Оксид марганца IV

Оксид марганца IV (диоксид марганца)  MnO₂ — порошок тёмно-коричневого цвета, нерастворимый в воде. Наиболее устойчивое соединение марганца, широко распространённое в земной коре (минерал пиролюзит).

Химические свойства

При обычных условиях диоксид марганца ведет себя довольно инертно. При нагревании с кислотами проявляет окислительные свойства, например, окисляет концентрированную соляную кислоту до хлора:

 4 HCl + MnO₂ ⟶ MnCl₂ + Cl₂ ↑ + 2 H₂O

С серной и азотной кислотами  MnO₂ разлагается с выделением кислорода:

 2 MnO₂ + 2 H₂SO₄ ⟶ 2 MnSO₄ + O₂ ↑ + 2 H₂O 

При взаимодействии с сильными окислителями диоксид марганца окисляется до соединений  Mn⁷⁺ и  Mn⁶⁺:

 3 MnO₂ + KClO₃ + 6 KOH ⟶ 3 K₂MnO₄ + KCl + 3 H₂O

Диоксид марганца проявляет амфотерные свойства. Так, в концентрированных сернокислых растворах образует Сульфат марганца IV:

 MnO₂ + 2 H₂SO₄ ⟶ Mn(SO₄)₂ + 2 H₂O

А при сплавлении с щелочами и основными оксидами MnO₂ выступает в роли кислотного оксида, образуя соли — Манганиты:

 MnO₂ + CaO ⟶ CaMnO 3

Является катализатором разложения пероксида водорода:

 2 H₂O₂ →^MnO₂ 2 H₂O + O₂ ↑

При нагревании выше 530°C разлагается:

 4 MnO₂ →^530∘C 2 Mn₂O₃ + O₂

Получение

В лабораторных условиях получают термическим разложением перманганата калия:

 2 KMnO₄ →^t  K₂MnO₄ + MnO₂ + O₂ ↑

Также можно получить реакцией перманганата калия с пероксидом водорода. На практике образовавшийся  MnO₂ каталитически разлагает пероксид водорода, вследствие чего реакция до конца не протекает.

 2 KMnO₄ + H₂O₂ ⟶ 2 KOH + 2 MnO₂ + 2 O₂ ↑

При температуре выше 100°C восстановлением перманганата калия водородом:

 2 KMnO₄ + 2 H₂ →^t  K₂MnO₄ + MnO₂ + 2 H₂O

Археология

• Красящие вещества, обнаруженные во время раскопок в пещере Ласко и образцы, взятые с некоторых наскальных изображений, соответствовали диоксиду марганца.
• Учёные определили, что кусочки чёрных камней из пещеры Пеш-де-Лазе на юге Франции, сложены исключительно из диоксида марганца. Возможно, неандертальцы использовали этот минерал в качестве окислителя и катализатора реакций окисления и горения.

Применение

• Применяется для промышленного производства марганца;
• Как деполяризатор в «батарейках» (сухих гальванических элементах);
• Компонент минеральных пигментов;
• Осветлитель стекла.