二氧化锰

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)
熔点	535 °C 分解
溶解度（水）	不可溶
热力学
ΔfHmo298K	−520.9 kJ/mol
So298K	53.1 J.K−1.mol−1
危险性
欧盟危险性符号 有害 Xn
警示术语	R：20/22
安全术语	S：2-25
NFPA 704	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，所有数据来自25 ℃，100 kPa。

泥質量石灰岩石的裂口上產生了的二氧化錳的樹脂書結晶

二氧化锰是一种呈黑色或棕色的固体，经常出现于软锰矿及锰结核中。二氧化锰主要用途为制造干电池，如碳锌电池和碱性电池；也常在化学反应中作为催化剂。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過锰酸钾（KMnO₄）。它常被用作有機化學中的氧化劑。

锰的其他氧化物

二氧化锰与氢氧化钠（NaOH）或者氢氧化钾（KOH）熔融，且加有一些氧化物如硝酸钾（KNO₃）或高氯酸钾（KClO₄）时，大约10分钟就会生成锰酸钾（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

二氧化錳在有機化學中十分有用。被用於氧化物的二氧化錳的形態不一，因為二氧化錳有多個結晶形態，化學式方面可以寫成MnO_2-x(H₂O)_n，其中x介於0至0.5之間，而n可以大於0。二氧化錳可在不同pH下的高锰酸钾（KMnO₄）和硫酸錳（MnSO₄）的反應之中產生。啡色的二氧化錳沉淀物很活泼。最有效的有機溶劑包括芳香性物質、氯化碳、醚、四氫呋喃和酯類等。

其中一個二氧化錳專用的化學反應是將醇類轉化為酮類。即使該醇類中有雙鍵，也不會被二氧化錳所氧化：

$\mathrm{cis-RCH=CHCH}_2\mathrm{OH} + \mathrm{MnO}_2 \longrightarrow \mathrm{cis-RCH=CHCHO} + \mathrm{2H}_2\mathrm{O} + MnO$

當中的產物即使有多活躍也不會再被氧化。二醇類可被二氧化錳氧化為二酮。其他二氧化錳的反應極之多，可用在氧化出胺、芳香物和三醇等。

其他用途

二氧化锰在实验室中还有很多用途，举例如下：

• 使用氯酸钾（KClO₃）制备氧气时，二氧化錳可以用作催化剂。
• 二氧化锰亦可以催化过氧化氢（H₂O₂）的分解。其催化效果如下：

$\mathrm{2H}_2\mathrm{O}_2 + \mathrm{2MnO}_2 \longrightarrow \mathrm{2MnO}_3 + \mathrm{2H}_2\mathrm{O}$

$\mathrm{2MnO}_3 \longrightarrow \mathrm{2MnO}_2 + \mathrm{O}_2 \uparrow$

• 与浓盐酸（HCl）混合加热制备氯气（Cl₂）：

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

• 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。

外部鏈接

• MnO₂在有机合成中的应用（英文）
• 锰及其化合物资料页（英文）
• MnO₂—PubChem（英文）
• 国际化学品安全卡0175（英文）