Qu’est-ce que l’oxyde de manganèse ?
L’oxyde de manganèse est un composé d’oxygène et de manganèse qui peut prendre différents nombres d’oxyde.
Il existe différents types d’oxyde de manganèse, les principaux connus étant MnO, Mn3O4, Mn2O3, MnO2 et Mn2O7. Le MnO avec un faible nombre d’oxydation est un oxyde basique, Mn2O7 avec un nombre d’oxydation élevé est un oxyde acide et MnO2 ainsi que d’autres se situant entre les deux sont des oxydes amphotères.
Le plus important d’entre eux, le dioxyde de manganèse (MnO2), est une poudre brun-noir. Lorsqu’il est chauffé, il dégage de l’oxygène pour produire de l’oxyde de manganèse. Lorsqu’il réagit avec de l’acide chlorhydrique, il génère du chlore pour produire du chlorure de manganèse.
Utilisations de l’oxyde de manganèse
L’oxyde de manganèse est utilisé comme matériau de cathode dans les piles alcalines. Il sert également de matière première pour le manganate de lithium, le matériau de l’électrode positive des batteries lithium-ion.
Il possède également de fortes propriétés oxydantes et est donc souvent utilisé comme agent oxydant dans la production de solvants organiques.
De plus, il sert également de matière première pour la ferrite, un matériau magnétique, pour les feux d’artifice et les allumettes, ainsi que pour la coloration du verre. La ferrite est un matériau magnétique à base d’oxyde de fer que l’on retrouve dans les appareils ménagers tels que les téléviseurs et les ordinateurs.
Propriétés de l’oxyde de manganèse
Les propriétés de l’oxyde de manganèse varient d’un type à l’autre.
1. Oxyde de manganèse (II) (MnO)
L’oxyde de manganèse (II) est un solide de couleur verte. Il a un poids moléculaire de 70,93, un numéro CAS de 1344-43-0 et une densité de 5,43-5,48. Il est insoluble dans l’eau. Il est dangereux et peut causer un dysfonctionnement neurologique.
2. Oxyde de manganèse (Ⅱ,Ⅲ) (Mn3O4)
L’oxyde de manganèse (II,III) est un solide brun. Il a un poids moléculaire de 228,79, un numéro CAS de 1317-35-7, un poids spécifique de 4,856 et un point de fusion de 1705 °C. Il est presque insoluble dans l’eau.
3. Oxyde de manganèse (III) (Mn2O3)
L’oxyde de manganèse (III) est un solide noir. Il a un poids moléculaire de 157,86, un numéro CAS de 1317-34-6, une densité de 4,5 et un point de fusion de 1080 °C. Il est insoluble dans l’eau. Il est dangereux et peut provoquer des troubles neurologiques et respiratoires.
4. Dioxyde de manganèse (Oxyde de manganèse (IV)) (MnO2)
Le dioxyde de manganèse est un solide brun noirâtre. Il a un poids moléculaire de 86,94, le numéro CAS 1313-13-9, une densité de 5,03, un point de fusion de 535 °C et un point d’ébullition de 1962 °C. Il est pratiquement insoluble dans l’eau, mais soluble dans les acides inorganiques. La décomposition du peroxyde d’hydrogène en oxygène et en eau, catalysée par le dioxyde de manganèse, est une réaction bien connue.
5. Autres oxydes de manganèse
Outre l’oxyde de manganèse (VI) (anhydride manganeux) et l’oxyde de manganèse (VII) mentionnés ci-dessus, le manganèse est disponible sous la forme de divers oxydes de valence. Le permanganate de potassium (KMnO4) est un permanganate courant bien connu. Le permanganèse de potassium est un puissant agent oxydant. Il est utilisé pour le traitement de surface des métaux, la purification des acides inorganiques et organiques, la purification de l’eau et le traitement des eaux usées.
Types d’oxyde de manganèse
L’oxyde de manganèse se trouve dans une variété de minéraux.
- Hausmannite
Également appelée “minerai de manganèse noir”, elle est tétragonale et a une composition de Mn3O4. - Pyrolusite
Tétragonale, avec une composition de β-MnO2. C’est le plus stable des dioxydes de manganèse. - Ramsdelite
Orthorhombique, de composition γ-MnO2. - Manganite
Isotaxique, composition MnO. - Bixbyite
Isotaxique, composition Mn2O3.
Structure de l’oxyde de manganèse
La structure cristalline du dioxyde de manganèse (MnO2) est connue sous les noms suivants :
- Type α (type hollandite)
- Type β (type rutile)
- Type γ (rutile)
- Type δ (type rutile)
- Type λ (type spinelle)
- Type R (type ramsdellide)
Structure cristalline ortholombique.
Autres informations sur l’oxyde de manganèse
1. Comment le dioxyde de manganèse est-il produit ?
Le minerai de dioxyde de manganèse est broyé, puis réduit en monoxyde de manganèse. Il est ensuite dissous dans de l’acide sulfurique et précipité par électrolyse de la solution de manganèse de haute pureté obtenue au cours du processus de purification. Une autre méthode, autre que l’électrolyse, est la synthèse chimique.
2. Oxyde de manganèse dans le verre
L’ajout d’oxyde de manganèse à la composition du verre lui donne une couleur pourpre. La matière première est principalement le dioxyde de manganèse, qui pénètre dans le verre sous forme de MnO2 ou Mn2O3.