Tlenek manganu(IV)

Tlenek manganu(IV)
Nazewnictwo Nomenklatura systematyczna (IUPAC) konst. ditlenek manganu, tlenek(2−) manganu(4+), tlenek manganu(4+), tlenek manganu(IV) Inne nazwy i oznaczenia Stocka tlenek manganu(IV) inne dawniej: dwutlenek manganu; zwycz.: braunsztyn
Ogólne informacje
Wzór sumaryczny	MnO2
Masa molowa	86,94 g/mol
Wygląd	czarne kryształy
Minerały	piroluzyt, polionit, psylomelan
Identyfikacja
Numer CAS	1313-13-9
PubChem	14801
InChI InChI=1S/Mn.2O Key=NUJOXMJBOLGQSY-UHFFFAOYSA-N
Właściwości Gęstość 5,08 g/cm³; ciało stałe Rozpuszczalność w wodzie nierozpuszczalny Temperatura topnienia 535 °C (rozkład)
Niebezpieczeństwa Karta charakterystyki: dane zewnętrzne firmy Sigma-Aldrich Globalnie zharmonizowany system klasyfikacji i oznakowania chemikaliów Na podstawie podanego źródła Uwaga Zwroty H H302, H332 Zwroty P brak zwrotów P Europejskie oznakowanie substancji oznakowanie ma znaczenie wyłącznie historyczne Na podstawie podanego źródła Szkodliwy (Xn) Zwroty R R20/22 Zwroty S S25 NFPA 704 Na podstawie podanego źródła 0 1 0   Numer RTECS OP0350000 Dawka śmiertelna LD50 > 3478 mg/kg (szczur, doustnie)
Podobne związki
Podobne związki	MnO, Mn2O3, Mn2O7
Jeżeli nie podano inaczej, dane dotyczą stanu standardowego (25 °C, 1000 hPa)

piroluzyt

Tlenek manganu(IV) (ditlenek manganu), MnO₂ – nieorganiczny związek chemiczny z grupy tlenków, w którym mangan występuje na IV stopniu utlenienia.

Otrzymywanie

Tlenek manganu(IV) można otrzymać przez ogrzewanie azotanu manganu(II) (Mn(NO₃)₂) do temperatury 145–160 °C. W jeszcze wyższych temperaturach, powyżej 500 °C, rozkłada się do Mn₂O₃ i wolnego tlenu.

Występowanie

Tlenek manganu(IV) jest głównym składnikiem braunsztynu, najważniejszej rudy manganu. Minerały zawierające MnO₂ to piroluzyt, polionit, psylomelan.

Właściwości

W temperaturze pokojowej jest ciałem stałym o barwie szaroczarnej, brunatnoczarnej lub czarnej. Wykazuje cechy amfoteryczne. Dawniej znany był jako antychlor, ponieważ wypiera wolny chlor z chlorków i kwasu solnego:

MnO₂ + 4 HCl → MnCl₂ + Cl₂ + 2H₂O

Stało się to podstawą metody otrzymywania chloru na skalę przemysłową poprzez reakcję gorącego kwasu solnego z piroluzytem.

Tlenek manganu(IV) jest katalizatorem niektórych reakcji, m.in. rozkładu nadtlenku wodoru, a w mieszaninie z tlenkiem miedzi(II) przyspiesza utlenianie tlenku węgla do dwutlenku węgla, co wykorzystywane jest do oczyszczania powietrza (np. w pochłaniaczach masek przeciwgazowych).

Hydrat tlenku manganu(IV) ma postać czarnej lub brunatnej substancji, strącającej się z roztworów soli manganu(II) pod wpływem podchlorynów lub podbrominów, a także przy redukcji w środowisku obojętnym lub zasadowym nadmanganianem potasu.

Zastosowania

Dodawany bywa w przemyśle szklarskim do stopionej masy szklanej w celu odbarwiania szkła. Tworzą się wówczas krzemiany manganu(III) przy równoczesnym utlenianiu niewielkich ilości węgla i siarczków. Ponadto czerwonofioletowa barwa krzemianu manganu(III) dopełnia się do zieleni krzemianów żelaza(II), przez co maskowana jest zielona barwa szkła.

Stosowany jest w ogniwach (bateriach jednorazowych), np. w ogniwach Leclanchégo i ogniwach alkalicznych. Pełni w nich rolę odpowiednio depolaryzatora i utleniacza w reakcjach katodowych:

ogniwo Leclanchégo: 2MnO₂ + H₂ → Mn₂O₃ + H₂O

ogniwo alkaliczne: 2MnO₂ + H₂O + 2e^– → Mn₂O₃ + 2OH^–

Z piroluzytu można otrzymać metaliczny mangan przez redukcję tego związku glinem. Metoda ta jednak nie daje dobrych rezultatów, jeśli niezbędny jest metal o większej czystości. Do tego celu stosuje się elektrolizę soli manganu.