二氧化锰

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二氧化锰
IUPAC名
Manganese dioxide
Manganese(IV) oxide
别名 软锰矿
识别
CAS号 1313-13-9
EINECS 215-202-6
性质
化学式 MnO2
摩尔质量 86.9368 g·mol⁻¹
外观 黑色固体
密度 5.026 g/cm3 (固态)
熔点 535℃ 分解
溶解性 不可溶
热力学
ΔfHmo298K −520 kJ·mol−1[1]
So298K 53 J·mol−1·K−1[1]
危险性
欧盟危险性符号
有害有害 Xn
氧化性氧化性 O
警示术语 R:R20/22
安全术语 S:S2-S25
MSDS ICSC 0175
欧盟编号 025-001-00-3
NFPA 704
NFPA 704.svg
0
2
1
OX
相关物质
其他阴离子 二硫化锰
其他阳离子 二氧化锝
二氧化铼
相关化学品 一氧化锰
三氧化二锰
三氧化锰
七氧化二锰
若非注明,所有数据均出自一般条件(25 ℃,100 kPa)下。
泥质石灰岩裂口上产生的二氧化錳树枝状结晶

二氧化锰黑色棕色的固体,是锰最稳定的氧化物,经常出现于软锰矿锰结核中。二氧化锰主要用途为制造干电池,如碳锌电池碱性电池;也常在化学反应中作为催化剂,或作为酸性溶液中的强氧化剂。在1967年共使用了500000吨的软锰矿。二氧化锰也经常被用来制作高锰酸钾(KMnO4)。它常被用作有機化學中的氧化劑

锰的其他氧化物[编辑]

二氧化锰与氢氧化钠或者氢氧化钾熔融,并加入氧化物硝酸钾高氯酸钾时,在很短的时间内就能反应生成锰酸钾(K2MnO4)。其离子方程式如下:

\mathrm{2MnO}_2 + \mathrm{4OH}^- + \mathrm{O}_2 \longrightarrow \mathrm{2MnO_4^{2-}} + \mathrm{2H}_2\mathrm{O}

锰酸盐也可在酸性溶液中歧化为二氧化錳和高锰酸盐,反应如下:

\mathrm{3MnO_4^{2-}} + \mathrm{4H^{+}} \longrightarrow \mathrm{2MnO_4^{-}} + \mathrm{MnO}_2 + \mathrm{2H}_2\mathrm{O}

用于有机物的合成[编辑]

二氧化锰在有机化学中十分有用,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,化学式方面可以写成MnO2-x(H2O)n,其中x介于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活泼。最有效的有机溶剂包括芳香性物质、氯化碳、四氢呋喃类等。

其中一个二氧化锰专用的化学反应是将类转化为类,即使该醇类中有双键,也不会被二氧化锰所氧化:

\mathrm{cis-RCH=CHCH}_2\mathrm{OH} + \mathrm{MnO}_2 \longrightarrow  \mathrm{cis-RCH=CHCHO} + \mathrm{H}_2\mathrm{O} + MnO

当中的产物即使有多活跃也不会再被氧化,而二醇类可被二氧化锰氧化为二酮。其它二氧化锰的反应极之多,可用在氧化出芳香物和三醇等。

其他用途[编辑]

二氧化锰在实验室中还有很多用途,举例如下:

\mathrm{2H}_2\mathrm{O}_2 + \mathrm{2MnO}_2 \longrightarrow \mathrm{2MnO}_3 + \mathrm{2H}_2\mathrm{O}
\mathrm{2MnO}_3 \longrightarrow \mathrm{2MnO}_2 + \mathrm{O}_2 \uparrow
\mathrm{MnO}_2 + \mathrm{4HCl} (Concentrated) \longrightarrow \mathrm{MnCl}_2 + \mathrm{Cl}_2 \uparrow + \mathrm{2H}_2\mathrm{O}

二氧化锰在工业上的用途:

  • 二氧化锰也被用作颜料有色玻璃等。
  • 可用作制造锂二氧化锰电池或其他电池。用作干电池的去极化剂。
  • 可用作火柴的助燃剂
  • 合成磁性记录材料铁氧体MnFe2O4的原料。

参考文献[编辑]

  1. ^ 1.0 1.1 Zumdahl, Steven S. Chemical Principles 6th Ed.. Houghton Mifflin Company. 2009. A22. ISBN 0-618-94690-X. 

外部鏈接[编辑]