Оксид марганцю(III)

Шаблон:Речовина Шаблон:About Окси́д ма́рганцю(III), ма́нган(III) окси́д — неорганічна сполука, оксид складу Mn₂O₃. Являє собою чорні, парамагнітні кристали. Сполука нерозчинна у воді, проявляє осно́вні та дуже слабкі кислотні властивості.

У природі поширений у вигляді мінералів манганіту, брауніту, біксбіїту.

Поширення у природі

Мінерал манганіт

Оксид марганцю(III) не зустрічається в природі у вільному стані, але входить до складу інших сполук. Так, найпростішою з утворюваних сполук є гідрат оксиду Mn₂O₃·H₂O, поширений у вигляді мінералу манганіту.

Разом із оксидом марганцю(II) Mn₂O₃ входить до складу брауніту Mn^IIMn^III₆SiO₁₂. Іншим поширеним мінералом є біксбіїт (Mn^II,Fe^II)₂O₃ (до 82,5% Mn₂O₃)

Фізичні властивості

Оксид марганцю являє собою парамагнітні чорні кристали, нерозчинні у воді та лугах. При температурі понад 940 °C частково розкладається із утворенням змішаного оксиду MnO·Mn₂O₃.

Оксид кристалізується у двох модифікаціях: α-Mn₂O₃ та γ-Mn₂O₃.

Отримання

Методи отримання оксиду Mn₂O₃ відрізняються в залежності від необхідної модифікації сполуки. α-Модифікація оксиду марганцю(III) утворюється при окисненні MnO. Першопочатково в цій реакції утворюється оксид MnO₂, який за підвищення температури розкладається із утворенням Mn₂O₃:

$\mathrm{2}\mathrm{M}\mathrm{n}\mathrm{O}\mathrm{+}{\mathrm{O}}_{\mathrm{2}}\stackrel{300-500^{o}C}{\to }\mathrm{2}\mathrm{M}\mathrm{n}{\mathrm{O}}_{\mathrm{2}}$

$\mathrm{4}\mathrm{M}\mathrm{n}{\mathrm{O}}_{\mathrm{2}}\stackrel{530-585^{o}C}{\to }\mathrm{2}\mathrm{M}{\mathrm{n}}_{\mathrm{2}}{\mathrm{O}}_{\mathrm{3}}\mathrm{+}{\mathrm{O}}_{\mathrm{2}}$

Та сама модифікація утворюється при прокалюванні солей MnCO₃, Mn(NO₃)₂ на повітрі або галогенідів марганцю(II) у струмені кисню. α-Форму можна синтезувати і тривалим нагріванням γ-модифікації.

$\mathrm{2}\mathrm{M}\mathrm{n}\mathrm{C}{\mathrm{O}}_{\mathrm{3}}\mathrm{+}{\mathrm{O}}_{\mathrm{2}}\stackrel{600-800^{o}C}{\to }\mathrm{M}{\mathrm{n}}_{\mathrm{2}}{\mathrm{O}}_{\mathrm{3}}\mathrm{+}\mathrm{C}\mathrm{O}\mathrm{+}\mathrm{C}{\mathrm{O}}_{\mathrm{2}}$

$\mathrm{4}\mathrm{M}\mathrm{n}\mathrm{(}\mathrm{N}{\mathrm{O}}_{\mathrm{3}}{\mathrm{)}}_{\mathrm{2}}\stackrel{600-800^{o}C}{\to }\mathrm{2}\mathrm{M}{\mathrm{n}}_{\mathrm{2}}{\mathrm{O}}_{\mathrm{3}}\mathrm{+}\mathrm{8}\mathrm{N}{\mathrm{O}}_{\mathrm{2}}\mathrm{+}{\mathrm{O}}_{\mathrm{2}}$

$\mathrm{4}\mathrm{M}\mathrm{n}\mathrm{C}{\mathrm{l}}_{\mathrm{2}}\mathrm{+}\mathrm{3}{\mathrm{O}}_{\mathrm{2}}\stackrel{700^{o}C}{\to }\mathrm{2}\mathrm{M}{\mathrm{n}}_{\mathrm{2}}{\mathrm{O}}_{\mathrm{3}}\mathrm{+}\mathrm{4}\mathrm{C}{\mathrm{l}}_{\mathrm{2}}$

γ-Модифікація утворюється при нагріванні γ-MnO₂ протягом 78 годин при 500 °C або гідрату Mn₂O₃·H₂O при 250 °C у вакуумі протягом 72 годин:

$\mathrm{4}\mathrm{M}\mathrm{n}{\mathrm{O}}_{\mathrm{2}}\stackrel{500^{o}C}{\to }\mathrm{2}\mathrm{M}{\mathrm{n}}_{\mathrm{2}}{\mathrm{O}}_{\mathrm{3}}\mathrm{+}{\mathrm{O}}_{\mathrm{2}}$

$\mathrm{M}{\mathrm{n}}_{\mathrm{2}}{\mathrm{O}}_{\mathrm{3}}\mathrm{\cdot }{\mathrm{H}}_{\mathrm{2}}\mathrm{O}\stackrel{250^{o}C,vacuum}{\to }\mathrm{M}{\mathrm{n}}_{\mathrm{2}}{\mathrm{O}}_{\mathrm{3}}\mathrm{+}{\mathrm{H}}_{\mathrm{2}}\mathrm{O}$

Хімічні властивості

Оксид марганцю(III) не розчиняється у воді, за тривалого нагрівання може окиснюватися до MnO₂:

$\mathrm{2}\mathrm{M}{\mathrm{n}}_{\mathrm{2}}{\mathrm{O}}_{\mathrm{3}}\mathrm{+}{\mathrm{O}}_{\mathrm{2}}\stackrel{300^{o}C}{\to }\mathrm{4}\mathrm{M}\mathrm{n}{\mathrm{O}}_{\mathrm{2}}$

При високій температурі частково розкладається з утворенням змішаного оксиду MnO·Mn₂O₃:

$\mathrm{M}{\mathrm{n}}_{\mathrm{2}}{\mathrm{O}}_{\mathrm{3}}\stackrel{940-1090^{o}C}{\to }\mathrm{M}{\mathrm{n}}_{\mathrm{3}}{\mathrm{O}}_{\mathrm{4}}$

Mn₂O₃ проявляє осно́вні властивості, а також дуже слабки кислотні. Він взаємодіє з кислотами та деякими кислотними оксидами. У розведених кислотах-окисниках манган диспропорціонує на солі Mn(II) та нерозчинний оксид Mn(IV).

$\mathrm{M}{\mathrm{n}}_{\mathrm{2}}{\mathrm{O}}_{\mathrm{3}}\mathrm{+}\mathrm{6}\mathrm{H}\mathrm{C}\mathrm{l}\mathrm{(}\mathrm{c}\mathrm{o}\mathrm{n}\mathrm{c}\mathrm{.}\mathrm{)}\stackrel{}{\to }\mathrm{2}\mathrm{M}\mathrm{n}\mathrm{C}{\mathrm{l}}_{\mathrm{2}}\mathrm{+}\mathrm{C}{\mathrm{l}}_{\mathrm{2}}\mathrm{+}\mathrm{3}{\mathrm{H}}_{\mathrm{2}}\mathrm{O}$

$\mathrm{M}{\mathrm{n}}_{\mathrm{2}}{\mathrm{O}}_{\mathrm{3}}\mathrm{+}\mathrm{3}{\mathrm{H}}_{\mathrm{2}}\mathrm{S}{\mathrm{O}}_{\mathrm{4}}\mathrm{(}\mathrm{c}\mathrm{o}\mathrm{n}\mathrm{c}\mathrm{.}\mathrm{)}\stackrel{}{\to }\mathrm{M}{\mathrm{n}}_{\mathrm{2}}\mathrm{(}\mathrm{S}{\mathrm{O}}_{\mathrm{4}}{\mathrm{)}}_{\mathrm{3}}\mathrm{+}{\mathrm{H}}_{\mathrm{2}}\mathrm{O}$

$\mathrm{M}{\mathrm{n}}_{\mathrm{2}}{\mathrm{O}}_{\mathrm{3}}\mathrm{+}{\mathrm{H}}_{\mathrm{2}}\mathrm{S}{\mathrm{O}}_{\mathrm{4}}\stackrel{}{\to }\mathrm{M}\mathrm{n}\mathrm{S}{\mathrm{O}}_{\mathrm{4}}\mathrm{+}\mathrm{M}\mathrm{n}{\mathrm{O}}_{\mathrm{2}}\mathrm{+}{\mathrm{H}}_{\mathrm{2}}\mathrm{O}$

$\mathrm{M}{\mathrm{n}}_{\mathrm{2}}{\mathrm{O}}_{\mathrm{3}}\mathrm{+}\mathrm{2}\mathrm{H}\mathrm{N}{\mathrm{O}}_{\mathrm{3}}\stackrel{boiling}{\to }\mathrm{M}\mathrm{n}\mathrm{(}\mathrm{N}{\mathrm{O}}_{\mathrm{3}}{\mathrm{)}}_{\mathrm{2}}\mathrm{+}\mathrm{M}\mathrm{n}{\mathrm{O}}_{\mathrm{2}}\mathrm{+}{\mathrm{H}}_{\mathrm{2}}\mathrm{O}$

$\mathrm{2}\mathrm{M}{\mathrm{n}}_{\mathrm{2}}{\mathrm{O}}_{\mathrm{3}}\mathrm{+}\mathrm{4}\mathrm{S}{\mathrm{O}}_{\mathrm{2}}\stackrel{}{\to }\mathrm{4}\mathrm{M}\mathrm{n}\mathrm{S}\mathrm{+}\mathrm{5}{\mathrm{O}}_{\mathrm{2}}$

При сплавленні із багатьма оксидами металів утворюються манганіти типу шпінелі Me^II[Me^III₂O₄] або перовськіту Me^III[Me^IIIO₃]. До таких сполук відносяться Zn[Mn₂O₄], Co[Mn₂O₄], La[MnO₃] тощо.

Оксид марганцю відновлюється воднем, алюмінієм, оксидом вуглецю до металу:

$\mathrm{M}{\mathrm{n}}_{\mathrm{2}}{\mathrm{O}}_{\mathrm{3}}\mathrm{+}\mathrm{3}{\mathrm{H}}_{\mathrm{2}}\stackrel{300-800^{o}C}{\to }\mathrm{2}\mathrm{M}\mathrm{n}\mathrm{+}\mathrm{3}{\mathrm{H}}_{\mathrm{2}}\mathrm{O}$

$\mathrm{M}{\mathrm{n}}_{\mathrm{2}}{\mathrm{O}}_{\mathrm{3}}\mathrm{+}\mathrm{2}\mathrm{A}\mathrm{l}\stackrel{800^{o}C}{\to }\mathrm{2}\mathrm{M}\mathrm{n}\mathrm{+}\mathrm{A}{\mathrm{l}}_{\mathrm{2}}{\mathrm{O}}_{\mathrm{3}}$

$\mathrm{M}{\mathrm{n}}_{\mathrm{2}}{\mathrm{O}}_{\mathrm{3}}\mathrm{+}\mathrm{3}\mathrm{C}\mathrm{O}\stackrel{600^{o}C}{\to }\mathrm{2}\mathrm{M}\mathrm{n}\mathrm{+}\mathrm{3}\mathrm{C}{\mathrm{O}}_{\mathrm{2}}$

Див. також

• Марганцеві руди

Джерела

• Шаблон:Книга Шаблон:Ref-en
• Шаблон:Книга Шаблон:Ref-ru
• Шаблон:Книга Шаблон:Ref-ru
• Шаблон:Книга Шаблон:Ref-ru