Διοξείδιο του Μαγγανίου

Το ακάθαρτο μαγγάνιο μπορεί να δημιουργηθεί με την αναγωγή του διοξειδίου του μαγγανίου με άνθρακα.

Ο τύπος MnO2 είναι γενικά γνωστός ως διοξείδιο του μαγγανίου.

Είναι ένα συμπαγές που έχει μαύρο-καφέ τόνο.

Πυρολουσίτης είναι το όνομα που δίνεται στο διοξείδιο του μαγγανίου όταν βρίσκεται στη φύση.

Θεωρείται ότι είναι η πιο διαδεδομένη από όλες τις ενώσεις μαγγανίου.

Ο πυρολουσίτης είναι το κύριο ορυκτό της χημικής ουσίας διοξείδιο του μαγγανίου.

Το διοξείδιο του μαγγανίου χρησιμοποιείται ευρέως για μπαταρίες και επίσης ως χρωστική ουσία για άλλες ενώσεις μαγγανίου.

Μια ακάθαρτη μορφή μαγγανίου μπορεί να δημιουργηθεί με την αναγωγή του διοξειδίου του μαγγανίου με άνθρακα.

Το όνομα της ένωσης MnO2 αναφέρεται ως διοξείδιο του μαγγανίου

Πηγή διοξειδίου του μαγγανίου

Ο πυρολουσίτης και ο ροδοχρωσίτης είναι τα ορυκτά που περιέχουν μαγγάνιο που βρίσκονται πιο συχνά. Αυτές είναι οι κύριες φυσικές πηγές διοξειδίου του μαγγανίου στο περιβάλλον. Επιπλέον, το διοξείδιο του μαγγανίου, καθώς και οι άλλες ενώσεις μαγγανίου, μπορούν να βρεθούν στον πυθμένα του ωκεανού. Η Βραζιλία, η πρώην Σοβιετική Ένωση, η Ρωσία, η Ινδία, η Αφρική, η Αυστραλία και η Νέα Ζηλανδία είναι οι χώρες που προσφέρουν το περισσότερο μαγγάνιο στον κόσμο.

Η αλληλεπίδραση των οξειδίων του μαγγανίου με το νάτριο, το αλουμίνιο και το μαγνήσιο είναι η κύρια μέθοδος με την οποία δημιουργείται το μαγγάνιο στο περιβάλλον.

Η ηλεκτρόλυση χρησιμοποιείται στο εργαστήριο για τη χημική της σύνθεση σε ελεγχόμενο περιβάλλον.

Το μαγγάνιο βρίσκεται σε τέσσερις διαφορετικές μορφές στο περιβάλλον. Μια μορφή, γνωστή ως άλφα μορφή, είναι σταθερή σε θερμοκρασία δωματίου και είναι η πιο κοινή.

Φυσικές ιδιότητες:

Δεν υπάρχει οσμή.

Το χρώμα είναι ένα σταθερό καφέ-μαύρο καφέ στην εμφάνιση.

Ο βαθμός δυσκολίας είναι 18,3

Ο αριθμός οξείδωσης του MnO2 είναι +4.

Ποσότητα διαλυτής ύλης:Καμία στο νερό.

Αποδέκτης του δεσμού υδρογόνου:2

Χημικές ιδιότητες:

Το KMnO4 (υπερμαγνικό κάλιο) σχηματίζεται όταν το διοξείδιο του μαγγανίου ενώνεται με το υδροξείδιο του καλίου παρουσία οξυγόνου.

Στην αντίδραση 4MnO2 + 4KOH + 3O2→ 4KMnO4 + 2H2O

Όταν το διοξείδιο του μαγγανίου συνδυάζεται με το αλουμίνιο, παράγει οξείδιο του αλουμινίου και νερό ως υποπροϊόν.

Όπως φαίνεται παρακάτω, η χημική εξίσωση είναι αριθμητικής φύσης.

2Al2O3 + 3Mn + θερμότητα → 3MnO2 + 4Al2O3 + θερμότητα

Όταν το MnO2 και το ΚΟΗ συντήκονται μεταξύ τους, εμφανίζεται μια αντίδραση.

Παράγεται όταν η ένωση MnO2 με μαύρη απόχρωση αντιδρά με το όξινο μόριο ΚΟΗ παρουσία οξυγόνου, με αποτέλεσμα τη χημική ουσία μαγγανικό κάλιο με σκούρο πράσινο χρώμα.

Παρουσία οξυγόνου, η αντίδραση, 2MnO2 + 4 KOH + O2 παράγει το προϊόν,

2K2MnO4 + 2H2O.

Εφαρμογές

Ο σίδηρος χρησιμοποιείται στην κεραμική βιομηχανία για την παραγωγή γυαλιού, καθώς σχεδόν όλες οι πρώτες ύλες που χρησιμοποιούνται για την παραγωγή γυαλιού περιέχουν λίγο σίδηρο, το οποίο συνήθως έχει τη μορφή οξειδίου του σιδήρου.

Πολλά μεταλλεύματα μαγγανίου δεν είναι αρκετά «ενεργά» ώστε να χρησιμοποιηθούν απευθείας στην κατασκευή ξηρών κυψελών και πρέπει να «ενεργοποιηθούν» μέσω φυσικής ή χημικής επεξεργασίας προτού μπορέσουν να χρησιμοποιηθούν.

Στην υαλουργία, χρησιμοποιείται για την εξάλειψη του πράσινου χρώματος που δημιουργείται από ακαθαρσίες σιδήρου, κάτι που είναι ανεπιθύμητο.

Χρησιμοποιείται ως κρίσιμο συστατικό στις μπαταρίες.

Ο άνθρακας του θετικού ηλεκτροδίου του κυττάρου Leclanche περιβάλλεται από διοξείδιο του μαγγανίου και άνθρακα στο στοιχείο Leclanche.

Τύπος για το διοξείδιο του μαγγανίου ως καταλύτη

Το ενεργοποιημένο διοξείδιο του μαγγανίου (MnO2), μια χημική ουσία με τον τύπο MnO2, χρησιμοποιείται ως καταλύτης σε φίλτρα επαφής για να επιταχύνει την οξείδωση του διαλυμένου σιδήρου και μαγγανίου.

Μπορεί να βρεθεί με τη μορφή σκόνης σιδήρου και μαγγανίου, αντίστοιχα.

Χρήση μπαταρίας διοξειδίου του μαγγανίου λιθίου

Η μπαταρία οξειδίου του μαγγανίου λιθίου (LiMnO2) είναι μια μορφή μπαταρίας λιθίου που χρησιμοποιεί μαγγάνιο ως κάθοδο και λίθιο ως άνοδο.

Η μπαταρία έχει σχεδιαστεί ως σπινέλ για να ενισχύει τη ροή των ιόντων. Περιέχει άλας λιθίου, το οποίο δρα ως «οργανικός διαλύτης», ο οποίος απαιτείται για να γεφυρώσει το ρεύμα που ρέει μεταξύ της ανόδου και της καθόδου.

Η μπαταρία οξειδίου λιθίου μαγγανίου παρέχει διάφορα χαρακτηριστικά που δελεάζουν τους αγοραστές.

Διαθέτει μακροπρόθεσμη αξιοπιστία, με διάρκεια ζωής 10 ετών.

Εξαιτίας αυτού, χρησιμοποιείται συχνά σε μετρητές ηλεκτρισμού, αερίου και νερού, συναγερμούς πυρκαγιάς και καπνού, συσκευές ασφαλείας κ.λπ.

Αυτή η μπαταρία προσφέρει σταθερές δυνατότητες εκφόρτισης, χάνοντας μόλις 0,5 τοις εκατό το χρόνο όταν αποθηκεύεται. Τέλος, διαθέτει εξαιρετική αντοχή στη θερμοκρασία, αντέχει σε ακραίες κρύες ή υψηλές θερμοκρασίες, -40°F έως 140°F.

Ωστόσο, οι μπαταρίες οξειδίου του λιθίου μαγγανίου δεν είναι επαναφορτιζόμενες, κατά συνέπεια, δεν είναι κατάλληλες για υπολογιστές, κινητά τηλέφωνα και άλλο εξοπλισμό που χρειάζεται αξιόπιστες μπαταρίες.

Η φόρτιση μπορεί να δημιουργήσει ένα δυσμενές αποτέλεσμα, επομένως χρησιμοποιούνται δίοδοι για να διασφαλιστεί ότι εάν ο εξοπλισμός συνδεθεί σε μια πρίζα, οι μπαταρίες δεν θα αποκτήσουν ενέργεια για επαναφόρτιση.

Η αποτυχία παρακολούθησης τέτοιων υλικών μπορεί να οδηγήσει σε έκρηξη ή υπερθέρμανση.

Το LiMnO2 διατίθεται σε πολλά σχήματα, αλλά τα πιο διαδεδομένα είναι τα κουμπιά και οι κυλινδρικές μπαταρίες.

Συμπέρασμα

Το διοξείδιο του μαγγανίου είναι μια ανόργανη χημική ουσία με τύπο MnO2.

Αυτό το μαύρο ή καφέ στερεό εμφανίζεται φυσικά ως ο ορυκτός πυρολουσίτης, ο οποίος είναι το πρωτογενές μετάλλευμα μαγγανίου και συστατικό των οζιδίων μαγγανίου.

Ο πυρολουσίτης χρησιμοποιείται επίσης στην παραγωγή κραμάτων μαγγανίου.

Το οξείδιο μετάλλου χρησιμοποιείται κυρίως σε μπαταρίες ξηρής κυψέλης, όπως η αλκαλική μπαταρία και η μπαταρία ψευδαργύρου-άνθρακα, για τις οποίες έχει ένα ευρύ φάσμα εφαρμογών.

Το MnO2 χρησιμοποιείται επίσης ως χρωστική ουσία και ως πρόδρομος σε άλλες ενώσεις μαγγανίου, όπως το KMnO4, οι οποίες χρησιμοποιούνται ως καταλύτες στην καύση.

Για παράδειγμα, χρησιμοποιείται ως αντιδραστήριο στην οργανική σύνθεση για την οξείδωση αλλυλικών αλκοολών, μεταξύ άλλων.

Ένα πολύμορφο οξείδιο του μαγγανίου (MnO2), έχει την ικανότητα να ενσωματώνει άτομα άλλων στοιχείων (καθώς και μορίων νερού) στα «τούνελ» ή «κανάλια» μεταξύ των οκτάεδρων οξειδίου του μαγγανίου.

Υπάρχει μεγάλο ενδιαφέρον για το -MnO2 ως πιθανή κάθοδο για μπαταρίες ιόντων λιθίου αυτή τη στιγμή.