Khám phá MnO2 và những kiến thức thú vị chưa biết

MnO2 là oxit có tên gọi là Mangan(IV) oxide, tồn tại dưới dạng chất rắn màu đen hoặc nâu, được ứng dụng làm chất tạo màu và tiền thân của các hợp chất mangan khác. Cùng tìm hiểu chi tiết về hóa chất này thông qua bài viết dưới đây nhé!

1. MnO2 là chất gì?

Mangan dioxide, hay còn được biết đến với tên gọi Mangan(IV) oxide và có công thức MnO2. Đây là hợp chất vô cơ, ở dạng chất rắn sẫm màu đen hoặc nâu và thường được tìm thấy tự nhiên dưới dạng khoáng sản pyrolusit. Pyrolusit cũng là một trong những quặng quan trọng nhất cho việc khai thác kim loại mangan.

Bột mangan dioxide

Mangan dioxide được ứng dụng trong việc sản xuất pin tế bào khô như pin kiềm và pin kẽm-carbon. Hơn nữa, MnO2 cũng có ứng dụng làm chất tạo màu và dẫn xuất cho nhiều hợp chất mangan khác, như KMnO4. Trong lĩnh vực hóa học hữu cơ, nó cũng được sử dụng như một chất xúc tác, như trong quá trình oxy hóa rượu allylic.

Các tên gọi khác: Pyrolusit, mangan oxide đen, manganic Oxide,...

2. Những tính chất nổi bật của MnO2

2.1. Tính chất vật lý

- Cảm quan: Tồn tại dưới dạng bột màu nâu đen hoặc đen.

- Khối lượng phân tử: 86,9368 g/mol.

- Khối lượng riêng: 5,026 g/cm³.

- Nhiệt độ nóng chảy: 535 độ C tương ứng với 808 K và 995 độ F.

- Độ hòa tan: Không tan trong nước

2.2. Tính chất hóa học

MnO2 là oxit bền, trơ về mặt hóa học ở điều kiện bình thường. Tuy nhiên, nó có phản ứng với dung dich axit và base khi đun nóng, cụ thể như sau:

-  Xảy ra phản ứng oxi hóa - khử  với dung dịch acid, trong đó MnO2 đóng vai trò là chất oxy hóa.

MnO2 + 4HCl → MnCl2 + Cl2 + H2O.

MnO2 + 6H2SO4 → 2Mn2(SO4)3 + O2 + 6H2O

- Phản ứng với dung dịch kiềm đặc: Tạo ra dung dịch màu xanh lam do chứa những ion Mn(III) và Mn(V), ion Mn (IV) không tồn tại được.

2MnO2 + 6KOH → K3MnO4 + K3[Mn(OH)6]

- Đun nóng chảy với kiềm hoặc oxit bazơ mạnh cho sản phẩm tạo thành là muối manganit:

MnO2 + 2NaOH → Na2MnO3 + H2O

MnO2 + CaO → CaMnO3

- MnO2 hoàn toàn có thể bị khử bởi H2, CO và C thành Mangan trong điều kiện nhiệt độ cao:

MnO2 + H2 → Mn + H2O

- Sục khí SO2 vào trong dung dịch huyền phù MnO2 trong nước tại 0°C cho sản phẩm tạo thành là Mangan(II) đithionat (MnS2O6). Đi đun nóng thì sẽ tạo ra muối mangan(II) sunfat:

MnO2 + SO2 → MnSO4

- Đun nóng chảy với kiềm và có mặt của chất xúc tác KNO3, KClO3 hay O2, Mangan dioxide bị oxi hóa thành Manganate.

MnO2 + KNO3 + K2CO3 → K2MnO4 + KNO2 + CO2

MnO2 + O2 + 4KOH → 2KMnO4 + 2H2O

3. Tổng hợp các phương pháp điều chế MnO2

MnO2 có thể được điều chế/sản xuất từ các phương pháp dưới đây:

- Nhiệt phân Mn(NO3)2 trong điều kiện nhiệt độ khoảng 300 °C:

Mn(NO3)2 → MnO2 + 2NO2

- Oxi hóa muối Mangan(II) trong môi trường kiềm bằng Cl2, HOCl, Br2.

- MnSO4 và H2SO4 đem tiến hành điện phân trong bình điện phân và điện cực được làm bằng chì:

MnSO4 + H2O → MnO2 + H2SO4 + H2

MnO2 thường tồn tại ở dưới dạng ngậm nước MnO2.xH2O.

- Trong công nghiệp: MnO2 được sản xuất bằng cách điện phân dung dịch K2MnO4 với các điện cực bằng thép.

4. Ứng dụng của MnO2 trong các lĩnh vực

Mangan dioxide có sự ứng dụng đa dạng trong các ngành công nghiệp:

- MnO2 ở dạng bột được sử dụng trong sản xuất các loại pin, đóng vai trò là điện cực cho nhiều loại pin như Zn-MnO2, Li-MnO2 và Mg-MnO2.

- Quốc phòng: MnO2 làm nguyên liệu trong việc sản xuất kali pemanganat.

Kali pemanganat

- Nó cũng được ứng dụng như một chất tạo màu trong ngành sản xuất thủy tinh và gốm sứ.

- Quặng Pyrolusite có chứa thành phần chính MnO2, được sử dụng làm nguyên liệu sản xuất feromangan (FeMn) và tạo ra các hợp kim ứng dụng rộng rãi  trong công nghiệp luyện thép.

- Hợp chất này còn là tác nhân đóng vai trò là chất xúc tác, chất oxi hóa cho nhiều phản ứng hóa học như sản xuất rượu allylic, phân hủy KClO3 và H2O2, và phản ứng oxy hóa biến đổi NH3 thành NO hay chuyển acid acetic thành acetone.

- MnO2 còn có vai trò trong việc xử lý môi trường, giúp xử lý asen, hấp thụ CO, và được sử dụng như một bộ lọc, chẳng hạn như Filox, để loại bỏ các tạp chất từ nước ngầm.

- Ngoài ra, MnO2 cũng được ứng dụng trong ngành điện tử, công nghệ in nhuộm và lĩnh vực nhiếp ảnh.

5. MnO2 có độc không? Có ảnh hưởng gì tới sức khỏe

MnO2 có thể tiếp xúc với cơ thể thông qua việc hít phải các hạt phân tán trong không khí hoặc nuốt phải. Nếu vô tình hít phải một lượng lớn bụi MnO2 có thể gây ra những vấn đề ảnh hưởng đến sức khỏe đường hô hấp như viêm phế quản, viêm phổi và tác động xấu tới hệ thần kinh trung ương. Những người mà phải làm việc và tiếp xúc lâu dài với MnO2 có thể biểu hiện của bệnh Parkinson.

Cảnh báo độ độc của MnO2

Nếu cơ thể tiếp xúc với mangan qua nước uống, người bị nhiễm có thể trải qua các triệu chứng như suy giảm ngôn ngữ, trí nhớ, tay run và giảm sự linh hoạt của đôi mắt.

Trong trường hợp MnO2 tiếp xúc trực tiếp với mắt hoặc da, sẽ xuất hiện các dấu hiệu kích ứng như đỏ mắt và viêm da. Đối với người bị tiếp xúc, việc sơ cứu cần được thực hiện ngay lập tức:

- Khi dính lên da: Rửa kỹ vùng da bị tiếp xúc bằng nước và xà phòng.

- Khi bắn vào mắt: Ngay lập tức rửa sạch bằng nước trong vài phút (nếu đang đeo kính áp tròng thì cần tháo ra), sau đó liên hệ với cơ sở y tế.

- Vô tình nuốt phải: Rửa sạch miệng và sau đó đưa nạn nhân đến cơ sở y tế gần nhất.

6. Lưu ý khi sử dụng và bảo quản

Trong quá trình sử dụng hóa chất nhớ trang bị đầy đủ đồ bảo hộ, đặc biệt là những người phải thường xuyên tiếp xúc để bảo đảm an toàn trong quá trình lao động.

Lưu trữ hóa chất ở trong bao bì kín, khô ráo thoáng mát, tránh ánh nắng mặt trời trực tiếp chiếu vào. Không để gần nguồn phát nhiệt hay những hóa chất khác.

7. Địa chỉ cung ứng hóa chất MnO2 giá tốt, chính hãng?

LabVIETCHEM là một trong những đơn vị hàng đầu trong lĩnh vực phân phối và nhập khẩu các hóa chất, thiết bị, dụng cụ phòng thí nghiệm uy tín, chất lượng trên cả nước. Đến với LabVIETCHEM, quý khách hàng có thể yên tâm về chất lượng và giá cả với nhiều chính sách giá ưu đãi, nhân viên tư vấn nhiệt tình, dịch vụ giao hàng nhanh chóng. Để tìm hiểu thêm về hóa chất hãy truy cập vào website labvietchem.com.vn hoặc liên hệ ngay tới số hotline 0826 020 020 để được đội ngũ chuyên viên của chúng tôi tư vấn.