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三氧化二锰

九月 15, 2023

三氧化二锰是一种无机化合物，化学式为Mn2O3，其中锰处于+3氧化态。[3]

三氧化二锰
IUPAC名
dimanganese trioxide
别名 氧化锰(III)
识别
CAS号 1317-34-6  
PubChem 14824
SMILES
 
  • O=[Mn]O[Mn]=O
RTECS OP915000
性质
化学式 Mn2O3
摩尔质量 157.8743 g/mol g·mol⁻¹
外观 棕色或黑色晶体
密度 4.5 g/cm3
熔点 888 °C（1,161 K）（α型）
940 °C（1,210 K）（β型）（分解）
溶解性（水） 0.00504 g/100 mL (α型)
0.01065 g/100 mL (β型)
结构
晶体结构 立方晶系, Ia3（308 K以上）
正交晶系, Pcab（308 K以下）[1]
热力学
ΔfHm⦵298K −971 kJ·mol−1[2]
S⦵298K 110 J·mol−1·K−1[2]
危险性
NFPA 704
0
1
0
 
相关物质
其他阴离子 三氟化锰、三乙酸锰
其他阳离子 三氧化二铬、三氧化二铁
相关化学品 一氧化锰、四氧化三锰、
二氧化锰、七氧化二锰
若非注明，所有数据均出自标准状态（25 ℃，100 kPa）下。

制备 编辑

在800℃以下将二氧化锰于空气中灼烧可以得到α-Mn2O3（更高温度得到Mn3O4）[4]，在600-800℃空气中加热Mn2+的硝酸盐、草酸盐或碳酸盐也能得到α-Mn2O3[5]。γ-Mn2O3由氢氧化锰(II)的脱水氧化制得。[4] 很多制备纳米晶体Mn2O3的方法已有报道，如通过氧化Mn2+盐或还原MnO2制备。[6][7][8]

需要注意的是，Mn2O3和MnOOH并不是相同的，MnOOH在空气中加热，会在约300 °C时产生MnO2。[9]

结构及物理性质 编辑

三氧化二锰和其它过渡金属氧化物不同，并不采取刚玉（Al2O3）的结构[4]。已知它有常见的α型和γ型[10]，和在高压下有着CaIrO3结构的晶型。[11]α-Mn2O3是黑色固体，为斜方晶系，晶格常数a=941.2 pm、b=941 pm、c=942.3 pm，奈耳温度约为80K。[5]γ-Mn2O3则是立方密排结构，奈耳温度为39K。[12]

化学性质 编辑

三氧化二锰是一种氧化剂，可以将盐酸氧化为氯气：[13]

Mn2O3 + 6 HCl（稀） —Δ→ 2 MnCl2 + Cl2↑ + 3 H2O

和浓硫酸反应，则放出氧气：[13]

2 Mn2O3 + H2SO4（浓） —Δ→ 4 MnSO4 + O2↑ + 4 H2O

三氧化二锰也能氧化有机物，如在硫酸的水溶液中将4-氟甲苯氧化为4-氟苯甲醛，[14]将4,4'-二甲基-2,2'-联吡啶氧化为2,2'-联吡啶-4,4'-二甲醛，[15]以及将4-甲基苯磺酸氧化为4-甲酰基苯磺酸。[16]

三氧化二锰和氧化镧在高温反应，可以得到正交晶系的LaMnO3，这种化合物与GdFeO3异构。[17]它也能直接和六氟乙酰丙酮在环己烷中回流下反应，生成三(六氟乙酰丙酮)合锰(III)。[18]

应用 编辑

三氧化二锰在无机上可以用作一氧化氮选择性还原的催化剂[19]，在有机合成中用作氧化剂[14][20]，它也能用作钯铂合金的载体[21]或电极材料[22]。

参考文献 编辑

  1. ^ Grant, R. W.; Geller, S.; Cape, J. A.; Espinosa, G. P. Magnetic and Crystallographic Transitions in theα−Mn2O3−Fe2O3 System. Physical Review. 1968, 175 (2): 686–695. ISSN 0031-899X. doi:10.1103/PhysRev.175.686. 
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  5. ^ 5.0 5.1 谢高阳 等. 无机化学丛书 第九卷 锰分族 铁系 铂系. 科学出版社, 2012.3. pp 31
  6. ^ Shuijin Lei, Kaibin Tang, Zhen Fang, Qiangchun Liu, Huagui Zheng. Preparation of α-Mn2O3 and MnO from thermal decomposition of MnCO3 and control of morphology. Materials Letters. 2006, 60: 53. doi:10.1016/j.matlet.2005.07.0. 
  7. ^ Yuan, Zhong-Yong; Ren, Tie-Zhen; Du, Gaohui; Su, Bao-Lian. A facile preparation of single-crystalline α-Mn2O3 nanorods by ammonia-hydrothermal treatment of MnO2. Chemical Physics Letters. 2004, 389 (1-3): 83–86. ISSN 0009-2614. doi:10.1016/j.cplett.2004.03.064. 
  8. ^ Chandra, Navin; Bhasin, Sanjeev; Sharma, Meenakshi; Pal, Deepti. A room temperature process for making Mn2O3 nano-particles and γ-MnOOH nano-rods. Materials Letters. 2007, 61 (17): 3728–3732. ISSN 0167-577X. doi:10.1016/j.matlet.2006.12.024. 
  9. ^ Kohler, Thomas; Armbruster, Thomas; Libowitzky, Eugen. Hydrogen Bonding and Jahn–Teller Distortion in Groutite,α-MnOOH, and Manganite,γ-MnOOH, and Their Relations to the Manganese Dioxides Ramsdellite and Pyrolusite. Journal of Solid State Chemistry. 1997, 133 (2): 486–500. ISSN 0022-4596. doi:10.1006/jssc.1997.7516. 
  10. ^ Wells A.F. (1984) Structural Inorganic Chemistry 5th edition Oxford Science Publications ISBN 0-19-855370-6
  11. ^ High Pressure Phase transition in Mn2O3 to the CaIrO3-type Phase Santillan, J.; Shim, S. American Geophysical Union, Fall Meeting 2005, abstract #MR23B-0050
  12. ^ Kim S. H, Choi B. J,Lee G.H., Oh S. J., Kim B., Choi H. C., Park J, Chang Y. Ferrimagnetism in γ-Manganese Sesquioxide (γ−Mn2O3) Nanoparticles. Journal of the Korean Physical Society. 2005, 46 (4): 941. 
  13. ^ 13.0 13.1 曹忠良, 王珍云. 无机化学反应方程式手册. 湖南科学技术出版社, 1985.9. pp.302 【Mn2O3】
  14. ^ 14.0 14.1 张启蒙, 薛叙明, 马金花, 李玉辉, 马伟刚. 三氧化二锰氧化法合成对氟苯甲醛的绿色工艺 （页面存档备份，存于互联网档案馆）. 精细化工中间体, 2010, 40(3):47-49.
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  17. ^ van Roosmalen, J.A.M.; van Vlaanderen, P.; Cordfunke, E.H.P.; IJdo, W.L.; IJdo, D.J.W. Phases in the Perovskite-Type LaMnO3+δ Solid Solution and the La2O3-Mn2O3 Phase Diagram. Journal of Solid State Chemistry. 1995, 114 (2): 516–523. ISSN 0022-4596. doi:10.1006/jssc.1995.1078. 
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  20. ^ Sihaib, Z.; Puleo, F.; Garcia-Vargas, J.M.; Retailleau, L.; Descorme, C.; Liotta, L.F.; Valverde, J.L.; Gil, S.; Giroir-Fendler, A. Manganese oxide-based catalysts for toluene oxidation. Applied Catalysis B: Environmental. 2017, 209: 689–700. ISSN 0926-3373. doi:10.1016/j.apcatb.2017.03.042. 
  21. ^ 徐鹏, 吴志星, 邓积光, 刘雨溪, 谢少华, 郭广生, 戴洪兴. 有序介孔三氧化二锰负载PdPt合金：一种高效的甲烷催化燃烧催化剂 （页面存档备份，存于互联网档案馆）. 催化学报, 2017, 38(1):92-105.
  22. ^ 张杰, 许家胜. 一种三氧化二锰多孔微米片/泡沫镍复合电极材料的制备方法[P], CN105355468 A. 2016.

拓展阅读 编辑

  1. Ovsyannikov, Sergey V.; Abakumov, Artem M.; Tsirlin, Alexander A.; Schnelle, Walter; Egoavil, Ricardo; Verbeeck, Jo; Van Tendeloo, Gustaaf; Glazyrin, Konstantin V.; Hanfland, Michael; Dubrovinsky, Leonid. Perovskite-like Mn2O3: A Path to New Manganites. Angewandte Chemie International Edition. 2013, 52 (5): 1494–1498. ISSN 1433-7851. doi:10.1002/anie.201208553. 
  2. Vanderah, T.A.; Lufaso, M.W.; Adler, A.U.; Levin, I.; Nino, J.C.; Provenzano, V.; Schenck, P.K. Subsolidus phase equilibria and properties in the system Bi2O3:Mn2O3±x:Nb2O5. Journal of Solid State Chemistry. 2006, 179 (11): 3467–3477. ISSN 0022-4596. doi:10.1016/j.jssc.2006.07.014. 
  3. Oelerich, W.; Klassen, T.; Bormann, R. Hydrogen Sorption of Nanocrystalline Mg at Reduced Temperatures by Metal-Oxide Catalysts. Advanced Engineering Materials. 2001, 3 (7): 487–490. ISSN 1438-1656. doi:10.1002/1527-2648(200107)3:7<487::AID-ADEM487>3.0.CO;2-0. 

九月 15, 2023
三氧化二锰, 是一种无机化合物, 化学式为mn2o3, 其中锰处于, 3氧化态, iupac名dimanganese, trioxide别名, 氧化锰, 识别cas号, 1317, pubchem, 14824smiles, ortecs, op915000性质化学式, mn2o3摩尔质量, 8743, 外观, 棕色或黑色晶体密度, cm3熔点, α型, β型, 分解, 溶解性, 00504, α型, 01065, β型, 结构晶体结构, 立方晶系, k以上, 正交晶系, pcab, k以下, 热力学Δfhm, 2. 三氧化二锰是一种无机化合物 化学式为Mn2O3 其中锰处于 3氧化态 3 三氧化二锰IUPAC名dimanganese trioxide别名 氧化锰 III 识别CAS号 1317 34 6 PubChem 14824SMILES O Mn O Mn ORTECS OP915000性质化学式 Mn2O3摩尔质量 157 8743 g mol g mol 外观 棕色或黑色晶体密度 4 5 g cm3熔点 888 C 1 161 K a型 940 C 1 210 K b型 分解 溶解性 水 0 00504 g 100 mL a型 0 01065 g 100 mL b型 结构晶体结构 立方晶系 Ia3 308 K以上 正交晶系 Pcab 308 K以下 1 热力学DfHm 298K 971 kJ mol 1 2 S 298K 110 J mol 1 K 1 2 危险性NFPA 704 0 1 0 相关物质其他阴离子 三氟化锰 三乙酸锰其他阳离子 三氧化二铬 三氧化二铁相关化学品 一氧化锰 四氧化三锰 二氧化锰 七氧化二锰若非注明 所有数据均出自标准状态 25 100 kPa 下 目录 1 制备 2 结构及物理性质 3 化学性质 4 应用 5 参考文献 6 拓展阅读制备 编辑在800 以下将二氧化锰于空气中灼烧可以得到a Mn2O3 更高温度得到Mn3O4 4 在600 800 空气中加热Mn2 的硝酸盐 草酸盐或碳酸盐也能得到a Mn2O3 5 g Mn2O3由氢氧化锰 II 的脱水氧化制得 4 很多制备纳米晶体Mn2O3的方法已有报道 如通过氧化Mn2 盐或还原MnO2制备 6 7 8 需要注意的是 Mn2O3和MnOOH并不是相同的 MnOOH在空气中加热 会在约300 C时产生MnO2 9 结构及物理性质 编辑三氧化二锰和其它过渡金属氧化物不同 并不采取刚玉 Al2O3 的结构 4 已知它有常见的a型和g型 10 和在高压下有着CaIrO3结构的晶型 11 a Mn2O3是黑色固体 为斜方晶系 晶格常数a 941 2 pm b 941 pm c 942 3 pm 奈耳温度约为80K 5 g Mn2O3则是立方密排结构 奈耳温度为39K 12 化学性质 编辑三氧化二锰是一种氧化剂 可以将盐酸氧化为氯气 13 Mn2O3 6 HCl 稀 D 2 MnCl2 Cl2 3 H2O和浓硫酸反应 则放出氧气 13 2 Mn2O3 H2SO4 浓 D 4 MnSO4 O2 4 H2O三氧化二锰也能氧化有机物 如在硫酸的水溶液中将4 氟甲苯氧化为4 氟苯甲醛 14 将4 4 二甲基 2 2 联吡啶氧化为2 2 联吡啶 4 4 二甲醛 15 以及将4 甲基苯磺酸氧化为4 甲酰基苯磺酸 16 三氧化二锰和氧化镧在高温反应 可以得到正交晶系的LaMnO3 这种化合物与GdFeO3异构 17 它也能直接和六氟乙酰丙酮在环己烷中回流下反应 生成三 六氟乙酰丙酮 合锰 III 18 应用 编辑三氧化二锰在无机上可以用作一氧化氮选择性还原的催化剂 19 在有机合成中用作氧化剂 14 20 它也能用作钯铂合金的载体 21 或电极材料 22 参考文献 编辑 Grant R W Geller S Cape J A Espinosa G P Magnetic and Crystallographic Transitions in thea Mn2O3 Fe2O3 System Physical Review 1968 175 2 686 695 ISSN 0031 899X doi 10 1103 PhysRev 175 686 2 0 2 1 Zumdahl Steven S Chemical Principles 6th Ed Houghton Mifflin Company 2009 A22 ISBN 0 618 94690 X Catherine E Housecroft Alan G Sharpe Inorganic Chemistry Second Edition Pearson Education Limited 2005 pp 614 615 Manganese III ISBN 0130 39913 2 4 0 4 1 4 2 Greenwood N N Earnshaw A Chemistry of the Elements 2nd Oxford Butterworth Heinemann 1997 ISBN 0 7506 3365 4 5 0 5 1 谢高阳 等 无机化学丛书 第九卷 锰分族 铁系 铂系 科学出版社 2012 3 pp 31 Shuijin Lei Kaibin Tang Zhen Fang Qiangchun Liu Huagui Zheng Preparation of a Mn2O3 and MnO from thermal decomposition of MnCO3 and control of morphology Materials Letters 2006 60 53 doi 10 1016 j matlet 2005 07 0 Yuan Zhong Yong Ren Tie Zhen Du Gaohui Su Bao Lian A facile preparation of single crystalline a Mn2O3 nanorods by ammonia hydrothermal treatment of MnO2 Chemical Physics Letters 2004 389 1 3 83 86 ISSN 0009 2614 doi 10 1016 j cplett 2004 03 064 Chandra Navin Bhasin Sanjeev Sharma Meenakshi Pal Deepti A room temperature process for making Mn2O3 nano particles and g MnOOH nano rods Materials Letters 2007 61 17 3728 3732 ISSN 0167 577X doi 10 1016 j matlet 2006 12 024 Kohler Thomas Armbruster Thomas Libowitzky Eugen Hydrogen Bonding and Jahn Teller Distortion in Groutite a MnOOH and Manganite g MnOOH and Their Relations to the Manganese Dioxides Ramsdellite and Pyrolusite Journal of Solid State Chemistry 1997 133 2 486 500 ISSN 0022 4596 doi 10 1006 jssc 1997 7516 Wells A F 1984 Structural Inorganic Chemistry 5th edition Oxford Science Publications ISBN 0 19 855370 6 High Pressure Phase transition in Mn2O3 to the CaIrO3 type Phase Santillan J Shim S American Geophysical Union Fall Meeting 2005 abstract MR23B 0050 Kim S H Choi B J Lee G H Oh S J Kim B Choi H C Park J Chang Y Ferrimagnetism in g Manganese Sesquioxide g Mn2O3 Nanoparticles Journal of the Korean Physical Society 2005 46 4 941 13 0 13 1 曹忠良 王珍云 无机化学反应方程式手册 湖南科学技术出版社 1985 9 pp 302 Mn2O3 14 0 14 1 张启蒙 薛叙明 马金花 李玉辉 马伟刚 三氧化二锰氧化法合成对氟苯甲醛的绿色工艺 页面存档备份 存于互联网档案馆 精细化工中间体 2010 40 3 47 49 Wang Yong Zhang Lipan Guo Liangqi Wu Ji Wang Fayun Guo Yanchun Process for preparation of 2 2 bipyridine 4 4 dicarboxaldehyde P 2011 CN 102295596 A 严新 宋萌 林周 王遵尧 用Mn2O3氧化法合成对羰基苯磺酸 页面存档备份 存于互联网档案馆 江苏化工 2004 32 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有序介孔三氧化二锰负载PdPt合金 一种高效的甲烷催化燃烧催化剂 页面存档备份 存于互联网档案馆 催化学报 2017 38 1 92 105 张杰 许家胜 一种三氧化二锰多孔微米片 泡沫镍复合电极材料的制备方法 P CN105355468 A 2016 拓展阅读 编辑Ovsyannikov Sergey V Abakumov Artem M Tsirlin Alexander A Schnelle Walter Egoavil Ricardo Verbeeck Jo Van Tendeloo Gustaaf Glazyrin Konstantin V Hanfland Michael Dubrovinsky Leonid Perovskite like Mn2O3 A Path to New Manganites Angewandte Chemie International Edition 2013 52 5 1494 1498 ISSN 1433 7851 doi 10 1002 anie 201208553 Vanderah T A Lufaso M W Adler A U Levin I Nino J C Provenzano V Schenck P K Subsolidus phase equilibria and properties in the system Bi2O3 Mn2O3 x Nb2O5 Journal of Solid State Chemistry 2006 179 11 3467 3477 ISSN 0022 4596 doi 10 1016 j jssc 2006 07 014 Oelerich W Klassen T Bormann R Hydrogen Sorption of Nanocrystalline Mg at Reduced Temperatures by Metal Oxide Catalysts Advanced Engineering Materials 2001 3 7 487 490 ISSN 1438 1656 doi 10 1002 1527 2648 200107 3 7 lt 487 AID ADEM487 gt 3 0 CO 2 0 取自 https zh wikipedia org w index php title 三氧化二锰 amp oldid 75296798, 维基百科，wiki，书籍，书籍，图书馆，

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