Triossido di dimanganese

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 O^2-.

Nella forma monoidrata, ha una struttura monoclina pseudo-ortorombica con una sovrastruttura simile alla marcasite. Il composto risulta insolubile in acqua, alcol e acetone, ovvero solubile in acido e cloruro d'ammonio.

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

${\displaystyle {\ce {4MnO2 -> 2Mn2O3 O2}}}$

• 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^- -> 2Mn² 3H₂O

Mn₂O₃ (s) 6H 2Cl^- -> 2Mn² 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 capcità 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.

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