三氧化二锰

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三氧化二锰
IUPAC名
dimanganese trioxide
别名 氧化锰(III)
识别
CAS号 1317-34-6  ✓
PubChem 14824
SMILES
RTECS OP915000
性质
化学式 Mn2O3
摩尔质量 157.8743 g/mol g·mol⁻¹
外观 棕色或黑色晶体
密度 4.5 g/cm3
熔点 888 °C(1161 K)
溶解性 0.00504 g/100 mL (α型)
0.01065 g/100 mL (β型)
结构
晶体结构 立方晶系, cI80[1]
空间群 Ia-3, No. 206
热力学
ΔfHmo298K −971 kJ·mol−1[2]
So298K 110 J·mol−1·K−1[2]
危险性
NFPA 704
NFPA 704.svg
0
1
0
 
相关物质
其他阴离子 三氟化锰三乙酸锰
其他阳离子 三氧化二铬三氧化二铁
若非注明,所有数据均出自一般条件(25 ℃,100 kPa)下。

三氧化二锰是一种无机化合物,化学式为Mn2O3

制备[编辑]

在800℃以下将二氧化锰于空气中灼烧可以得到α-Mn2O3(更高温度得到Mn3O4[3],在600-800℃空气中加热Mn2+硝酸盐草酸盐碳酸盐也能得到α-Mn2O3[4]。γ-Mn2O3氢氧化锰(II)的脱水氧化制得。[3] 很多制备纳米晶体Mn2O3的方法已有报道,如通过氧化Mn2+盐或还原MnO2制备。[5][6][7]

需要注意的是,Mn2O3和MnOOH并不是相同的,MnOOH在空气中加热,会在约300℃时产生MnO2[8]

物理性质[编辑]

结构[编辑]

三氧化二锰和其它过渡金属氧化物不同,并不采取刚玉(Al2O3)的结构[3]。已知它有常见的α型和γ型[9],和在高压下有着CaIrO3结构的晶型。[10]α-Mn2O3是黑色固体,为斜方晶系,晶格常数a=941.2pm、b=941pm、c=942.3pm,Néel温度约为80K。[4]γ-Mn2O3则是立方密排结构,Néel温度为39K。[11]

化学性质[编辑]

三氧化二锰是一种氧化剂,可以将盐酸氧化为氯气[12]

Mn2O3 + 6 HCl(稀) —Δ→ 2 MnCl2 + Cl2↑ + 3 H2O

和浓硫酸反应,则放出氧气[12]

2 Mn2O3 + H2SO4(浓) —Δ→ 4 MnSO4 + O2↑ + 4 H2O

参考资料[编辑]

  1. ^ Otto H.H., Baltrasch R., Brandt H.J. Further evidence for Tl3+ in Tl-based superconductors from improved bond strength parameters involving new structural data of cubic Tl2O3. Physica C. 1993, 215: 205. doi:10.1016/0921-4534(93)90382-Z. 
  2. ^ 2.0 2.1 Zumdahl, Steven S. Chemical Principles 6th Ed.. Houghton Mifflin Company. 2009: A22. ISBN 0-618-94690-X. 
  3. ^ 3.0 3.1 3.2 Greenwood, N. N.; Earnshaw, A. Chemistry of the Elements 2nd. Oxford:Butterworth-Heinemann. 1997. ISBN 0-7506-3365-4. 
  4. ^ 4.0 4.1 谢高阳 等. 无机化学丛书 第九卷 锰分族 铁系 铂系. 科学出版社, 2012.3. pp 31
  5. ^ Shuijin Lei, Kaibin Tang, Zhen Fang, Qiangchun Liu, Huagui Zheng. Preparation of α-Mn2O3 and MnO from thermal decomposition of MnCO3 and control of morphology. Materials Letters. 2006, 60: 53. doi:10.1016/j.matlet.2005.07.0. 
  6. ^ Zhong-Yong Yuan, Tie-Zhen Ren, Gaohui Du, Bao-Lian Su. A facile preparation of single-crystalline α-Mn2O3 nanorods by ammonia-hydrothermal treatment of MnO2. Chemical Physics Letters. 2004, 389: 83. doi:10.1016/j.cplett.2004.03.064. 
  7. ^ Navin Chandra, Sanjeev Bhasin, Meenakshi Sharma and Deepti Pal. A room temperature process for making Mn2O3 nano-particles and γ-MnOOH nano-rods. Materials Letters. 2007, 61 (17): 3728. doi:10.1016/j.matlet.2006.12.024. 
  8. ^ Thomas Kohler, Thomas Armbruster, Eugen Libowitzky. Hydrogen Bonding and Jahn-Teller Distortion in Groutite,α-MnOOH, and Manganite,γ-MnOOH, and Their Relations to the Manganese Dioxides Ramsdellite and Pyrolusite. Journal of Solid State Chemistry. 1997, 133 (2): 486–500. doi:10.1006/jssc.1997.7516. 
  9. ^ Wells A.F. (1984) Structural Inorganic Chemistry 5th edition Oxford Science Publications ISBN 0-19-855370-6
  10. ^ High Pressure Phase transition in Mn2O3 to the CaIrO3-type Phase Santillan, J.; Shim, S. American Geophysical Union, Fall Meeting 2005, abstract #MR23B-0050
  11. ^ Kim S. H, Choi B. J,Lee G.H., Oh S. J., Kim B., Choi H. C., Park J, Chang Y. Ferrimagnetism in γ-Manganese Sesquioxide (γ−Mn2O3) Nanoparticles. Journal of the Korean Physical Society. 2005, 46 (4): 941. 
  12. ^ 12.0 12.1 曹忠良, 王珍云. 无机化学反应方程式手册. 湖南科学技术出版社, 1985.9. pp.302 【Mn2O3