Triossido di dimanganese
| Triossido di dimanganese | |
|---|---|
 | |
| Nomi alternativi | |
| Ossido di manganese(III) Sesquiossido di manganese (tradizionale) | |
| Caratteristiche generali | |
| Formula bruta o molecolare | Mn2O3 |
| Massa molecolare (u) | 157,87 |
| Numero CAS | |
| Numero EINECS | 215-264-4 |
| PubChem | 14824, 174407412 e 15836083 |
| SMILES | O=[Mn]O[Mn]=O |
| Proprietà chimico-fisiche | |
| Densità (g/cm3, in c.s.) | 4,5 g/mL a 25 °C |
| Densità (kg·m−3, in c.s.) | 350 kg/m3 |
| Temperatura di fusione | 1080 |
| Indicazioni di sicurezza | |
| Simboli di rischio chimico | |
| |
| pericolo | |
| Frasi H | 302 - 312 - 315 - 319 - 332 - 35 |
| Consigli P | 261 - 264 - 264+265 - 270 - 271 - 280 - 301+317 - 302+352 - 304+340 - 305+351+338 - 317 - 319 - 321 - 330 |
Il triossido di dimanganese è un composto chimico di formula Mn2O3 che in condizioni standard si presenta come una polvere nera.[1]
Caratteristiche strutturali e fisiche
[modifica | modifica wikitesto]È una sostanza inorganica presente in entrambe le forme cristalline α e β.[2] La struttura cristallina contiene ioni Mn3+ e O2-.[1]
Nella forma monoidrata, ha una struttura monoclina pseudo-ortorombica con una sovrastruttura simile alla marcasite;[3] come minerale in natura prende il nome di bixbyite-(Mn).[4] Il composto risulta insolubile in acqua,[5] alcol e acetone, ovvero solubile in acido e cloruro d'ammonio.[6]
| N. di atomi pesanti[7] | 5 |
| N. di accettori di legami a idrogeno[7] | 3 |
| N. di legami ruotabili[8] | 2 |
| Massa monoiotopica[7] | 157,860830 u |
| Superficie polare[7] | 43,4 Ų |
| Gravità specifica[6] | 4,5 |
Abbondanza e disponibilità
[modifica | modifica wikitesto]Il composto è naturalmente presente nella braunite e, in forma monoidrata, nella manganite.[1]
Sintesi del composto
[modifica | modifica wikitesto]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.[9]
Ad esempio, il composto si ottiene:
- per combustione dell'ossido di manganese(IV) o dei sali di manganese (II) in aria a 800°C[1][6]
![{\displaystyle {4\,\mathrm {MnO} {\vphantom {A}}_{\smash[{t}]{2}}{}\mathrel {\longrightarrow } {}2\,\mathrm {Mn} {\vphantom {A}}_{\smash[{t}]{2}}\mathrm {O} {\vphantom {A}}_{\smash[{t}]{3}}{}+{}\mathrm {O} {\vphantom {A}}_{\smash[{t}]{2}}}}](https://wikimedia.org/api/rest_v1/media/math/render/svg/4476df6f743b669d9e5a431532f2d1843f2f3954)
- 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.[2][3]
Reattività e caratteristiche chimiche
[modifica | modifica wikitesto]Con alcali concentrati, subisce una dismutazione formando ioni manganese (II) e manganese (IV).[1] L'acido cloridrico caldo e concentrato viene ossidato a cloro dall'ossido di manganese(III):[6]
![{\displaystyle {\mathrm {Mn} {\vphantom {A}}_{\smash[{t}]{2}}\mathrm {O} {\vphantom {A}}_{\smash[{t}]{3}}{\mskip {2mu}}(\mathrm {s} )~\,{}+{}\,~6\,\mathrm {H} {\vphantom {A}}^{+}~\,{}+{}\,~2\,\mathrm {e} {\vphantom {A}}^{-}~\to 2\,\mathrm {Mn} {\vphantom {A}}^{2+}~\,{}+{}\,~3\,\mathrm {H} {\vphantom {A}}_{\smash[{t}]{2}}\mathrm {O} }}](https://wikimedia.org/api/rest_v1/media/math/render/svg/658535ce5c8b63edfebb4a842c6be5cb08a9b0bb)
![{\displaystyle {\mathrm {Mn} {\vphantom {A}}_{\smash[{t}]{2}}\mathrm {O} {\vphantom {A}}_{\smash[{t}]{3}}{\mskip {2mu}}(\mathrm {s} )~\,{}+{}\,~6\,\mathrm {H} {\vphantom {A}}^{+}~\,{}+{}\,~2\,\mathrm {Cl} {\vphantom {A}}^{-}~\to 2\,\mathrm {Mn} {\vphantom {A}}^{2+}~\,{}+{}\,~3\,\mathrm {H} {\vphantom {A}}_{\smash[{t}]{2}}\mathrm {O} ~\,{}+{}\,~\mathrm {Cl} {\vphantom {A}}_{\smash[{t}]{2}}}}](https://wikimedia.org/api/rest_v1/media/math/render/svg/2a5f3446a89111b9d8593233880a7bf4606cd2bd)
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.[3]
Del composto sono disponibili lo spettro FTIR,[10] lo spettro ATR-IR[11] e lo spettro fotoelettronico a raggi X.[12]
Farmacologia e tossicologia
[modifica | modifica wikitesto]Tossicologia
[modifica | modifica wikitesto]Il composto risulta tossico per inalazione.[6] Ha un effetto neurotossico e può causare parkinsonismo.[5] Il livello minimo di rischio è pari a 0.0003 mg/m3.[13]
| TLV | 0,02 mg/m³, come Mn (frazione respirabile) |
| 0,1 mg/m³, come Mn (frazione inalabile) |
| Organismo | Test | Somministrazione | Dose | Effetto |
|---|---|---|---|---|
| Ratto[14] | LDLo | intratracheale | 100 mg/kg | enfisema, edema polmonare acuto |
| Topo[15] | DL50 | sottocutanea | 616 mg/kg |
Applicazioni
[modifica | modifica wikitesto]Viene utilizzato:
- come pigmento nelle ceramiche,[2][16]
- come intermedio nella produzione di additivi per vernici e rivestimenti,[17]
- come nanoparticelle,[18]
- per produrre magneti ceramici,
- per produrre semiconduttori,[5]
- nella produzione di batterie,
- come precursore dell'ossido di litio manganese,[6]
- come adsorbente per rimuovere metalli pesanti e contaminanti dall'acqua,[2]
- per produrre film sottili drogati con grafene su supporto vetroso per celle fotovoltaiche.[19]
Note
[modifica | modifica wikitesto]- 1 2 3 4 5 (EN) John Daintith, The Facts on File Dictionary of Chemistry, Facts On File, Incorporated, 14 maggio 2014, ISBN 9781438109381.
- 1 2 3 4 (EN) Sanjana Suresh, Sherin Celshia e Muthamizh Selvamani, Synthesis and Characterization of Mn₂O₃ and Its Electrochemical Properties in Relation to Dopamine, in Cureus, 27 agosto 2024, DOI:10.7759/cureus.67890. URL consultato l'11 aprile 2025.
- 1 2 3 (EN) Abraham Clearfield, Inorganic Ion Exchange Materials, CRC Press, febbraio 2018, p. 178, ISBN 9781351082013. URL consultato l'11 aprile 2025.
- ↑ (EN) Bixbyite-(Mn), su mindat.org, Hudson Institute of Mineralogy. URL consultato il 3 giugno 2026.
- 1 2 3 Manganese(III) oxide - Hazardous Agents | Haz-Map, su haz-map.com. URL consultato l'11 aprile 2025.
- 1 2 3 4 5 6 (EN) MANGANESE (III) OXIDE | 1317-34-6, su ChemicalBook. URL consultato l'11 aprile 2025.
- 1 2 3 4 (EN) PubChem, manganese(III) oxide, su pubchem.ncbi.nlm.nih.gov. URL consultato l'11 aprile 2025.
- ↑ Manganese(III) oxide | Mn2O3, su www.chemspider.com. URL consultato l'11 aprile 2025.
- ↑ (EN) Subin Kaladi Chondath e Mini Mol Menamparambath, Self-assembly of random networks of zirconium-doped manganese oxide nanoribbons and poly(3,4-ethylenedioxythiophene) flakes at the water/chloroform interface, in Faraday Discussions, vol. 247, 2023, pp. 227–245, DOI:10.1039/D3FD00077J. URL consultato l'11 aprile 2025.
- ↑ Manganese(III) oxide - Optional[FTIR] - Spectrum - SpectraBase, su spectrabase.com. URL consultato l'11 aprile 2025.
- ↑ Manganese(III) oxide - Optional[ATR-IR] - Spectrum - SpectraBase, su spectrabase.com. URL consultato l'11 aprile 2025.
- ↑ NIST X-ray Photoelectron Spectroscopy Database (SRD 20), Version 5.0, su srdata.nist.gov.
- ↑ T3DB: Manganese(III) oxide, su www.t3db.ca. URL consultato l'11 aprile 2025.
- ↑ Collection "Occupational hygiene", Issue 20, 1984 year, in Gigiena truda, vol. 1984, n. 20, 1º febbraio 1984, DOI:10.33573/gigiena1984.20. URL consultato il 12 giugno 2026.
- ↑ Zhurnal Vsesoyuznogo Khimicheskogo Obshchestva im. D.I. Mendeleeva. Journal of the D.I. Mendeleeva All-Union Chemical Society., 19(186), 1974
- ↑ (EN) Nicholas Eastaugh et al., Pigment Compendium, Taylor & Francis, 16 giugno 2008, ISBN 9781136373923. URL consultato l'11 aprile 2025.
- ↑ (EN) OCSPP US EPA, Chemical Data Reporting under the Toxic Substances Control Act, su www.epa.gov, 1º marzo 2013. URL consultato l'11 aprile 2025.
- ↑ Mohamed Abdel Salam, Synthesis and characterization of novel manganese oxide nanocorals and their application for the removal of methylene blue from aqueous solution, in Chemical Engineering Journal, vol. 270, 2015-06, pp. 50–57, DOI:10.1016/j.cej.2015.02.022. URL consultato l'11 aprile 2025.
- ↑ Wafa Naffouti e Najoua Turki-Kamoun, Physical properties of graphene doped Mn2O3 thin films for environmental application and solar cells simulation, in Optical Materials, vol. 162, 1º maggio 2025, pp. 116929, DOI:10.1016/j.optmat.2025.116929. URL consultato l'11 aprile 2025.
