Il triossido di dimanganese è un composto chimico di formula Mn2O3 che in condizioni standard si presenta come una polvere nera.
Caratteristiche strutturali e fisiche È una sostanza inorganica presente in entrambe le forme cristalline α e β. La struttura cristallina contiene ioni Mn3+ e O2-.
Nella forma monoidrata, ha una struttura monoclina pseudo-ortorombica con una sovrastruttura simile alla marcasite; come minerale in natura prende il nome di bixbyite-(Mn). Il composto risulta insolubile in acqua, alcol e acetone, ovvero solubile in acido e cloruro d'ammonio. +CaratteristicheN. di atomi pesanti5N. di accettori di legami a idrogeno3N. di legami ruotabili2Massa monoiotopica157,860830 u Superficie polare43,4 ŲGravità specifica4,5
Abbondanza e disponibilità Il composto è naturalmente presente nella braunite e, in forma monoidrata, nella manganite.
Sintesi del composto Può essere sintetizzato attraverso vari metodi, come la decomposizione termica di precursori a base di Mn, la precipitazione da sali di Mn in presenza di opportuni agenti riducenti o ossidanti, e la sintesi idrotermale.
Ad esempio, il composto si ottiene:
per combustione dell'ossido di manganese(IV) o dei sali di manganese (II) in aria a 800°C
4MnO2 -> 2Mn2O3 + O2
nella forma monoidrata, aggiungendo una soluzione acquosa di ammoniaca al solfato di manganese(II) in presenza di perossido di idrogeno ad ebollizione. Il precipitato ottenuto viene lavato con acqua ed è asciugato a 50°C.
Reattività e caratteristiche chimiche Con alcali concentrati, subisce una dismutazione formando ioni manganese (II) e manganese (IV). L'acido cloridrico caldo e concentrato viene ossidato a cloro dall'ossido di manganese(III):
Mn2O3(s) \,+\, 6H+ \,+\, 2e^- \to 2Mn^{2+} \,+\, 3H2O
Mn2O3(s) \,+\, 6H+ \,+\, 2Cl^- \to 2Mn^{2+} \,+\, 3H2O \,+\, Cl2
La curva di titolazione del pH del composto mostra un apparante comportamento anfoterico. Tuttavia, dimostra solo capacità di scambio di cationi per K+ in soluzioni con pH superiore a 6, mentre risulta solubile in soluzioni acide con valori di pH inferiori a 5. A pH 12 la capacità di scambio è pari a circa 0,4 meq/g.
Del composto sono disponibili lo spettro FTIR, lo spettro ATR-IR e lo spettro fotoelettronico a raggi X.
Farmacologia e tossicologia
Tossicologia Il composto risulta tossico per inalazione. Ha un effetto neurotossico e può causare parkinsonismo. Il livello minimo di rischio è pari a 0.0003 mg/m3. +Limiti di esposizioneTLV0,02 mg/m³, come Mn (frazione respirabile)0,1 mg/m³, come Mn (frazione inalabile) +Effetti acutiOrganismoTestSomministrazioneDoseEffettoRattoLDLointratracheale100 mg/kgenfisema, edema polmonare acutoTopoZhurnal Vsesoyuznogo Khimicheskogo Obshchestva im. D.I. Mendeleeva. Journal of the D.I. Mendeleeva All-Union Chemical Society., 19(186), 1974DL50sottocutanea616 mg/kg
Applicazioni Viene utilizzato:
come pigmento nelle ceramiche, come intermedio nella produzione di additivi per vernici e rivestimenti, come nanoparticelle, per produrre magneti ceramici, per produrre semiconduttori, nella produzione di batterie, come precursore dell'ossido di litio manganese, come adsorbente per rimuovere metalli pesanti e contaminanti dall'acqua, per produrre film sottili drogati con grafene su supporto vetroso per celle fotovoltaiche.
Note
Categoria:Composti del manganese Categoria:Ossidi e anidridi inorganiche