Манган диоксид

Манган диоксид
	Назив според МСЧПХ Манган диоксид; Манган (IV) оксид
	Други називи Пиролизит, хипорксид на манган, црн оксид на манган
Назнаки
CAS-бр.	1313-13-9
ChEBI	CHEBI:136511
ChemSpider	14117
EC-број	215-202-6
	InChI InChI=1S/Mn.2O ; Клуч: NUJOXMJBOLGQSY-UHFFFAOYSA-N ;
3Д-модел (Jmol)	Слика
PubChem	14801
RTECS-бр.	OP0350000
	SMILES O=[Mn]=O ;
UNII	TF219GU161
Својства
Хемиска формула
Моларна маса	0 g mol−1
Изглед	Кафено-црн солид
Густина	5.026 g/cm3
Точка на топење
Растворливост во вода	нерастворлив
Магнетна чувствителност (χ)	+2280.0·10−6 cm3/mol
Структура
Кристална структура	Тетрагонална, tP6, No. 136
Просторна група	P42/mnm
Константа на решетката
Термохемија
Ст. енталпија на; образување ΔfHo298	−520.0 kJ·mol−1
Стандардна моларна; ентропија So298	53.1 J·mol−1·K−1
Специфичен топлински капацитет, C	54.1 J·mol−1·K−1
Опасност
	GHS-ознаки:
Пиктограми
Сигнални зборови	Предупредување
Изјави за опасност	H302, H332
Изјави за претпазливост	P261, P264, P270, P271, P301+P312, P304+P312, P304+P340, P312, P330, P501
NFPA 704	1 1 2 OX
Температура на запалување	535 °C (995 °F; 808 K)
Безбедносен лист	ICSC 0175
Слични супстанци
Други анјони	Манган дисулфид
Други катјони	Технециум диоксид; Рениум диоксид
Дополнителни податоци
	(што е ова?) (провери); Освен ако не е поинаку укажано, податоците се однесуваат на материјалите во нивната стандардна состојба (25 °C, 100 kPa)
	Наводи

Манган диоксид е неорганско соединение со формула MnO₂ . Оваа црна или кафеава цврста материја природно се јавува како минералот пиролузит, главната руда на манган. Главната употреба на MnO₂ е за батерии. MnO₂ исто така се користи како пигмент и како прекурсор за други соединенија на манган, како што е KMnO₄. MnO₂ има α- полиморф кој може да инкорпорира различни атоми и молекули на вода во „тунелите“ или „каналите“ помеѓу октаедрите на манган оксид. Постои значителен интерес за α-MnO₂ како можна катода за литиум-јонски батерии.^[2]^[3]

Структура

Постојат неколку полиморфи на MnO₂, како и негова хидрирана форма. Како и многу други диоксиди, MnO₂ кристализира во рутилската кристална структура (овој полиморф се нарекува пиролузит или β-MnO₂). α-полиморфот на MnO₂</br> MnO₂ има многу отворена структура со „канали“ кои можат да примат метални атоми како сребро или бариум. α-MnO₂ често се нарекува холандит.

Производство

Природниот манган диоксид содржи нечистотии и значителна количина на манган (III) оксид. Производството на батерии и ферити (две од примарните употреби на манган диоксид) бара манган диоксид со висока чистота. Батериите бараат „електролитски манган диоксид“ додека феритите бараат „хемиски манган диоксид“.^[4]

Електролитски манган диоксид

Електролитниот манган диоксид (EMD) се користи во цинк-јаглеродни батерии заедно со цинк хлорид и амониум хлорид. EMD најчесто се користи и во алкалните ќелии со цинк манган диоксид. За овие апликации чистотата е исклучително важна. EMD се произведува така што манган диоксидот се раствора во сулфурна киселина (понекогаш се меша со манган сулфат) и е подложен на струја помеѓу две електроди. MnO се раствора, влегува во раствор како сулфат и се депонира на анодата.

Реакции

Важните реакции на MnO₂ се врзани со оксидација и редукција.

Појава и апликации

Доминантната примена на MnO₂ е како компонента на батерии. За оваа апликација годишно се трошат приближно 500.000 тони.^[5] Возможна е и употребата на MnO₂како неоргански пигмент во керамиката и при производството на стакло. Се користи и во апликации за третман на вода.^[6]

Наводи

↑ Rumble, p. 4.71
↑ Barbato, S (31 May 2001). „Hollandite cathodes for lithium ion batteries. 2. Thermodynamic and kinetics studies of lithium insertion into BaMMn₇O₁₆ (M=Mg, Mn, Fe, Ni)“. Electrochimica Acta. 46 (18): 2767–2776. doi:10.1016/S0013-4686(01)00506-0. |hdl-access= бара |hdl= (help)
↑ Tompsett, David A.; Islam, M. Saiful (25 June 2013). „Electrochemistry of Hollandite α-MnO : Li-Ion and Na-Ion Insertion and Li Incorporation“. Chemistry of Materials. 25 (12): 2515–2526. CiteSeerX 10.1.1.728.3867. doi:10.1021/cm400864n.
↑ Preisler, Eberhard (1980), „Moderne Verfahren der Großchemie: Braunstein“, Chemie in unserer Zeit, 14 (5): 137–48, doi:10.1002/ciuz.19800140502.
↑ Reidies, Arno H. (2002), „Manganese Compounds“, Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry, 20, Weinheim: Wiley-VCH, стр. 495–542, doi:10.1002/14356007.a16_123, ISBN 978-3-527-30385-4
↑ Ibrahim, Yazan; Wadi, Vijay S.; Ouda, Mariam; Naddeo, Vincenzo; Banat, Fawzi; Hasan, Shadi W. (15 January 2022). „Highly selective heavy metal ions membranes combining sulfonated polyethersulfone and self-assembled manganese oxide nanosheets on positively functionalized graphene oxide nanosheets“. Chemical Engineering Journal. 428: 131267. doi:10.1016/j.cej.2021.131267. ISSN 1385-8947.

[1] Rumble, p. 4.71

[2] Barbato, S (31 May 2001). „Hollandite cathodes for lithium ion batteries. 2. Thermodynamic and kinetics studies of lithium insertion into BaMMn₇O₁₆ (M=Mg, Mn, Fe, Ni)“. Electrochimica Acta. 46 (18): 2767–2776. doi:10.1016/S0013-4686(01)00506-0. |hdl-access= бара |hdl= (help)

[3] Tompsett, David A.; Islam, M. Saiful (25 June 2013). „Electrochemistry of Hollandite α-MnO : Li-Ion and Na-Ion Insertion and Li Incorporation“. Chemistry of Materials. 25 (12): 2515–2526. CiteSeerX 10.1.1.728.3867. doi:10.1021/cm400864n.

[ChiuZMnO2-4] Preisler, Eberhard (1980), „Moderne Verfahren der Großchemie: Braunstein“, Chemie in unserer Zeit, 14 (5): 137–48, doi:10.1002/ciuz.19800140502.

[Ullmann-5] Reidies, Arno H. (2002), „Manganese Compounds“, Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry, 20, Weinheim: Wiley-VCH, стр. 495–542, doi:10.1002/14356007.a16_123, ISBN 978-3-527-30385-4

[6] Ibrahim, Yazan; Wadi, Vijay S.; Ouda, Mariam; Naddeo, Vincenzo; Banat, Fawzi; Hasan, Shadi W. (15 January 2022). „Highly selective heavy metal ions membranes combining sulfonated polyethersulfone and self-assembled manganese oxide nanosheets on positively functionalized graphene oxide nanosheets“. Chemical Engineering Journal. 428: 131267. doi:10.1016/j.cej.2021.131267. ISSN 1385-8947.

[1]

[2]

[3]

[4]

[5]

[6]