Метагидроксид марганца

Метагидроксид марганца — неорганическое соединение, оксогидроксид металла марганца с формулой MnO(OH), буро-чёрные кристаллы, нерастворимые в воде.

Метагидроксид марганца
Общие
Систематическое наименование	Метагидроксид марганца
Традиционные названия	гидроокись марганца (III)
Хим. формула	MnO(OH)
Физические свойства
Состояние	буро-чёрные кристаллы
Молярная масса	87,9439 г/моль
Плотность	4,2; 4,14; 4,335 г/см³
Твёрдость	4 (по шкале Мооса)
Термические свойства
Мол. теплоёмк.	62,8 Дж/(моль·К)
Классификация
Рег. номер CAS	12025-99-9
PubChem	5359598
SMILES	O[Mn]=O
InChI	InChI=1S/Mn.H2O.O/h;1H2;/q+1;;/p-1 RMLMSMONVBVHNA-UHFFFAOYSA-M
ChemSpider	4514332
Приведены данные для стандартных условий (25 °C, 100 кПа), если не указано иное.

ПолучениеПравить

• В природе встречается минерал манганит — MnO(OH) с различными примесями.

• Растворение оксида марганца(IV) в концентрированном холодном едком натре:

$\mathsf{3}\mathsf{M}\mathsf{n}{\mathsf{O}}_{\mathsf{2}}\mathsf{+}\mathsf{2}\mathsf{N}\mathsf{a}\mathsf{O}\mathsf{H}\stackrel{{\mathsf{0}}^{\mathsf{o}}\mathsf{C}}{\to }\mathsf{2}\mathsf{M}\mathsf{n}\mathsf{O}\mathsf{(}\mathsf{O}\mathsf{H}\mathsf{)}\downarrow <!--\; \downarrow \; -->\mathsf{+}\mathsf{N}{\mathsf{a}}_{\mathsf{2}}\mathsf{M}\mathsf{n}{\mathsf{O}}_{\mathsf{4}}$${\mathsf {3MnO_{2}+2NaOH\ \xrightarrow {0^{o}C} \ 2MnO(OH)\downarrow +Na_{2}MnO_{4}}}$ 

• Осаждение щелочами из раствора солей трёхвалентного марганца:

$\mathsf{2}\mathsf{M}{\mathsf{n}}_{\mathsf{2}}\mathsf{(}\mathsf{S}{\mathsf{O}}_{\mathsf{4}}{\mathsf{)}}_{\mathsf{3}}\mathsf{+}\mathsf{6}\mathsf{N}\mathsf{a}\mathsf{O}\mathsf{H}\stackrel{}{\to }\mathsf{2}\mathsf{M}\mathsf{n}\mathsf{O}\mathsf{(}\mathsf{O}\mathsf{H}\mathsf{)}\downarrow <!--\; \downarrow \; -->\mathsf{+}\mathsf{3}\mathsf{N}{\mathsf{a}}_{\mathsf{2}}\mathsf{S}{\mathsf{O}}_{\mathsf{4}}\mathsf{+}\mathsf{2}{\mathsf{H}}_{\mathsf{2}}\mathsf{O}$${\mathsf {2Mn_{2}(SO_{4})_{3}+6NaOH\ {\xrightarrow {}}\ 2MnO(OH)\downarrow +3Na_{2}SO_{4}+2H_{2}O}}$ 

• Окисление сульфата марганца(II) 3%-м раствором пероксида водорода в аммиачной среде:

$\mathsf{2}\mathsf{M}\mathsf{n}\mathsf{S}{\mathsf{O}}_{\mathsf{4}}\mathsf{+}{\mathsf{H}}_{\mathsf{2}}{\mathsf{O}}_{\mathsf{2}}\mathsf{+}\mathsf{4}\mathsf{N}{\mathsf{H}}_{\mathsf{3}}\mathsf{+}\mathsf{2}{\mathsf{H}}_{\mathsf{2}}\mathsf{O}\stackrel{}{\to }\mathsf{2}\mathsf{M}\mathsf{n}\mathsf{O}\mathsf{(}\mathsf{O}\mathsf{H}\mathsf{)}\downarrow <!--\; \downarrow \; -->\mathsf{+}\mathsf{2}\mathsf{(}\mathsf{N}{\mathsf{H}}_{\mathsf{4}}{\mathsf{)}}_{\mathsf{2}}\mathsf{S}{\mathsf{O}}_{\mathsf{4}}$${\mathsf {2MnSO_{4}+H_{2}O_{2}+4NH_{3}+2H_{2}O\ {\xrightarrow {}}\ 2MnO(OH)\downarrow +2(NH_{4})_{2}SO_{4}}}$ 

Физические свойстваПравить

Метагидроксид марганца образует парамагнитные буро-чёрные кристаллы моноклинной сингонии, пространственная группа P 2₁/b, параметры ячейки a = 0,527 нм, b = 0,524 нм, c = 0,527 нм, β = 114,50°, Z = 4.

Есть упоминание о существовании другой модификации ромбической сингонии, пространственная группа P bnm, параметры ячейки a = 0,453 нм, b = 0,927 нм, c = 0,287 нм, Z = 4.

Не растворяется в воде, р ПР = 36,0.

Химические свойстваПравить

• Разлагается при нагревании в вакууме:

$\mathsf{2}\mathsf{M}\mathsf{n}\mathsf{O}\mathsf{(}\mathsf{O}\mathsf{H}\mathsf{)}\stackrel{{\mathsf{250}}^{\mathsf{o}}\mathsf{C}\mathsf{,}\mathsf{v}\mathsf{a}\mathsf{c}\mathsf{u}\mathsf{u}\mathsf{m}}{\to }\mathsf{M}{\mathsf{n}}_{\mathsf{2}}{\mathsf{O}}_{\mathsf{3}}\mathsf{+}{\mathsf{H}}_{\mathsf{2}}\mathsf{O}$${\mathsf {2MnO(OH)\ {\xrightarrow {250^{o}C,vacuum}}\ Mn_{2}O_{3}+H_{2}O}}$ 

• Реагирует с кислотами:

$\mathsf{2}\mathsf{M}\mathsf{n}\mathsf{O}\mathsf{(}\mathsf{O}\mathsf{H}\mathsf{)}\mathsf{+}\mathsf{3}{\mathsf{H}}_{\mathsf{2}}\mathsf{S}{\mathsf{O}}_{\mathsf{4}}\stackrel{{\mathsf{10}}^{\mathsf{o}}\mathsf{C}}{\to }\mathsf{M}{\mathsf{n}}_{\mathsf{2}}\mathsf{(}\mathsf{S}{\mathsf{O}}_{\mathsf{4}}{\mathsf{)}}_{\mathsf{3}}\mathsf{+}\mathsf{4}{\mathsf{H}}_{\mathsf{2}}\mathsf{O}$${\mathsf {2MnO(OH)+3H_{2}SO_{4}\ {\xrightarrow {10^{o}C}}\ Mn_{2}(SO_{4})_{3}+4H_{2}O}}$ 

• Растворяется в растворе, содержащем щавелевую кислоту и оксалат калия, с образованием комплексного соединения:

$\mathsf{2}\mathsf{M}\mathsf{n}\mathsf{O}\mathsf{(}\mathsf{O}\mathsf{H}\mathsf{)}\mathsf{+}\mathsf{3}{\mathsf{H}}_{\mathsf{2}}{\mathsf{C}}_{\mathsf{2}}{\mathsf{O}}_{\mathsf{4}}\mathsf{+}\mathsf{3}{\mathsf{K}}_{\mathsf{2}}{\mathsf{C}}_{\mathsf{2}}{\mathsf{O}}_{\mathsf{4}}\stackrel{}{\to }\mathsf{2}{\mathsf{K}}_{\mathsf{3}}\mathsf{[}\mathsf{M}\mathsf{n}\mathsf{(}{\mathsf{C}}_{\mathsf{2}}{\mathsf{O}}_{\mathsf{4}}{\mathsf{)}}_{\mathsf{3}}\mathsf{]}\mathsf{+}\mathsf{4}{\mathsf{H}}_{\mathsf{2}}\mathsf{O}$${\mathsf {2MnO(OH)+3H_{2}C_{2}O_{4}+3K_{2}C_{2}O_{4}\ {\xrightarrow {}}\ 2K_{3}[Mn(C_{2}O_{4})_{3}]+4H_{2}O}}$ 

• Реагирует с перегретыми растворами щелочей (под давлением):

$\mathsf{M}\mathsf{n}\mathsf{O}\mathsf{(}\mathsf{O}\mathsf{H}\mathsf{)}\mathsf{+}\mathsf{3}\mathsf{N}\mathsf{a}\mathsf{O}\mathsf{H}\mathsf{+}{\mathsf{H}}_{\mathsf{2}}\mathsf{O}\stackrel{{\mathsf{180}}^{\mathsf{o}}\mathsf{C}\mathsf{,}\mathsf{p}}{\to }\mathsf{N}{\mathsf{a}}_{\mathsf{3}}\mathsf{[}\mathsf{M}\mathsf{n}\mathsf{(}\mathsf{O}\mathsf{H}{\mathsf{)}}_{\mathsf{6}}\mathsf{]}\downarrow <!--\; \downarrow \; -->$${\mathsf {MnO(OH)+3NaOH+H_{2}O\ {\xrightarrow {180^{o}C,p}}\ Na_{3}[Mn(OH)_{6}]\downarrow }}$ 

• Окисляет концентрированную горячую соляную кислоту:

$\mathsf{2}\mathsf{M}\mathsf{n}\mathsf{O}\mathsf{(}\mathsf{O}\mathsf{H}\mathsf{)}\mathsf{+}\mathsf{6}\mathsf{H}\mathsf{C}\mathsf{l}\stackrel{{\mathsf{90}}^{\mathsf{o}}\mathsf{C}}{\to }\mathsf{2}\mathsf{M}\mathsf{n}\mathsf{C}{\mathsf{l}}_{\mathsf{2}}\mathsf{+}\mathsf{C}{\mathsf{l}}_{\mathsf{2}}\uparrow <!--\; \uparrow \; -->\mathsf{+}\mathsf{4}{\mathsf{H}}_{\mathsf{2}}\mathsf{O}$${\mathsf {2MnO(OH)+6HCl\ {\xrightarrow {90^{o}C}}\ 2MnCl_{2}+Cl_{2}\uparrow +4H_{2}O}}$ 

• Окисляется кислородом воздуха при нагревании:

$\mathsf{4}\mathsf{M}\mathsf{n}\mathsf{O}\mathsf{(}\mathsf{O}\mathsf{H}\mathsf{)}\mathsf{+}{\mathsf{O}}_{\mathsf{2}}\stackrel{{\mathsf{300}}^{\mathsf{o}}\mathsf{C}}{\to }\mathsf{4}\mathsf{M}\mathsf{n}{\mathsf{O}}_{\mathsf{2}}\mathsf{+}\mathsf{2}{\mathsf{H}}_{\mathsf{2}}\mathsf{O}$${\mathsf {4MnO(OH)+O_{2}\ {\xrightarrow {300^{o}C}}\ 4MnO_{2}+2H_{2}O}}$ 

• В присутствии влаги медленно окисляется при комнатной температуре:

$\mathsf{4}\mathsf{M}\mathsf{n}\mathsf{O}\mathsf{(}\mathsf{O}\mathsf{H}\mathsf{)}\mathsf{+}{\mathsf{O}}_{\mathsf{2}}\mathsf{+}\mathsf{(}\mathsf{4}\mathsf{n}\mathsf{-<!--\; -\; -->}\mathsf{2}\mathsf{)}{\mathsf{H}}_{\mathsf{2}}\mathsf{O}\stackrel{\mathrm{\tau <!--\; \tau \; -->}}{\to }\mathsf{4}\mathsf{(}\mathsf{M}\mathsf{n}{\mathsf{O}}_{\mathsf{2}}\cdot <!--\; \cdot \; -->\mathsf{n}{\mathsf{H}}_{\mathsf{2}}\mathsf{O}\mathsf{)}$${\mathsf {4MnO(OH)+O_{2}+(4n-2)H_{2}O\ {\xrightarrow {\tau }}\ 4(MnO_{2}\cdot nH_{2}O)}}$ 

• Восстанавливается водородом:

$\mathsf{2}\mathsf{M}\mathsf{n}\mathsf{O}\mathsf{(}\mathsf{O}\mathsf{H}\mathsf{)}\mathsf{+}{\mathsf{H}}_{\mathsf{2}}\stackrel{\mathsf{500}\mathsf{-<!--\; -\; -->}{\mathsf{700}}^{\mathsf{o}}\mathsf{C}}{\to }\mathsf{2}\mathsf{M}\mathsf{n}\mathsf{O}\mathsf{+}\mathsf{2}{\mathsf{H}}_{\mathsf{2}}\mathsf{O}$${\mathsf {2MnO(OH)+H_{2}\ {\xrightarrow {500-700^{o}C}}\ 2MnO+2H_{2}O}}$ 

ЛитератураПравить

• Химическая энциклопедия / Редкол.: Кнунянц И.Л. и др.. — М.: Советская энциклопедия, 1990. — Т. 2. — 671 с. — ISBN 5-82270-035-5.
• Справочник химика / Редкол.: Никольский Б.П. и др.. — 2-е изд., испр. — М.—Л.: Химия, 1966. — Т. 1. — 1072 с.
• Справочник химика / Редкол.: Никольский Б.П. и др.. — 3-е изд., испр. — Л.: Химия, 1971. — Т. 2. — 1168 с.
• Лидин Р.А. и др. Химические свойства неорганических веществ: Учеб. пособие для вузов. — 3-е изд., испр. — М.: Химия, 2000. — 480 с. — ISBN 5-7245-1163-0.
• Рипан Р., Четяну И. Неорганическая химия. Химия металлов. — М.: Мир, 1972. — Т. 2. — 871 с.
• Неорганическая химия / под ред. Ю.Д. Третьякова. — М.: Академия, 2007. — Т. 3. — 352 с.