Dióxido de manganês | |||
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Identificação | |||
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Nome IUPAC | Dióxido de manganês | ||
Sinônimos |
CI 77728 |
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N o CAS | |||
N o ECHA | 100.013.821 | ||
N o EC | 215-202-6 | ||
SORRISOS |
[Mn] (= O) = O , |
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InChI |
InChI: InChI = 1 / Mn.2O / rMnO2 / c2-1-3 |
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Aparência | pó preto a marrom. | ||
Propriedades quimicas | |||
Fórmula bruta |
Mn O 2 [Isômeros] |
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Massa molar | 86,9368 ± 0,0006 g / mol Mn 63,19%, O 36,81%, |
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Propriedades físicas | |||
Fusão T ° | decompõe-se a 535 ° C | ||
Solubilidade | em quase nenhuma água; solúvel em HCl e H 2 O 2, |
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Massa volumica | 5,03 g · cm -3 a 20 ° C , 5,026 g · cm -3 por Perry's | ||
Termoquímica | |||
S 0 sólido | 53,1 J / mol K | ||
Δ f H 0 sólido | -520,9 kJ / mol | ||
Cristalografia | |||
Sistema de cristal | quadrático ou tetragonal | ||
Estrutura típica | TiO 2 tetragonal | ||
Precauções | |||
SGH | |||
![]() Aviso H302, H332, H302 : Nocivo por ingestão H332 : Nocivo por inalação |
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WHMIS | |||
![]() ![]() C, D2B, C : Material oxidante D2B : Material tóxico causando outros efeitos tóxicos Divulgação em 1,0% de acordo com a lista de divulgação de ingredientes |
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NFPA 704 | |||
0 2 1 BOI | |||
Transporte | |||
55 : material muito oxidante (favorece o fogo) Número ONU : 1479 : SÓLIDO OXIDANTE, Classe NSA : 5.1 Etiqueta: 5.1 : Substâncias oxidantes Embalagem: Grupo de embalagem II : substâncias moderadamente perigosas; ![]() |
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Unidades de SI e STP, salvo indicação em contrário. | |||
O dióxido de manganês , ou óxido de manganês (IV) , é o composto químico da fórmula Mn O 2. É o composto de manganês oxidado mais importante economicamente.
Este corpo químico composto de Mn preto (IV), insolúvel na prática em água, existe em pelo menos cinco variedades. Geralmente vem no laboratório como um pó preto a marrom. Este corpo é um óxido anfotérico , muitas vezes não estequiométrico , perde por efeito de aquecimento um átomo de oxigênio a partir de 230 ° C , deixando em princípio o óxido de mangnês III e não o monóxido de manganês . O dióxido é, portanto, facilmente destruído pelo calor, portanto, ao aquecer em um recipiente fechado a 500 ° C e depois a 890 ° C, ele libera ainda mais gás oxigênio .
12 MnO 2pó sólido → 6 Mn 2 O 3sesquióxido de manganês + 3 O 2gás oxigênio → 4 Mn 3 O 4óxido de sal dos Antigos + 4 O 2Os cristais romboédricos são solúveis em ácido clorídrico , mas insolúveis em ácido nítrico e acetona . O pó catalisa efetivamente a decomposição do peróxido de hidrogênio .
Este óxido, que é um dos principais minerais do manganês , existe naturalmente na forma do mineral pirolusita , do preto ao cinza escuro. Possui estrutura reticular tetragonal, na maioria das vezes maciça e fibrosa, pulverulenta ou filarial, às vezes em crosta fibrosa, mas há uma variedade prateada e uma bela variedade de morfologia botrióide, sendo esta última resultante da pseudomorfose da manganita .
Mas nunca foi encontrado por químicos e mineralogistas em dendritos, apesar da literatura antiga ou moderna que convenientemente os chama de "dendrita de manganês (óxido) (hidratado)", ou indevidamente "dendrita de dióxido de manganês". Manganês "ou no sentido antigo" psilomelano ". É verdade que a análise química parcial permite demonstrar o dióxido de manganês. Mas os dendritos de manganês realmente vêm de outros minerais, como birnessita (Na, Ca) 0,5 (Mn IV , Mn III ) 2 O 4 1,5 H 2 O, nsutite (Mn IV , Mn II ) (O, OH) 2, Todorokita (Na, Ca, K, Ba, Sr) 1-x (Mn, Mg, Al) 6 O 12 3-4 h 2 Setc. ... espécies minerais frequentemente associadas, conhecidas como "grupo de criptomelanos ".
Não está excluído que o dióxido de manganês às vezes esteja presente em pequenas quantidades no coração de nódulos de manganês situados no fundo dos oceanos , mesmo que estes sejam principalmente enrolamentos verdadeiros de camadas de hidróxidos de ferro e manganês, com uma infinidade de outros hidróxidos ou oxihidróxidos de vários elementos metálicos (Si, Al, Ni, Cu, Co, Na, Ca, Mg, Ti, Ba ...).
Cristais romboédricos de dióxido de manganês MnO 2 pode ser obtido por oxidação em massa do corpo único ou metal manganês no ar, dependendo da reação:
Mn + O 2 sólidoGás MnO 2Pode ser obtido triturando cristais naturais selecionados de pirolusita ou, melhor ainda, aquecendo nitrato de manganês (II) sob uma corrente de ar acima de 500 ° C.
Hoje, o dióxido de manganês purificado é obtido principalmente por eletrólise de solução aquosa de sulfato de manganês (II) . Os íons manganosos Mn 2+ são oxidados no ânodo em Mn 3+ - cátions que, bastante instáveis, se dismutam em Mn 2+ - e Mn 4+ . Assim, o dióxido de manganês (IV) é depositado no ânodo.
Existe também uma infinidade de dióxido (s) de manganês, grande parte dele feito por eletroquímicos, especialistas em cátodos de células e baterias alcalinas.
As principais aplicações do MnO 2 são baterias secas, como baterias alcalinas e baterias Zn-Cd . Em 1976, essa aplicação correspondia a um consumo de meio milhão de toneladas de pirolusita por ano . Na década de 1990, um quarto da produção em massa de dióxido de manganês era usado em células secas. O outro quarto foi usado para fazer derivados purificados da química do manganês, como o MnO, MnSO 4que é um intermediário para a obtenção do metal Mn por eletrólise ... Cerca de 17% em massa foram usados como pigmentos inorgânicos para ladrilhos e cerâmicas. A fabricação de oxidantes, em particular o massivo para o setor do urânio , exigia 10% em massa de dióxido de manganês. Os requisitos de soldagem chegaram a mais de 8%. O setor de química orgânica ainda empregava 5%, enquanto a fabricação de derivados de permanganato usava 3%. Os cerca de 7% restantes foram divididos em usos múltiplos.
O uso em pilhas alcalinas e baterias experimentou um crescimento espetacular desde 1990. O chamado setor eletroquímico, que compreende pilhas e baterias de dióxido de lítio / manganês, é agora amplamente predominante. MnO 2 também é usado como um material de eletrodo supercapacitor .
O dióxido de manganês é um pigmento preto, usado em cerâmica. É utilizado na fabricação de telhas.
No passado, o dióxido de manganês era usado para produzir oxigênio (com montagem por deslocamento de água ) e uma ampla gama de cloretos de branqueamento, ainda é usado para fabricar vários corpos oxidantes, moderados ou poderosos. É usado para tratamento de água em estações de purificação.
O MnO 2 é usado como catalisador em laboratório para a preparação de oxigênio a partir do clorato de potássio ; é uma das experiências clássicas no ensino básico de química. Também catalisa a decomposição do peróxido de hidrogênio :
Também é usado na produção de permanganatos por fusão alcalina oxidativa, como o permanganato de potássio KMnO 4 .
Em química orgânica, usamos dióxido de manganês ativado produzido de acordo com a equação:
MnCl 2 + KMnO 4 + H 2 O → MnO 2É um oxidante seletivo: os álcoois alílicos , benzílicos e propargílicos são oxidados mais rapidamente do que os álcoois saturados. A oxidação ocorre em água , acetona ou diclorometano . No entanto, esta oxidação tem as desvantagens de exigir um grande excesso de MnO 2 (às vezes mais de 40 equivalentes), longos tempos de reação e a dificuldade em remover o MnO 2 altamente ativado.
MnO 2também está envolvido na síntese de manganato de potássio (K 2 MnO 4) K 2 MnO 4é assim obtido derretendo óxido de manganês (IV) na presença de hidróxido de potássio e um agente oxidante como o salitre (nitrato de potássio, KNO 3 ) ou perclorato de potássio (KClO 4 ). O manganato de potássio pode ser purificado por destilação a vácuo para dar cristais verdes escuros ( prismas ortorrômbicos ). O manganato de potássio (VI) é solúvel apenas em álcalis ; em condições não alcalinas, é desproporcional em permanganato de potássio e óxido de manganês (IV), de acordo com a equação:
3 MnO 4 2- + 4 H + 2 MnO 4 - + MnO 2 (s) + 2 H 2 ONo passado, os óleos usados para diluir as cores ficavam mais secos pelo aquecimento com dióxido de manganês fervente.
Minérios de dióxido de manganês também são usados na preparação de ferromanganês .
O dióxido de manganês é uma substância usada anteriormente para purificar aços no processo Bessemer . É usado para preparar certas superligas do tipo ferro-manganês por sinterização de óxidos.
O dióxido de manganês - antes conhecido como sabão de vidro - era usado para purificar o vidro dessas impurezas coloridas e principalmente de manchas de material carbonáceo, em baixas doses. O uso em doses mais altas pode manchar o vidro de roxo.
Os dados toxicológicos deste produto foram atualizados pelo INRS em 2015.