性:二氧化锰是两性氧化物,它是一种常温下非常稳定的黑色粉末状固体可作为干电池的去极化剂。存实验室常利用它的氧化性,和浓HCl作用以制取氯气:

二氧化锰在酸件介质中是一种强氧化剂

二氧化锰是[MnO₂]八面体, 氧原子在八面体角顶上,锰原子在八面体中, [MnO₂]八面体共棱连接形成单链或双链, 这些链和其它链共顶,形成空隙的隧道结构,八面体或成六方密堆积, 或成立方密堆积。

二氧化锰是一种两性氧化物,存在对应的BaMnO3或者SrMnO3这样的矿结构的形式上的盐(通过熔碱体系中的化合反应得到),也存在四氯化锰。

还原剂时,表现为氧化性。如将二氧化锰放到气流中加热至1400K得到氧化锰;将二氧化锰放在氨气流中加热,得到棕黑色的三氧化二锰;将二氧化锰跟浓盐酸反应,则得到l氯化锰、氯气和水。

遇强氧化剂时,还表现为还原性。如将二氧化锰,和硝酸钾或氯酸钾混合熔融,可得到暗绿色熔体,将熔体溶于水冷却可得六价锰的化合物锰酸钾。在酸件介质中是一种强氧化剂。

强氧化剂,自身不燃烧,但助燃,不要和易燃物放置一起。[3]

在氯酸钾[KClO3]分解、双氧水(过氧化氢,H2O2)分解的反应中作催化剂:

应用领域

用作干电池去极剂,合成工业的催化剂和氧化剂,玻璃工业和搪瓷工业的着色剂、消色剂、脱剂等。用于制造金属锰、特种合金、锰铁铸件、防毒面具和电子材料铁氧体 等。另外,还可用于橡胶工业以增加橡胶的粘性。还可在化学实验中用做催化剂。

有机合成用途

二氧化锰在有机化学之中十分有用。被用于氧化物的二氧化锰的形态不一,因为二氧化锰有多个结晶形态,化学式可以写成MnO₂-x(H₂O)n,其中x介乎0至0.5之间,而n可以大于0。二氧化锰可在不同pH下的高锰酸钾(KMnO₄)和硫酸锰(MnSO₄)的反应之中产生。啡色的二氧化锰沉淀物很干和很活跃。最有效的有机溶剂包括芳香性物质、四氯化碳、醚、四氢呋喃和酯类等。

其中一个二氧化锰专用的化学反应是将醇类转化为酮类。即使该醇类中有双键,也不会被二氧化锰所氧化:cis-RCH=CHCH2OH + MnO2 → cis-RCH=CHCHO + H2O + MnO

当中的产物即使有多活跃也不会再被氧化。二醇类可被二氧化锰氧化为二酮。其他二氧化锰的反应极之多,可用在氧化出胺、芳香物和三醇等。

实验室用途

用做过氧化氢(双氧水)分解制氧气时的催化剂。

用做加热氯酸钾分解制氧气时的催化剂。

与单质铝粉发生铝热反应,制得锰。

用作颜料、黄色玻璃等。

与热的浓盐酸反应制取氯气。

与熔融苛性钾(氢氧化钾)在空气中反应制取锰酸钾。

 

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