Оксид марганца(IV)

Оксид марганца(IV)
Общие
Систематическое наименование	Диоксид марганца
Химическая формула	MnO2
Физические свойства
Состояние (ст. усл.)	черные тетрагональные кристаллы
Отн. молек. масса	86,9368 а. е. м.
Молярная масса	86,9368 г/моль
Плотность	5,026 г/см³
Термические свойства
Температура разложения	535 °C
Энтальпия образования (ст. усл.)	-521,5 кДж/моль
Химические свойства
Растворимость в воде	в воде 0 (при 0 °C) г/100 мл
Классификация
Рег. номер CAS	[1313-13-9]

Оксид марганца(IV) (диоксид марганца) MnO₂ — порошок тёмно-коричневого цвета, нерастворимый в воде. Наиболее устойчивое соединение марганца, широко распространённое в земной коре (минерал пиролюзит).

Химические свойства

При обычных условиях ведет себя довольно инертно. При нагревании с кислотами проявляет окислительные свойства, например, окисляет концентрированную соляную кислоту до хлора:

$\mathsf{4HCl + MnO_2 \rightarrow MnCl_2 + Cl_2\uparrow + 2H_2O}$

С серной и азотной кислотами MnO₂ разлагается с выделением кислорода:

$\mathsf{2MnO_2 + 2H_2SO_4 \rightarrow 2MnSO_4 + O_2\uparrow + 2H_2O}$

При взаимодействии с сильными окислителями диоксид марганца окисляется до соединений Mn⁷⁺ и Mn⁶⁺:

$\mathsf{3MnO_2 + KClO_3 + 6KOH \rightarrow 3K_2MnO_4 + KCl + 3H_2O}$

Диоксид марганца проявляет амфотерные свойства. Так, при окислении сернокислого раствора соли MnSO₄ перманганатом калия в присутствии серной кислоты образуется чёрный осадок соли Mn(SO₄)₂.

$\mathsf{2KMnO_4 + 8H_2SO_4 + 3MnSO_4 \rightarrow 5Mn(SO_4)_2 + K_2SO_4 + 8H_2O}$

При сплавлении с щелочами и основными оксидами MnO₂ выступает в роли кислотного оксида, образуя соли манганиты:

$\mathsf{MnO_2 + CaO \rightarrow CaMnO_3}$

Является катализатором разложения пероксида водорода:

$\mathsf{2H_2O_2 \xrightarrow[]{MnO_2} 2H_2O + O_2\uparrow}$

Получение

В лабораторных условиях получают термическим разложением перманганата калия:

$\mathsf{2KMnO_4 \xrightarrow[]{^ot} K_2MnO_4 + MnO_2 + O_2}$

Также можно получить реакцией перманганата калия с пероксидом водорода. На практике эта реакция не представляет особого интереса т.к. образовавшийся MnO2 каталитически разлагает пероксид водорода, не оставляя возможности провести реакцию до конца.

$\mathsf{2KMnO_4 + H_2O_2 \rightarrow 2KOH + 2MnO_2 + 2O_2\uparrow}$

При температуре выше 100 °C восстановлением перманганата калия водородом:

$\mathsf{2KMnO_4 + 2H_2 \rightarrow K_2MnO_4 + MnO_2 + 2H_2O}$

Литература

• Ахметов Н. С. «Общая и неорганическая химия» М.:Высшая школа, 2001
• Неорганическая химия под редакцией Ю. Д. Третьякова; Химия переходных элементов Кн.1

См. также

• Пиролюзит
• Оксид марганца(II)
• Оксид марганца(II, III)
• Оксид марганца(III)
• Оксид марганца(VII)

Соединения марганца

Арсенид димарганца (Mn₂As) • Арсенид марганца (MnAs) • Ацетат марганца(II) (Mn(CH₃COO)₂) • Борид марганца (MnB) • Бромид марганца(II) (MnBr₂) • Гексакарбонил марганца (Mn(CO)₆) • Гидроксид марганца(II) (Mn(OH)₂) • Гидроортофосфат марганца(II) (MnHPO₄) • Декакарбонилдимарганец (Mn₂(CO)₁₀) • Диборид марганца (MnB₂) • Дигидроортофосфат марганца(II) (Mn(H₂PO₄)₂) • Динитрид пентамарганца (Mn₅N₂) • Динитрид тримарганца (Mn₃N₂) • Дисилицид марганца (MnSi₂) • Дифосфид тримарганца (Mn₃P₂) • Иодид марганца(II) (MnI₂) • Метагидроксид марганца (MnO(OH)) • Карбид тримарганца (Mn₃C) • Карбиды марганца • Карбонат марганца(II) (MnCO₃) • Манганат бария (BaMnO₄) • Манганат калия (K₂MnO₄) • Манганат натрия (Na₂MnO₄) • Марганцовая кислота (HMnO₄) • Метасиликат марганца(II) (MnSiO₃) • Нитрат марганца(II) (Mn(NO₃)₂) • Нитрид димарганца (Mn₂N) • Нитрид тетрамарганца (Mn₄N) • Оксид марганца(II) (MnO) • Оксид марганца(II,III) (Mn₃O₄) • Оксид марганца(II,IV) (Mn₅O₈) • Оксид марганца(III) (Mn₂O₃) • Оксид марганца(IV) (MnO₂) • Оксид марганца(VI) (MnO₃) • Оксид марганца(VII) (Mn₂O₇) • Ортосиликат марганца(II) (Mn₂SiO₄) • Ортофосфат марганца(II) (Mn₃(PO₄)₂) • Перманганат калия (KMnO₄) • Перманганат лития (LiMnO₄) • Перманганат натрия (NaMnO₄) • Перманганат серебра (AgMnO₄) • Пирофосфат марганца(II) (Mn₂P₂O₇) • Силицид димарганца (Mn₂Si) • Силицид марганца (MnSi) • Сульфат марганца(II) (MnSO₄) • Сульфат марганца(III) (Mn₂(SO₄)₃) • Сульфат марганца(IV) (Mn(SO₄)₂) • Сульфид марганца(II) (MnS) • Сульфид марганца(IV) (MnS₂) • Тетраоксоманганат(V) натрия (Na₃MnO₄) • Тиоцианат марганца(II) (Mn(SCN)₂) • Фосфид димарганца (Mn₂P) • Фосфид марганца (MnP) • Фосфид тетрамарганца (Mn₄P) • Фосфид тримарганца (Mn₃P) • Фторид марганца(II) (MnF₂) • Фторид марганца(III) (MnF₃) • Фторид марганца(IV) (MnF₄) • Хлорид марганца(II) (MnCl₂) • Хлорид марганца(III) (MnCl₃) Хлорид марганца(IV) (MnCl₄)