Оксид марганцю(III)

Оксид марганцю(III)
Систематична назва	Манган(III) оксид
Ідентифікатори
Номер CAS	1317-34-6
Номер EINECS	215-264-4
RTECS	OP915000
SMILES	O=[Mn]O[Mn]=O[1]
InChI	InChI=1S/2Mn.3O
Властивості
Молекулярна формула	Mn2O3
Молярна маса	157,874 г/моль
Зовнішній вигляд	чорні кристали
Густина	4,57—4,60 г/см³[2]
Тпл	1080 °C (розкл.)[2]
Розчинність (вода)	нерозчинний
Термохімія
Ст. ентальпія утворення ΔfH^o 298	-959,0 кДж/моль
Ст. ентропія S^o 298	110,5 Дж/(моль·К)
Теплоємність, c^o p	107,7 Дж/(моль·К)
Пов'язані речовини
Інші катіони	оксид марганцю(II)
Пов'язані речовини	моногідрат оксиду марганцю(III)
Якщо не зазначено інше, дані наведено для речовин у стандартному стані (за 25 °C, 100 кПа)
Інструкція з використання шаблону
Примітки картки

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)^[3]

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:

${\displaystyle \mathrm {2MnO+O_{2}{\xrightarrow {300-500^{o}C}}2MnO_{2}} }$

${\displaystyle \mathrm {4MnO_{2}{\xrightarrow {530-585^{o}C}}2Mn_{2}O_{3}+O_{2}} }$

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.

${\displaystyle \mathrm {2MnCO_{3}+O_{2}{\xrightarrow {600-800^{o}C}}Mn_{2}O_{3}+CO+CO_{2}} }$

${\displaystyle \mathrm {4Mn(NO_{3})_{2}{\xrightarrow {600-800^{o}C}}2Mn_{2}O_{3}+8NO_{2}+O_{2}} }$

${\displaystyle \mathrm {4MnCl_{2}+3O_{2}{\xrightarrow {700^{o}C}}2Mn_{2}O_{3}+4Cl_{2}} }$

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^[4]:

${\displaystyle \mathrm {4MnO_{2}{\xrightarrow {500^{o}C}}2Mn_{2}O_{3}+O_{2}} }$

${\displaystyle \mathrm {Mn_{2}O_{3}\cdot H_{2}O{\xrightarrow {250^{o}C,vacuum}}Mn_{2}O_{3}+H_{2}O} }$

Хімічні властивості

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

${\displaystyle \mathrm {2Mn_{2}O_{3}+O_{2}{\xrightarrow {300^{o}C}}4MnO_{2}} }$

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

${\displaystyle \mathrm {Mn_{2}O_{3}{\xrightarrow {940-1090^{o}C}}Mn_{3}O_{4}} }$

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).

${\displaystyle \mathrm {Mn_{2}O_{3}+6HCl(conc.){\xrightarrow {}}2MnCl_{2}+Cl_{2}+3H_{2}O} }$

${\displaystyle \mathrm {Mn_{2}O_{3}+3H_{2}SO_{4}(conc.){\xrightarrow {}}Mn_{2}(SO_{4})_{3}+H_{2}O} }$

${\displaystyle \mathrm {Mn_{2}O_{3}+H_{2}SO_{4}{\xrightarrow {}}MnSO_{4}+MnO_{2}+H_{2}O} }$

${\displaystyle \mathrm {Mn_{2}O_{3}+2HNO_{3}{\xrightarrow {boiling}}Mn(NO_{3})_{2}+MnO_{2}+H_{2}O} }$

${\displaystyle \mathrm {2Mn_{2}O_{3}+4SO_{2}{\xrightarrow {}}4MnS+5O_{2}} }$

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:

${\displaystyle \mathrm {Mn_{2}O_{3}+3H_{2}{\xrightarrow {300-800^{o}C}}2Mn+3H_{2}O} }$

${\displaystyle \mathrm {Mn_{2}O_{3}+2Al{\xrightarrow {800^{o}C}}2Mn+Al_{2}O_{3}} }$

${\displaystyle \mathrm {Mn_{2}O_{3}+3CO{\xrightarrow {600^{o}C}}2Mn+3CO_{2}} }$

Див. також

• Марганцеві руди

Примітки

1. Manganese(III) oxide
   d:Track:Q278487
2. За тиску 101,3 кПа
3. Handbook of Mineralogy — Bixbyite (PDF). Архів оригіналу (PDF) за 24 вересня 2015. Процитовано 23 листопада 2014.
4. Гідрат, утворений додаванням амоніаку до солей Mn(II) у присутності H₂O₂

Джерела

• CRC Handbook of Chemistry and Physics / D. R. Lide. — 86th. — Boca Raton (FL) : CRC Press, 2005. — 2656 p. — ISBN 0-8493-0486-5. (англ.)
• Реми Г. Курс неорганической химии / А. В. Новоселова. — М. : ИИЛ, 1966. — Т. 2. — 833 с. (рос.)
• Рипан Р., Четяну И. Неорганическая химия: Химия металлов / В. И. Спицын. — М. : «Мир», 1972. — Т. 2. — 871 с. (рос.)
• Лидин Р. А., Молочко В. А., Андреева Л. Л. Химические свойства неорганических веществ / Р. А. Лидин. — 3-е. — М. : «Химия», 2000. — 480 с. — ISBN 5-7245-1163-0. (рос.)