Oxid manganičitý

Technology

12 hours ago

Author

Albert Flores

Oxid manganičitý (chemický vzorec Mn O2) je jedním z oxidů manganu. V přírodě se vyskytuje jako načernalý nebo hnědý minerál pyroluzit (starším českým názvem burel). Čistý oxid manganičitý je černá práškovitá látka s výraznými redoxními schopnostmi, nerozpustná ve vodě ani v kyselině dusičné. Je však dobře rozpustná v kyselině chlorovodíkové za studena a za horka i v kyselině sírové a hydroxidu draselném.

Fyzikálně-chemické vlastnosti

Oxid manganičitý se při teplotě 535 °C rozkládá za vzniku oxidu manganitého Mn2O3 a kyslíku. Při teplotách blízkých 1 000 °C pokračuje rozklad na podvojnou sloučeninu se vzorcem Mn3O4 (oxid manganato-manganitý). +more Při ještě vyšších teplotách pokračuje rozklad až na oxid manganatý MnO.

: \mathsf{4\,MnO_2\ \xrightarrow{t}\ 2\,Mn_2O_3 + O_2}

: \mathsf{6\,Mn_2O_3\ \xrightarrow{t}\ 4\,Mn_3O_4 + O_2}

: \mathsf{2\,Mn_3O_4\ \xrightarrow{t}\ 6\,MnO + O_2}

Oxid manganičitý má silné redukční i oxidační schopnosti. Působením kyseliny chlorovodíkové dochází k jeho redukci za vzniku chloridu manganatého a uvolňuje se chlór (této reakce využil i Carl Wilhelm Scheele k první izolaci chlóru roku 1774):

: \mathsf{MnO_2 + 4\,HCl\ \to\ MnCl_2 + Cl_2 + 2\,H_2O}

Při působení horké kyseliny sírové na oxid manganičitý dochází dokonce k uvolnění kyslíku:

: \mathsf{2\,MnO_2 + 2\,H_2SO_4\ \to\ 2\,MnSO_4 + O_2 + 2\,H_2O}

Zahřátím směsi hydroxidu draselného, oxidu manganičitého a za probublávání vzduchem dochází k oxidaci na manganan draselný, který dále samovolně přechází na manganistan draselný (díky oxidu uhličitému obsaženém ve vzduchu) a vzniklý oxid manganičitý dále reaguje opět za vzniku mangananu:

: \mathsf{2\,MnO_2 + 4\,KOH + O_2\ \to\ 2\,K_2MnO_4 + 2\,H_2O}

: \mathsf{3\,K_2MnO_4 + 2\,CO_2\ \to\ 2\,KMnO_4 + 2\,K_2CO_3 + MnO_2}

Využití

Redukční schopnosti se dnes využívají nejvíce při výrobě manganistanu draselného KMnO4. Oxidační schopnosti se využívaly dříve při výrobě chlóru, horká kyselina chlorovodíková se lila na pyroluzit a uvolňoval se chlór.

Používá se mimo jiné v alkalických bateriích a zinko-uhlíkových článcích ve směsi s uhlíkem jako depolarizační činidlo, aby tak zabránil probíjení baterie naprázdno. .

Využívá se dále ke katalyzovanému rozkladu peroxidu vodíku v laboratořích na vývoj kyslíku:

: \mathsf{2H_2O_2\ \to\ 2H_2O + O_2}

V organické syntéze se využívá k oxidaci allylických alkoholů na příslušné aldehydy nebo ketony.

: \mathsf{cis{\text{-}}RCH{=}CHCH_2OH + MnO_2\ \to\ cis{\text{-}}RCH{=}CHCHO + MnO + H_2O}