Mangan(III)-oxid

Sicherheitshinweise

GHS-Gefahrstoffkennzeichnung^[1]

keine GHS-Piktogramme

H- und P-Sätze

H: keine H-Sätze

P: keine P-Sätze^[1]

MAK

0,5 mg/m³^[1]

Toxikologische Daten

> 2000 mg/kg (LD₅₀, Ratte, oral)^[1]

Mangan(III)-oxid ist ein Oxid des Mangans. In der Natur ist Mangan(III)-oxid als seltenes Mineral Bixbyit-(Mn) bekannt.

Kristallstruktur

_ Mn³⁺ 0 _ O²⁻
Allgemeines
Name	Mangan(III)-oxid
Andere Namen	Dimangantrioxid Mangansesquioxid
Verhältnisformel	Mn₂O₃
Kurzbeschreibung	schwarzer geruchloser Feststoff^[1]
Externe Identifikatoren/Datenbanken
CAS-Nummer	1317-34-6
EG-Nummer	215-264-4
ECHA-InfoCard	100.013.878
PubChem	14824
Eigenschaften
Molare Masse	157,88 g/mol⁻¹
Aggregatzustand	fest^[1]
Dichte	4,50 g/cm³^[1]
Schmelzpunkt	> 940 °C (Zersetzung)^[1]
Löslichkeit	nahezu unlöslich in Wasser^[1]

Gewinnung und Darstellung

Es entsteht zum Beispiel in Zink-Braunstein-Zellen bei deren Entladung:

$\mathrm {Zn+2\ MnO_{2}+H_{2}O\longrightarrow Zn(OH)_{2}+Mn_{2}O_{3}}$

Mangan(III)-oxid entsteht auch bei der Zersetzung von Mangan(IV)-oxid (MnO₂ bei Temperaturen über 535 °C).

Bei der Umsetzung einer Lösung von Mangansulfat-Tetrahydrat mit Wasserstoffperoxid und Ammoniak bei Raumtemperatur erhält man γ-MnO(OH) (Manganit). Aus diesem kann durch vorsichtige Entwässerung im Vakuum bei 250 °C γ-Mangan(III)-oxid erhalten werden.^[2]

$\mathrm {2\ MnSO_{4}\cdot 4\ H_{2}O+H_{2}O_{2}+\ 4\ NH_{3}\longrightarrow }$ $\mathrm {\ 2\ MnO(OH)+\ 2\ (NH_{4})_{2}SO_{4}+\ 6\ H_{2}O}$

Eigenschaften

Mangan(III)-oxid ist ein nicht brennbarer schwarzer geruchloser Feststoff, der praktisch unlöslich in Wasser ist. Er zersetzt sich bei Erhitzung über 940 °C.^[1] Das in der Natur nicht vorkommende γ-Mn₂O₃ besitzt eine tetragonale Kristallstruktur mit der Raumgruppe I4₁/amd (Nr. 141) (a = 577 pm, c = 944 pm).^[2]^[3] Es wandelt sich bei 500 °C in 48 Stunden, bei Raumtemperatur in einem Jahr in die α-Form um. Diese hat bei Temperaturen über 29 °C eine kubische Bixbyit-Struktur mit der Raumgruppe Ia3 (Nr. 206) und darunter eine orthorhombische Struktur mit der Raumgruppe Pcab (Nr. 61, Stellung 2).^[4] Bei höheren Drücken existieren auch noch andere Modifikationen. So besitzt das bei Drücken über 28 GPa synthetisierbare δ-Mn₂O₃ eine Kristallstruktur vom CaIrO₃-Typ mit der Raumgruppe Cmcm (Nr. 63), ε-Mn₂O₃ eine Kristallstruktur vom Korund-Typ mit der Raumgruppe R3 (Nr. 148) und ζ-Mn₂O₃ eine verzerrte trikline Doppelperovskit-Struktur mit der Raumgruppe F1 (Nr. 2, Stellung 5)^[5].^[6]

Verwendung

Mangan(III)-oxid wird als Ausgangsstoff zur Herstellung von Lithiummangan(III,IV)-oxid LiMn₂O₄ (Kathodenmaterial von Lithium-Ionen-Akkus) und als Pigment in Farbstoffen (färbt Glas z. B. braun) verwendet. Das Mischoxid mit Yttrium und Indium ergibt ein brillantes blaues Pigment, das YInMn-Blau. Die allgemeine Formel lautet YIn_1-xMn_xO₃^[7] Ist kein Mangan enthalten, ist das Oxid farblos, ist kein Indium enthalten, ist es schwarz.

Einzelnachweise

↑ ^{Hochspringen nach: a} ^b ^c ^d ^e ^f ^g ^h ⁱ ^j Eintrag zu Mangan(III)-oxid in der GESTIS-Stoffdatenbank des Institut für Arbeitsschutz der Deutschen Gesetzlichen Unfallversicherung. (JavaScript erforderlich)
↑ ^{Hochspringen nach: a} ^b Georg Brauer (Hrsg.) u. a.: Handbuch der Präparativen Anorganischen Chemie. 3., umgearbeitete Auflage. Band III, Ferdinand Enke, Stuttgart 1981, ISBN 3-432-87823-0, S. 1582.
↑ Ferrimagnetism in γ-Manganese Sesquioxide (γ − Mn₂O₃) Nanoparticles, Journal of the Korean Physical Society, Vol. 46, No. 4, April 2005, S. 941–944.
↑ S. Geller: Structure of α-Mn2O3, (Mn0.983Fe0.017)2O3 and (Mn0.37Fe0.63)2O3 and relation to magnetic ordering. In: Acta Crystallographica Section B Structural Crystallography and Crystal Chemistry. 27, S. 821–828, doi: 10.1107/S0567740871002966.
↑ Die Nummerierung dieser Achsenstellung entspricht nicht der Reihenfolge der International Tables for Crystallography, da diese dort nicht aufgeführt wird.
↑ Source: A path to new manganites with perovskite structure, Sergey V. Ovsyannikov, Artem M. Abakumov, Alexander A. Tsirlin, Walter Schnelle, Ricardo Egoavil, J. o. Verbeeck, Gustaaf Van Tendeloo, Konstantin V. Glazyrin, Michael Hanfland, Leonid Dubrovinsky: Perovskite-like Mn2O3: A Path to New Manganites . In: Angewandte Chemie International Edition. 52, 2013, S. 1494–1498, doi: 10.1002/anie.201208553.
↑ Andrew E. Smith, Hiroshi Mizoguchi, Kris Delaney, Nicola A. Spaldin, Arthur W. Sleight, M. A. Subramanian: Mn in Trigonal Bipyramidal Coordination: A New Blue Chromophore. In: Journal of the American Chemical Society. 131, 2009, S. 17084–17086, doi:10.1021/ja9080666.

Basierend auf einem Artikel in:

Wikipedia.de