Was ist Manganoxid?
Mangan ist eine Verbindung aus Sauerstoff und Mangan, die verschiedene Oxidationszahlen annehmen kann.
Es gibt verschiedene Arten von Manganoxid, hauptsächlich bekannt als MnO, Mn3O4, Mn2O3, MnO2 und Mn2O7. MnO mit einer niedrigen Oxidationszahl ist ein basisches Oxid, Mn2O7 mit einer hohen Oxidationszahl ist ein saures Oxid und MnO2 und andere dazwischen sind amphotere Oxide.
Das wichtigste von ihnen, Mangandioxid (MnO2), ist ein schwarz-braunes Pulver. Beim Erhitzen gibt es Sauerstoff ab und bildet Manganoxid. Bei der Reaktion mit Salzsäure entsteht Chlor, das Manganchlorid ergibt.
Anwendungen von Manganoxid
Manganoxid wird als Kathodenmaterial in Alkalibatterien verwendet und als Rohstoff für Lithiummanganat, dem positiven Elektrodenmaterial in Lithium-Ionen-Batterien.
Es hat auch stark oxidierende Eigenschaften und wird daher häufig als Oxidationsmittel bei der Herstellung von organischen Lösungsmitteln verwendet, darüber hinaus als Rohstoff für Ferrit, für Feuerwerkskörper und Streichhölzer sowie zum Färben von Glas. Ferrit ist ein magnetisches Material auf der Basis von Eisenoxid und wird in Haushaltsgeräten wie Fernsehern und Computern verwendet.
Eigenschaften von Manganoxid
Die Eigenschaften von Manganoxid sind je nach Typ unterschiedlich.
1. Mangan(II)-oxid (MnO)
Mangan(II)-oxid ist ein grüner Feststoff. Es hat ein Molekulargewicht von 70,93, die CAS-Nummer 1344-43-0 und ein spezifisches Gewicht von 5,43-5,48. Es ist unlöslich in Wasser und kann neurologische Störungen verursachen.
2. Mangan(II,III)-oxid (Mn3O4)
Mangan(II,III)-oxid ist ein brauner Feststoff. Es hat ein Molekulargewicht von 228,79, eine CAS-Nummer von 1317-35-7, eine relative Dichte von 4,856 und einen Schmelzpunkt von 1705 °C. Es ist fast unlöslich in Wasser.
3. Mangan(III)-oxid (Mn2O3)
Mangan(III)-oxid ist ein schwarzer Feststoff. Es hat ein Molekulargewicht von 157,86, die CAS-Nummer 1317-34-6, ein spezifisches Gewicht von 4,5 und einen Schmelzpunkt von 1080 °C. Es ist unlöslich in Wasser, kann neurologische Störungen und Störungen des Atmungssystems hervorrufen.
4. Mangan(IV)-oxid (MnO2)
Mangandioxid ist ein schwärzlich-brauner Feststoff. Es hat ein Molekulargewicht von 86,94, die CAS-Nr. 1313-13-9, ein spezifisches Gewicht von 5,03, einen Schmelzpunkt von 535 °C und einen Siedepunkt von 1962 °C. Es ist praktisch unlöslich in Wasser, aber löslich in anorganischen Säuren. Die Zersetzung von Wasserstoffperoxid in Sauerstoff und Wasser, katalysiert durch Mangandioxid, ist eine bekannte Reaktion.
5. Andere Manganoxide
Neben dem oben genannten Mangan(IV)-oxid (Mangananhydrid) und Mangan(VII)-oxid liegt Mangan in einer Vielzahl von Valenzoxiden vor. Kaliumpermanganat (KMnO4) ist ein bekanntes Permanganat. Kaliumpermanganat ist ein starkes Oxidationsmittel und wird für die Oberflächenbehandlung von Metallen, die Reinigung von anorganischen und organischen Säuren, die Wasserreinigung und die Abwasseraufbereitung verwendet.
Arten von Manganoxid
Manganoxid kommt in einer Vielzahl von Mineralien vor:
- Hausmannit
Auch als schwarzes Manganerz bezeichnet, ist es tetragonal und hat die Zusammensetzung Mn3O4. - Pyrolusit
Tetragonal, mit einer Zusammensetzung von β-MnO2. Es ist das stabilste unter den Mangandioxiden. - Ramsdelit
Orthorhombisch, mit einer Zusammensetzung von γ-MnO2. - Grünes Manganerz
Isotaktisch, Zusammensetzung MnO. - Bixbyit
Isotaktisch, Zusammensetzung Mn2O3.
Struktur des Manganoxids
Die Kristallstruktur von Mangandioxid (englisch MnO2) ist bekannt als
- α-Typ (Hollandit-Typ)
- Typ β (Rutil-Typ)
- γ-Typ
- δ-Typ
- Typ λ (Spinell-Typ)
- Typ R (Ramsdelit-Typ)
Es hat eine ortholombische Kristallstruktur.
Weitere Informationen zu Manganoxid
1. Herstellung von Mangandioxid
Mangandioxid-Erz wird zerkleinert, zu Manganmonoxid reduziert, in Schwefelsäure gelöst und durch Elektrolyse der bei der Reinigung erhaltenen hochreinen Manganlösung ausgefällt. Eine andere Methode als die Elektrolyse ist die chemische Synthese.
2. Manganoxid in Glas
Der Zusatz von Manganoxid zur Glaszusammensetzung verleiht ihm eine violette Farbe. Der Rohstoff ist hauptsächlich Mangandioxid, das in Form von MnO2 oder Mn2O3 in das Glas gelangt.