Tetrossido di trimanganese
| Tetrossido di trimanganese | |
|---|---|
-oxid.png) | |
| Nomi alternativi | |
| tetrossido di manganese, ossido di manganese(II,III) | |
| Caratteristiche generali | |
| Formula bruta o molecolare | Mn3O4 |
| Massa molecolare (u) | 228,81 |
| Aspetto | polvere marrone-nera inodore |
| Numero CAS | |
| Numero EINECS | 215-266-5 |
| PubChem | 14825 |
| SMILES | O[Mn]=O.O[Mn]=O.[Mn] |
| Proprietà chimico-fisiche | |
| Densità (g/cm3, in c.s.) | 4,86[1] |
| Solubilità in acqua | praticamente insolubile[1] |
| Temperatura di fusione | 1 705 °C (1 978 K)[1] |
| Proprietà termochimiche | |
| ΔfH0 (kJ·mol−1) | -1387,8[2] |
| ΔfG0 (kJ·mol−1) | -1283,2[2] |
| S0m(J·K−1mol−1) | 155,6[2] |
| C0p,m(J·K−1mol−1) | 139,7[2] |
| Proprietà tossicologiche | |
| DL50 (mg/kg) | >2000 (oral rat)[3] |
| Indicazioni di sicurezza | |
| Frasi H | -- [4][5] |
| Consigli P | -- |
Il tetrossido di trimanganese è il composto binario di formula Mn3O4, presente anche in natura nel minerale hausmannite. Il manganese è presente in due stati di ossidazione, +2 e +3, e la formula viene talvolta scritta come MnIIMnIII2O4 o anche MnO⋅Mn2O3.
Struttura[modifica | modifica wikitesto]
Mn3O4 ha una struttura tipo spinello, dove gli ioni ossido hanno un arrangiamento cubico compatto, e i cationi MnII e MnIII occupano rispettivamente siti tetraedrici e ottaedrici.[6] La struttura è distorta a causa dell'effetto Jahn-Teller.[6] A temperatura ambiente Mn3O4 è paramagnetico, mentre sotto 43 K è ferrimagnetico.[7] In campioni nanocristallini questa temperatura di transizione si riduce a 39 K.[8]
Sintesi[modifica | modifica wikitesto]
Mn3O4 si forma scaldando qualsiasi ossido di manganese all'aria sopra 1000 °C.[6] Esistono inoltre numerose ricerche sulla sintesi di Mn3O4 nanocristallino a partire da composti di MnII o MnIV.[8][9][10][11]
Reattività[modifica | modifica wikitesto]
Mn3O4 catalizza varie reazioni, tra le quali l'ossidazione del metano a monossido di carbonio,[12][13] la decomposizione del monossido di azoto,[14] la riduzione del nitrobenzene a nitrosobenzene,[15] e la combustione catalitica di composti organici.[16]
Applicazioni[modifica | modifica wikitesto]
Mn3O4 di elevata purezza viene usato nella fabbricazione di semiconduttori e magneti ceramici.[17]
Note[modifica | modifica wikitesto]
- ^ a b c GESTIS.
- ^ a b c d Lide 2005
- ^ Sigma-Aldrich
- ^ Sostanza non pericolosa secondo la regolamentazione (CE) N. 1272/2008.
- ^ Scheda del composto su GESTIS [1]
- ^ a b c Greenwood e Earnshaw 1997
- ^ Boucher et al. 1971
- ^ a b Gopalakrishnan et al. 2005
- ^ Vázquez-Olmos et al. 2005
- ^ Sun et al. 2005
- ^ Du et al. 2006
- ^ Moggridge et al. 1992
- ^ Stobbe 1999
- ^ Yamashita e Vannice 1996
- ^ Wang et al. 1995
- ^ Baldi et al. 1998
- ^ Reidies 2002
Bibliografia[modifica | modifica wikitesto]
- (EN) M. Baldi, E. Finocchio, F. Milella e G. Busca, Catalytic combustion of C3 hydrocarbons and oxygenates over Mn3O4, in Applied Catalysis B, vol. 16, n. 1, 1998, pp. 43-51, DOI:10.1016/S0926-3373(97)00061-1.
- (EN) B. Boucher, R. Buhl e M. Perrin, Magnetic Structure of Mn3O4 by Neutron Diffraction, in J. Appl. Phys., vol. 42, n. 4, 1971, pp. 1615-1617, DOI:10.1063/1.1660364.
- (EN) J. Du, Y. Gao, L. Chai, G. Zou e Y. Qian, Hausmannite Mn3O4 nanorods: synthesis, characterization and magnetic properties, in Nanotechnology, vol. 17, n. 19, 2006, pp. 4923-4928, DOI:10.1088/0957-4484/17/19/024.
- GESTIS, gestis.dguv.de, https://gestis.dguv.de/data?name=570264&lang=en. URL consultato il 9 marzo 2023. Pagina del tetrossido di trimanganese nel data base GESTIS.
- (EN) I.K. Gopalakrishnan, N. Bagkar, R. Ganguly e S.K. Kulshreshtha, Synthesis of superparamagnetic Mn3O4 nanocrystallites by ultrasonic irradiation, in J. Cryst. Growth, vol. 280, n. 3-4, 2005, pp. 436-441, DOI:10.1016/j.jcrysgro.2005.03.060.
- (EN) N. N. Greenwood e A. Earnshaw, Chemistry of the elements, 2ª ed., Oxford, Butterworth-Heinemann, 1997, ISBN 0-7506-3365-4.
- D. R. Lide (Editor), CRC Handbook of Chemistry and Physics, Internet Version 2005, su hbcpnetbase.com, CRC Press, Boca Raton, 2005. URL consultato il 7 ottobre 2014 (archiviato dall'url originale il 24 luglio 2017).
- (EN) G.D. Moggridge, T. Rayment e R.M. Lambert, An in situ XRD investigation of singly and doubly promoted manganese oxide methane coupling catalysts, in Journal of Catalysis, vol. 134, n. 1, 1992, pp. 242-252, DOI:10.1016/0021-9517(92)90225-7.
- (EN) A. H. Reidies, Manganese Compounds, in Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry, Wiley-VCH, 2002, DOI:10.1002/14356007.a16_123.
- Sigma-Aldrich, Scheda di dati di sicurezza dell'ossido di manganese(II,III), su sigmaaldrich.com, 2016. URL consultato il 4 maggio 2016.
- (EN) E.R. Stobbe, B. A. de Boer e J.W. Geus, The reduction and oxidation behaviour of manganese oxides, in Catalysis Today, vol. 47, n. 1-4, 1999, pp. 161-167, DOI:10.1016/S0920-5861(98)00296-X.
- (EN) X. Sun, J. Liu e Y. Li, Use of Carbonaceous Polysaccharide Microspheres as Templates for Fabricating Metal Oxide Hollow Spheres, in Chem. Eur. J., vol. 12, n. 7, 2005, pp. 2039-2047, DOI:10.1002/chem.200500660.
- (EN) A. Vázquez-Olmos, R. Redón, G. Rodríguez-Gattorno, M.E. Mata-Zamora e et. al., One-step synthesis of Mn3O4 nanoparticles: Structural and magnetic study, in Journal of Colloid and Interface Science, vol. 291, n. 1, 2005, pp. 175-180, DOI:10.1016/j.jcis.2005.05.005.
- (EN) W. Wang, Y. Yang e J. Zhang, Selective reduction of nitrobenzene to nitrosobenzene over different kinds of trimanganese tetroxide catalysts, in Applied Catalysis A, vol. 133, n. 1, 1995, pp. 81-93, DOI:10.1016/0926-860X(95)00186-7.
- (EN) T. Yamashita e A. Vannice, NO Decomposition over Mn2O3 and Mn3O4, in Journal of Catalysis, vol. 163, n. 1, 1996, pp. 158-168, DOI:10.1006/jcat.1996.0315.
