Oxyde de manganèse(II,III)
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| Oxyde de manganèse(II,III) | |
| Structure cristalline __ Mn2+ __ Mn3+ __O2− |
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| Identification | |
|---|---|
| Synonymes |
tétroxyde de manganèse, oxyde de manganèse, oxyde manganomanganique, tétroxyde de trimanganèse |
| No CAS | |
| No ECHA | 100.013.879 |
| No RTECS | OP0895000 |
| PubChem | 14825 |
| SMILES | |
| InChI | |
| Apparence | poudre brunâtre |
| Propriétés chimiques | |
| Formule | Mn3O4 MnO.Mn2O3 |
| Masse molaire[1] | 228,811 7 ± 0,001 2 g/mol Mn 72,03 %, O 27,97 %, |
| Propriétés physiques | |
| T° fusion | 1 564 °C[2] |
| Solubilité | insoluble dans l'eau[2] |
| Masse volumique | 4,876 g·cm-3 (20 °C[2] |
| Cristallographie | |
| Système cristallin | Cubique |
| Structure type | Spinelle |
| Unités du SI et CNTP, sauf indication contraire. | |
| modifier |
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L'oxyde de manganèse(II,III) est un composé inorganique de formule Mn3O4. C'est un oxyde dans lequel le manganèse est présent sous deux états d'oxydation, +2 et +3, ce qui fait que la formule MnO·Mn2O3 est parfois utilisée pour le décrire. Il se présente sous la forme d'une poudre brunâtre à noire, et est présent dans la nature sous la forme d'un minéral, l'hausmannite.
Structure et propriétés
[modifier | modifier le code]Mn3O4 possède la même structure que le spinelle, où le ions oxydes forment une structure cubique compacte, les ions Mn2+ occupant les sites tétraédriques et le ions Mn3+ les sites octaédriques[3]. La structure est cependant distordue du fait de l'effet Jahn-Teller[3]. À température ambiante, Mn3O4 est paramagnétique ; en dessous de 41-43 K, il est ferrimagnétique[4], mais une étude a montré que pour des nanocristaux, cette température était réduite à environ 39 K[5].
Synthèse
[modifier | modifier le code]Mn3O4 est formé quand n'importe quel oxyde de manganèse est chauffé dans l'air au-dessus de 1 000 °C[3]. Des efforts considérable ont été produits pour synthétiser des échantillons nanocristallins de Mn3O4, par des méthodes impliquant l'oxydation de Mn(II) ou la réduction de Mn(VI)[6],[7],[8].
Utilisations
[modifier | modifier le code]Mn3O4 est parfois utilisé comme réactif dans la production de ferrites, par exemple de ferrite manganèse-zinc[9], ou de l'oxyde de lithium-manganèse, utilisé dans les batteries au lithium[10].
Mn3O4 peut être utilisé comme catalyseur dans de nombreuses réactions, par exemple la réduction du méthane et du monoxyde de carbone[11],[12], la décomposition du monoxyde d'azote[13], la réduction du nitrobenzène[14] et la combustion catalytique de composés organiques[15].
Notes et références
[modifier | modifier le code]- (en) Cet article est partiellement ou en totalité issu de l’article de Wikipédia en anglais intitulé « Manganese(II,III) oxide » (voir la liste des auteurs).
- Masse molaire calculée d’après « Atomic weights of the elements 2007 », sur www.chem.qmul.ac.uk.
- fiche CSST du tétroxyde de manganèse
- (en) Norman N. Greenwood et Alan Earnshaw, Chemistry of the Elements, Butterworth-Heinemann (en), , 2e éd. (ISBN 0080379419)
- Magnetic Structure of Mn3O4 by Neutron Diffraction Boucher B., Buhl R., Perrin M., J. Appl. Phys. 42, 1615 (1971); DOI 10.1063/1.1660364
- Synthesis of superparamagnetic Mn3O4 nanocrystallites by ultrasonic irradiation I.K. Gopalakrishnan, N. Bagkar, R. Ganguly and S.K. Kulshreshtha Journal of Crystal Growth 280, 3-4, (2005), 436-441, DOI 10.1016/j.jcrysgro.2005.03.060
- Hausmannite Mn3O4 nanorods: synthesis, characterization and magnetic properties Jin Du et al. Nanotechnology, (2006),17 4923-4928, DOI 10.1088/0957-4484/17/19/024
- One-step synthesis of Mn3O4 nanoparticles: Structural and magnetic study Vázquez-Olmos A., Redón R, Rodríguez-Gattorno G., Mata-Zamora M.E., Morales-Leal F, Fernández-Osorio A.L, Saniger J.M. Journal of Colloid and Interface Science, 291, 1, (2005), 175-180 DOI 10.1016/j.jcis.2005.05.005
- Use of Carbonaceous Polysaccharide Microspheres as Templates for Fabricating Metal Oxide Hollow Spheres Xiaoming Sun, Junfeng Liu, Yadong Li, Chemistry - A European Journal,(2005), 12, 7, 2039 – 2047, DOI 10.1002/chem.200500660
- Method of making manganese-zinc ferrite U.S Patent number: 4093688 (1978) Arthur Withop, Roger Emil Travagli
- Process for preparing lithium manganese oxides, U.S Patent number: 6706443,(2004), Horst Krampitz, Gerhard Wohner
- The reduction and oxidation behaviour of manganese oxides Stobhe E.R, de Boer A.D., Geus J.W., Catalysis Today. (1999), 47, 161–167. DOI 10.1016/S0920-5861(98)00296-X
- An in situ XRD investigation of singly and doubly promoted manganese oxide methane coupling catalysts.Moggridge G.D, Rayment T, Lambert R.M. Journal of Catalysis, (1992), 134, 242–252, DOI 10.1016/0021-9517(92)90225-7
- NO Decomposition over Mn2O3 and Mn3O4. Yamashita T, Vannice A., Journal of Catalysis (1996),163, 158–168, DOI 10.1006/jcat.1996.0315
- Selective reduction of nitrobenzene to nitrosobenzene over different kinds of trimanganese tetroxide catalysts.Wang W.M., Yang Y.N., Zhang J.Y., Applied Catalysis A. (1995), 133, 1, 81–93 DOI 10.1016/0926-860X(95)00186-7
- Catalytic combustion of C3 hydrocarbons and oxygenates over Mn3O4. Baldi M, Finocchio E, Milella F, Busca G., Applied Catalysis B. (1998), 16, 1, 43–51, DOI 10.1016/S0926-3373(97)00061-1