Mangaandioksied

**Eienskappe**
Algemeen
Naam	Mangaandioksied
Ander name	Bruinsteen
Struktuurformule van
Chemiese formule	MnO₂
Molêre massa	86,94 [g/mol]
CAS-nommer	1313-13-9^[1]
Reuk	Reukloos
Fasegedrag
Selkonstantes	a = b = 440,1 pm; c = 287,2 pm (β-MnO₂) ^[2]
Ruimtegroep	P4₂/mnm; (β-MnO₂) ^[2]
Nommer	132
Strukturbericht	C4
Smeltpunt	535 °C^[1]
Kookpunt	(ontbind)
Digtheid	5,026 (rel)^[1]
Oplosbaarheid	Onoplosbaar (water)^[1]
Suur-basis eienskappe
pKa
Veiligheid
Flitspunt	Onbrandbaar
LD₅₀	>3478 mg/kg (oraal in rotte)^[1]
Tensy anders vermeld is alle data vir standaardtemperatuur en -druk toestande.

Portaal Chemie

Mangaandioksied of Mangaan(IV)oksied is 'n bruin of swart vastestof met formule MnO₂.

Die stof kom as die mineraal pirolusiet voor en word ook bruinsteen genoem.

Mangaanertse

Mangaanertse bevat mangaankarbonaat of mangaandioksied en is taamlik algemeen in die aardkors. Ertse wat suiwer genoeg is om te myn word in Australië, China, Gaboen en Ghana gevind.^[3] Die dioksiederts word as 'n poeier in oonde gereduseer tot mangaanoksied MnO wat in swaelsuur oplosbaar is. Dié oplossing word gesuiwer deur koper, nikkel, kobalt, molibdeen, antimoon en arseen te verwyder. Die gesuiwerde oplossing word dan deur elektrolise op titaanelektrodes as elektrolitiese mangaandioksied (EMD) neergeslaan. EMD word veral in droë alkaliese batterye gebruik. Naas EMD bestaan daar ook natuurlike mangaandioksied en chemiese mangaandioksied.

'n Belangrike vervaardiger van EMD in Suid Afrika was Delta EMD wat egter sy werksaamhede in 2014 beëindig het.^[4]

Kristalstrukture

Mangaandioksied kristalliseer in verskeie strukture: α-MnO₂, β-MnO₂, γ-MnO₂, δ-MnO₂, ε-MnO₂, en λ-MnO₂, wat se [MnO₆]-oktaëders effens anders verbind is.

β-MnO₂ het die tetragonale rutiel-struktuur (C4 in die strukturbericht-klassifikasie). Pitrolitiese β-MnO₂ is effens nie-stoigiometries en 'n ontaarde halfgeleier met 'n bandgaping van 2eV en 'n taamlik hoë geleidbaarheid van ~1 Ω^-1cm^-1 en 'n aktiweringsenergie van ~0,1eV. Teen ~80K ondergaan dit 'n halfgeleier-na-metaal-oorgang wat dalk saamhang met 'n magnetiese oorgang na 'n antiferromagnetiese spinstruktuur.^[2]

Eienskappe

Dit vorm groen kaliummanganaat onder verhitting met kaliumkarbonaat en suurstof:^[5]

$2MnO_{2}+2K_{2}CO_{3}+O_{2}\xrightarrow {hitte} 2K_{2}MnO4+2CO_{2}$

Mangaandioksied is 'n goeie katalis wat byvoorbeeld die ontbinding van waterstofperoksied bevorder.

Die Neanderdallers het dit gebruik om vuur te maak. Mangaandioksied verlaag die ontstekingstemperatuur van hout van 350 grade na 250 grade Celsius.^[6]

Mangaandioksiedbatterye

Die oudste toepassing van die stof in 'n battery is die sink / mangaandioksied-battery van Lelanchl'e (1866). Die katode bestaan uit 'n koolstofstaaf in 'n mengsel van koolswart en mangaandioksied in 'n poreuse pot. Die anode is van sink en die (nat) elektroliet is 'n oplossing van ammoniumchloried. ^[7]

|C|C,MnO₂||NH₄Cl, ZnCl₂, (aq)|Zn|

Die battery lewer aanvanklik 1,55V tot 1,70V, wat tot omtrent 0,8V afneem.

Later is die ontwerp gewysig om dit 'n droë sel te maak. Die elektroliet is nou 'n pap van ammonium- en sinkchloried, geïmpregneer in 'n veselvlies.

Verwysings

↑ ^1,0 ^1,1 ^1,2 ^1,3 ^1,4 "Science Lab MSDS" (in Engels). Geargiveer vanaf die oorspronklike op 9 Desember 2018. Besoek op 3 Maart 2016.
↑ ^2,0 ^2,1 ^2,2 Malinenko, V.P. & Aleshina, Lioudmila & Pergament, Alex & Germak, G.V (2013). "Switching Effects and Metal-Insulator Transition in Manganese Oxide". Journal on Selected Topics in Nano Electronics and Computing. 1: 44–50. doi:10.15393/j8.art.2013.3005.{{cite journal}}: AS1-onderhoud: gebruik authors-parameter (link)
↑ Electrolytic Manganese Dioxide from Australia, China, Greece, Ireland, Japan, and South Africa, DIANE Publishing, 2003, ISBN 1-4289-5489-9, ISBN 978-1-4289-5489-2
↑ "BusinessDay live 3 Maart 2014" (in Engels). Geargiveer vanaf die oorspronklike op 8 Desember 2018.
↑ G.D. Considine (Ed.). (2006). Potassium. In Van Nostrand's Scientific Encyclopedia. doi:10.1002/0471743984.vse5719.{{cite book}}: AS1-onderhoud: gebruik authors-parameter (link)
↑ "nu.nl" (in Nederlands). Geargiveer vanaf die oorspronklike op 9 Oktober 2019.
↑ "electrical4u" (in Engels).

[SciLab-1] 1,0 ^1,1 ^1,2 ^1,3 ^1,4 "Science Lab MSDS" (in Engels). Geargiveer vanaf die oorspronklike op 9 Desember 2018. Besoek op 3 Maart 2016.

[Mal-2] 2,0 ^2,1 ^2,2 Malinenko, V.P. & Aleshina, Lioudmila & Pergament, Alex & Germak, G.V (2013). "Switching Effects and Metal-Insulator Transition in Manganese Oxide". Journal on Selected Topics in Nano Electronics and Computing. 1: 44–50. doi:10.15393/j8.art.2013.3005.{{cite journal}}: AS1-onderhoud: gebruik authors-parameter (link)

[3] Electrolytic Manganese Dioxide from Australia, China, Greece, Ireland, Japan, and South Africa, DIANE Publishing, 2003, ISBN 1-4289-5489-9, ISBN 978-1-4289-5489-2

[4] "BusinessDay live 3 Maart 2014" (in Engels). Geargiveer vanaf die oorspronklike op 8 Desember 2018.

[5] G.D. Considine (Ed.). (2006). Potassium. In Van Nostrand's Scientific Encyclopedia. doi:10.1002/0471743984.vse5719.{{cite book}}: AS1-onderhoud: gebruik authors-parameter (link)

[6] "nu.nl" (in Nederlands). Geargiveer vanaf die oorspronklike op 9 Oktober 2019.

[7] "electrical4u" (in Engels).

[1]

[2]

[3]

[4]

[5]

[6]

[7]