Il biossido di manganese MnO2 è un solido nero poco solubile in acqua ma solubile negli acidi che viene estratto dalla pirolusite. Questo composto ha una lunga storia di utilizzo che risale a 17.000 anni fa nel periodo paleolitico superiore, quando veniva impiegato dagli uomini dell’età della pietra come pigmento per le loro pitture rupestri.
Storia e Utilizzi del Biossido di Manganese
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Gli egizi e i romani utilizzavano minerali contenenti manganese nella fabbricazione del vetro per conferire sfumature rosa, viola e nere. Nel 1816, un ricercatore tedesco osservò che il manganese aumentava la durezza del ferro senza comprometterne la flessibilità o la resistenza. Successivamente, nel 1868, Georges Leclanché sviluppò la pila con biossido di manganese.
Preparazione del Biossido di Manganese
Per ottenere il biossido di manganese puro, è possibile far reagire il permanganato di potassio con il solfato di manganese (II) secondo la reazione di comproporzione:
2 KMnO4 + 3 MnSO4 + 2 H2O → 5 MnO2 + K2SO4 + 2 H2SO4
Altri metodi per ottenere il biossido di manganese includono l’ossidazione di un sale di manganese (II) utilizzando un agente ossidante come il perossidisolfato, o attraverso la decomposizione termica del nitrato di manganese (II) o del carbonato di manganese (II).
Reazioni del Biossido di Manganese
A causa dei vari numeri di ossidazione del manganese che vanno da -3 a +7, il biossido di manganese, con manganese a +4, può subire sia riduzione che ossidazione. Ad esempio, può essere ridotto a manganese metallico dal coke o dall’alluminio.
Il biossido di manganese può anche essere ridotto a solfato di manganese (II) in presenza di acido solforico concentrato a caldo o reagire con il cloruro di idrogeno per essere ridotto a manganese (II).
In conclusione, il biossido di manganese ha una vasta gamma di applicazioni e proprietà chimiche che lo rendono un composto versatile e importante in svariati settori industriali.
La Preparazione del Cloro Gassoso
Il cloro gassoso può essere isolato attraverso una reazione che coinvolge il biossido di manganese come segue:
*MnO2 + 4 HCl → 2 MnCl2 + Cl2 + 2 H2O.*
In un ambiente basico, il biossido di manganese subisce un’ossidazione a manganato secondo la reazione:
*2 MnO2 + 4 KOH + O2 → 2 K2MnO4 + 2 H2O.*
Usi del Diossido di Manganese
Il diossido di manganese trova numerosi impieghi come catalizzatore in diverse reazioni chimiche. Ad esempio, catalizza la decomposizione del perossido di idrogeno:
*2 H2O2 → 2 H2O + O2*, riducendo l’energia di attivazione da 75 kJ/mol a 58 kJ/mol e rendendo la reazione significativamente più veloce a 20°C.
Un altro processo in cui il biossido di manganese svolge la funzione di catalizzatore è la decomposizione termica del clorato di potassio:
*2 KClO3 → 2 KCl + 3 O2.*
Attualmente, il biossido di manganese è ampiamente impiegato nelle pile Leclanché, che sono comunemente utilizzate in diversi dispositivi elettronici. Se desideri approfondire l’argomento del cloro e dei suoi metodi di preparazione, puoi consultare ulteriori informazioni su [Chimica Today](https://chimica.today/chimica-generale/cloro-metodi-di-preparazione).
