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Home Chimica

Biossido di manganese

di Chimicamo
20 Ottobre 2022
in Chimica, Chimica Generale
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biossido di manganese- chimicamo

biossido di manganese- chimicamo

Il biossido di manganese MnO2 è un solido di colore nero poco solubile in acqua ma solubile negli acidi che viene estratto dalla pirolusite.

Sommario nascondi
1 Preparazione
2 Reazioni

L’uso del biossido di manganese risale a 17.000 anni fa nel periodo paleolitico superiore quando gli uomini dell’età della pietra lo usavano come pigmento per le loro pitture rupestri.

Gli egizi e i romani usavano i minerali contenenti manganese nella fabbricazione del vetro per conferirgli sfumature rosa, viola e nere. Nel 1816, un ricercatore tedesco notò che il manganese aumentava la durezza del ferro, senza comprometterne la flessibilità o la forza mentre nel 1868 Georges Leclanché sviluppò la pila con biossido di manganese.

Preparazione

Per ottenere il biossido di manganese puro si può far reagire il permanganato di potassio con il solfato di manganese (II) secondo la reazione di comproporzione:

2 KMnO4 + 3 MnSO4 + 2 H2O → 5 MnO2 + K2SO4 + 2 H2SO4

Il biossido di manganese può essere ottenuto anche per ossidazione di un sale di manganese (II) usando un agente ossidante come il perossidisolfato secondo la reazione:

Mn2+ + S2O82- + 2 H2O →  MnO2 + 2 SO42- + 4 H+

Un altro metodo consiste nella decomposizione termica del nitrato di manganese (II) secondo la reazione:

Mn(NO3)2 → MnO2 + 2 NO2

o per arrostimento del carbonato di manganese (II) secondo la reazione:

2 MnCO3 + O2 → 2 MnO2 + 2 CO2

Reazioni

Poiché il manganese ha numeri di ossidazione che vanno da -3 a +7 il biossido di manganese in cui il manganese ha numero di ossidazione +4 può sia ridursi che ossidarsi.

Il biossido di manganese può essere ridotto dal coke a manganese metallico secondo la reazione:

  Chemisorbimento

MnO2 + 2 C → Mn + 2 CO

Può essere ridotto dall’alluminio a manganese metallico secondo la reazione:

3 MnO2 + 4 Al → 3 Mn + 2 Al2O3

Il biossido di manganese può essere ridotto a solfato di manganese (II) in presenza di acido solforico concentrato a caldo secondo la reazione:

2 MnO2 + 2 H2SO4 → 2 MnSO4 + O2 + 2 H2O

Reagisce con il cloruro di idrogeno venendo ridotto a manganese (II) con ottenimento di cloro gassoso. Tale reazione fu utilizzata per la prima volta per isolare il cloro:

MnO2 + 4 HCl → 2 MnCl2 + Cl2 + 2 H2O

In ambiente basico il biossido di manganese viene ossidato a manganato secondo la reazione:

2 MnO2 + 4 KOH + O2 → 2 K2MnO4 + 2 H2O

Il diossido di manganese viene usato in molte reazioni come catalizzatore. Esso infatti catalizza la reazione di decomposizione del perossido di idrogeno:

2 H2O2 → 2 H2O + O2

abbassando l’energia di attivazione da 75 kJ/mol a 58 kJ/mol rendendo la reazione 1073 volte più veloce a 20°C.

Un’altra reazione in cui il biossido di manganese agisce da catalizzatore è la decomposizione termica del clorato di potassio:

2 KClO3 → 2 KCl + 3 O2

Attualmente il biossido di manganese viene utilizzato in prevalenza nella pila Leclanché

Tags: decomposizione termicaenergia di attivazioneperossido di idrogenoreazioni di comproporzione

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Il Progetto Chimicamo

Massimiliano Balzano, ideatore e creatore di questo sito; dottore di Scienza e Ingegneria dei Materiali presso l’Università Federico II di Napoli. Da sempre amante della chimica, è cultore della materia nonché autodidatta. Diplomato al Liceo Artistico Giorgio de Chirico di Torre Annunziata.


Maurizia Gagliano, ha collaborato alla realizzazione del sito. Laureata in Chimica ed iscritta all’Ordine professionale. Ha superato il concorso ordinario per esami e titoli per l’insegnamento di Chimica e Tecnologie Chimiche. Docente.

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