二氧化锰介绍
2016-03-14 14:41阅读:49
二氧化锰介绍
一、二氧化锰定义
二氧化锰(自然界以软锰矿形式存在)。物理性状:黑色无定形粉末,[1]或黑色斜方晶体。溶解性:难溶于水、弱酸、弱碱、硝酸、冷硫酸,加热情况下溶于浓盐酸而产生氯气。
二、英文别名
BLACK MANGANESE OXIDE;
MANGANESE(+4)OXIDE;
MANGANESE BIOXIDE;
MANGANESE DIOXIDE;
MANGANESE DIOXIDE, ACTIVATED;
MANGANESE (IV) DIOXIDE;
MANGANESE(IV) OXIDE ACTIVATED;
MANGANESE(IV) OXIDE ON CARRIER;
MANGANESE OXIDE;
C.I. 77728
EINECS215-202-6
化学式MnO₂
分子量86.94
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三、理化性质
(一)物理性质
外观与性状
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黑色或黑棕色结晶或无定形粉末
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分解温度
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535℃
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相对密度(水=1)
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5.03
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溶解性
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不溶于水,不溶于硝酸。
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(二)化学性质
酸碱性:二氧化锰是两性氧化物,它是一种常温下非常稳定的黑色粉末状固体,[2]可作为干电池的去极化剂。在实验室常利用它的氧化性,和浓HCl作用以制取氯气:
二氧化锰在酸件介质中是一种强氧化剂。
二氧化锰是[MnO₂]八面体,氧原子在八面体角顶上,锰原子在八面体中,
[MnO₂]八面体共棱连接形成单链或双链,这些链和其它链共顶,形成空隙的隧道结构,八面体或成六方密堆积,或成立方密堆积。
二氧化锰是一种两性氧化物,存在对应的BaMnO3或者SrMnO3这样的钙钛矿结构的形式上的盐(通过熔碱体系中的化合反应得到),也存在四氯化锰。[3]
遇还原剂时,表现为氧化性。如将二氧化锰放到氢气流中加热至1400K得到氧化锰;将二氧化锰放在氨气流中加热,得到棕黑色的三氧化二锰;将二氧化锰跟浓盐酸反应,则得到l氯化锰、氯气和水。[4]
遇强氧化剂时,还表现为还原性。如将二氧化锰,碳酸钾和硝酸钾或氯酸钾混合熔融,可得到暗绿色熔体,将熔体溶于水冷却可得六价锰的化合物锰酸钾。在酸件介质中是一种强氧化剂。
强氧化剂,自身不燃烧,但助燃,不要和易燃物放置一起。
在氯酸钾[KClO3]分解、双氧水(过氧化氢,H2O2)分解的反应中作催化剂:
四、质量指标
指标名称[4] 一等品 合格品
二氧化锰的质量分数/%≥ 90 88
总锰(Mn)质量分数/%≥ 59 58
铁(Fe)/%≤ 0.35
水分/%≤ 3.0
酸不溶物/%≤ 0.3 0.4
碱和碱土金属/%≤ 2.0
pH值 5~7
五、作用用途
(一)应用领域
用作干电池去极剂,合成工业的催化剂和氧化剂,玻璃工业和搪瓷工业的着色剂、消色剂、脱铁剂等。用于制造金属锰、特种合金、锰铁铸件、防毒面具和电子材料铁氧体等。另外,还可用于橡胶工业以增加橡胶的粘性。还可在化学实验中用做催化剂。[5]
(二)有机合成用途
二氧化锰在有机化学之中十分有用。被用于氧化物的二氧化锰的形态不一,因为二氧化锰有多个结晶形态,化学式可以写成MnO₂-x(H₂O)n,其中x介乎0至0.5之间,而n可以大于0。二氧化锰可在不同pH下的高锰酸钾(KMnO₄)和硫酸锰(MnSO₄)的反应之中产生。啡色的二氧化锰沉淀物很干和很活跃。最有效的有机溶包括芳香性物质、四氯化碳、醚、四氢呋喃和酯类等。
其中一个二氧化锰专用的化学反应是将醇类转化为醛类。即使该醇类中有双键,也不会被二氧化锰所氧化:cis-RCH=CHCH2OH
+ MnO2 → cis-RCH=CHCHO + H2O + MnO
当中的产物即使有多活跃也不会再被氧化。二醇类可被二氧化锰氧化为二醛。其他二氧化锰的反应极之多,可用在氧化出胺、芳香物和三醇等。[5]
(三)实验室用途
用做过氧化氢(双氧水)分解制氧气时的催化剂。
用做加热氯酸钾分解制氧气时的催化剂。
与单质铝粉发生铝热反应,制得锰。
用作颜料、黄色玻璃等。
与热的浓盐酸反应制取氯气。
与熔融苛性钾(氢氧化钾)在空气中反应制取锰酸钾。
高锰酸钾分解反应中,二氧化锰作为高锰酸钾的自催化剂。[5]
六、注意事项
(一)危险性概述
健康危害:过量的锰进入机体可引起中毒。主要损害中枢神经系统,尤其是锥体外系统工业生产中急性中毒少见,若短时间吸入大量该品烟尘,可发生“金属烟热”,病人出现头痛、恶心、寒战、高热、大汗。慢性中毒表现有神经衰弱综合征,植物神经功能紊乱,兴奋和抑制平衡失调的精神症状,重者出现中毒性精神病;锥体外系受损表现有肌张力增高、震颤、言语障碍、步态异常等。
燃爆危险:该品不燃,具刺激性。[1]
(二)急救措施
皮肤接触:脱去污染的衣着,用流动清水冲洗。
眼睛接触:提起眼睑,用流动清水或生理盐水冲洗。就医。
吸入:迅速脱离现场至空气新鲜处。如呼吸困难,给输氧。就医。
食入:饮足量温水,催吐。就医。[1]
(三)消防措施
危险特性:未有特殊的燃烧爆炸特性。受高热分解放出有毒的气体。
有害燃烧产物:自然分解产物未知。
灭火方法:消防人员必须穿全身防火防毒服,在上风向灭火。灭火时尽可能将容器从火场移至空旷处。[1]
(四)泄漏应急处理
应急处理:隔离泄漏污染区,限制出入。建议应急处理人员戴防尘面具(全面罩),穿防毒服。避免扬尘,小心扫起,置于袋中转移至安全场所。若大量泄漏,用塑料布、帆布覆盖。收集回收或运至废物处理场所处置。[1]
(五)操作处置储存
操作注意事项:密闭操作,加强通风。操作人员必须经过专门培训,严格遵守操作规程。建议操作人员佩戴自吸过滤式防尘口罩,戴化学安全防护眼镜,穿防毒物渗透工作服,戴橡胶手套。远离易燃、可燃物。避免产生粉尘。避免与还原剂、酸类接触。搬运时要轻装轻卸,防止包装及容器损坏。配备泄漏应急处理设备。倒空的容器可能残留有害物。
储存注意事项:储存于阴凉、通风的库房。远离火种、热源。应与易(可)燃物、还原剂、酸类分开存放,切忌混储。储区应备有合适的材料收容泄漏物。[*]
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