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二氧化锰

王朝百科·作者佚名  2010-02-08  
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二氧化锰

一.物理常数

中文名称:二氧化锰(自然界以软锰矿形式存在)

英文名称:manganese dioxide

分子式: MnO2

分子量: 86.94

物理性状:黑色无定形粉末,或黑色斜方晶体

熔点: 390℃

沸点: 535℃

相对密度:5.026(水=1)

溶解性: 难溶于水、弱酸、弱碱;不溶于水、硝酸、冷硫酸,溶于冷盐酸而产生氯

二.化学性质分子结构

是[MnO2 ]八面体, 氧原子在八面体角顶上, 锰原子在八面体中, [MnO2]八面体共棱连接形成单链或双链, 这些链和其它链共顶,形成空隙的隧道结构, 八面体或成六方密堆积, 或成立方密堆积[1]。

氧化性

一种两性氧化物:

遇还原剂时,表现为氧化性。如将二氧化锰放到氢气流中加热至1400K得到一氧化锰;将二氧化锰放在氨气流中加热,得到棕黑色的三氧化二锰;将二氧化锰跟浓盐酸反应,则得到二氯化锰和氯气。

遇强氧化剂时,还表现为还原性。如将二氧化锰,碳酸钾和硝酸钾或氯酸钾混合熔融,可得到暗绿色熔体,将熔体溶于水冷却可得六价锰的化合物锰酸钾。在酸件介质中是一种强氧化剂。

强氧化剂,本身不燃烧,但助燃,不要和易燃物放置一起。

三.用途大量用于炼钢,并用于制玻璃,陶瓷,搪瓷,干电池以及用作催化剂等

可作为干电池的去极化剂。存实验室常利用它的氧化性,与浓盐酸(HCl)混合加热制备氯气(Cl2):

MnO2 + 4HCl(浓) = MnCl2 + Cl2↑ + 2H2O

另也可作为催化剂与过氧化氢、氯酸钾等反应产生氧气。

通过加热高锰酸钾可以制得。

做催化剂与氯酸钾反应时并不是单纯的催化,而是会与原物质反应,最后又生成了二氧化锰。反应过程中可能生成了高锰酸钾和氯气

二氧化锰不能和稀盐酸反应.浓盐酸中H+和Cl-的浓度大,还原性强,在加热条件下能被MnO2氧化,生成Cl2;随反应进行,H+和Cl-的浓度逐渐减小,还原性逐渐减弱,当达到一定程度时,MnO2就不可以氧化Cl-了。因此二氧化锰和稀盐酸不会反应。在热浓硫酸中放出氧而成硫酸锰。与苛性钠和氧化剂共熔生成锰酸盐。能溶于丙酮

有机物的合成

二氧化锰在有机化学之中十分有用。被用于氧化物的二氧化锰的形态不一,因为二氧化锰有多个结晶形态,化学式方面可以写成MnO2-x(H2O)n,其中x介乎0至0.5之间,而n可以大于0。二氧化锰可在不同pH下的高锰酸钾(KMnO4)和硫酸锰(MnSO4)的反应之中产生。啡色的二氧化锰沈淀物很干和很活跃。最有效的有机溶剂包括芳香性物质、氯化碳、醚、四氢呋喃和酯类等。

其中一个二氧化锰专用的化学反应是将醇类转化为酮类。即使该醇类中有双键,也不会被二氧化锰所氧化:

cis-RCH=CHCH2OH + MnO2 → cis-RCH=CHCHO + H2O + MnO

当中的产物即使有多活跃也不会再被氧化。二醇类可被二氧化锰氧化为二酮。其他二氧化锰的反应极之多,可用在氧化出胺、芳香物和三醇等。

其他用途

二氧化锰亦可以用做过氧化氢(H2O2)的分解。其催化效果如下:

2H2O2=(MnO2在等号上面)2H2O+O2↑

2MnO3 = 2MnO2 + O2↑

二氧化锰也被用作颜料、有色玻璃等。

层状二氧化锰(δ-MnO2)的每个正八面体整齐的排列在层板上的结构,其分子组成具有如下通式:AxMn2+y(H2O)z[2] 。由于晶层内的八面体片有广泛的类质同象替代, 从而使晶层带净负电荷。因此,水合阳离 子(Na + 、K+ 、Ca2 + 、Mg2 + ) 可以占据层间域以补偿这种负电荷。

二氧化锰的性质

;与浓硫酸反应有氧气生成;与浓盐酸反应有氯气生成。二氧化锰与熔融苛性钾在空气中反应生成锰酸钾(K2MnO4)。二氧化锰用于干电池、玻璃和陶瓷的着色剂、制锰等。

四.毒性急性毒性、慢性中毒、诱变性、致癌性、致畸性

氧化锰粉尘可引起人的锰尘肺。高价锰氧化物,不论侵入机体的途径,其毒性作用对大脑有损伤。

五.防护措施二氧化锰在手上可以用草酸清洗,但要浓度小的

在烧瓶可以用热的浓盐酸 反应方程式为:

MnO2+4HCl(浓)=MnCl2+Cl2+2H2O

因为残渣毕竟是少量的 产生的CL2对环境危害不大

 
 
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