Idrossido di manganese (Mn(OH)2): struttura e proprietà
L’idrossido di manganese (II) è un composto chimico con formula Mn(OH)2 che si presenta sotto forma di polvere bianca e risulta scarsamente solubile in acqua. Questa sostanza è presente nella pirocroite, un minerale di manganese appartenente al gruppo della brucite, scoperto da Lars Johan Igelström nel 1864.
Indice Articolo
Stato di ossidazione e reazioni del manganese
Il manganese, nello stato di ossidazione +2, costituisce uno stato stabile in ambiente acido. Tuttavia, in ambiente basico, il Mn(OH)2 può ossidarsi a MnO(OH) con manganese allo stato di ossidazione +3.
Formazione di complessi e reattività chimica
Nello stato di ossidazione +2, il manganese può formare complessi esacoordinati come l’esaacquomanganese (II) Mn(H2O)6^2+, che in ambiente basico si trasforma nel complesso neutro Mn(H2O)4(OH)2.
Solubilità e prodotto di solubilità
L’idrossido di manganese (II) è poco solubile in acqua. Il suo equilibrio di dissociazione è rappresentato dalla reazione Mn(OH)2(s) ⇄ Mn^2+(aq) + 2 OH^-(aq). Il prodotto di solubilità (Kps) di questo equilibrio è 2.00·10^-13. Risolvendo l’espressione del prodotto di solubilità, si ottiene che la solubilità molare di Mn(OH)2 è di circa 3.68·10^-5 mol/L, corrispondente a 0.00328 g/L.
Influenza del pH e sintesi dell’idrossido di manganese (II)
La solubilità dell’idrossido di manganese (II) è influenzata dal pH, poiché in presenza di acido la sua solubilità aumenta. Per ottenere l’idrossido di manganese, è possibile precipitarlo da una soluzione contenente un sale di manganese solubile, come il cloruro di manganese (II), tramite l’aggiunta di ammoniaca secondo la reazione:
Mn^2+(aq) + 2 NH3(aq) + 2 H2O(l)
Reazioni dell’Idrossido di Manganese (II)
L’Idrossido di Manganese (II) non è un idrossido anfotero e non si solubilizza in presenza di eccesso di ammoniaca. Tuttavia, aggiungendo un sale di ammonio come il cloruro di ammonio, l’equilibrio si sposta a sinistra, dissolvendo il precipitato di Mn(OH)2.
L’Idrossido di Manganese (II) si ottiene tramite reazione dell’ione Mn2+ con una base forte come l’idrossido di sodio o di potassio, con la seguente reazione:
Mn2+(aq) + 2 OH-(aq) → Mn(OH)2(s)
Il precipitato può ossidarsi facilmente all’aria per formare Mn(III) o Mn(IV), assumendo un colore bruno.
Reazioni di Decomposizione e Ossidazione
A temperature superiori a 220°C, l’Idrossido di Manganese (II) subisce una reazione di decomposizione per formare l’ossido di manganese (II):
Mn(OH)2(s) → MnO(s) + H2O(g)
In presenza di ossigeno, si ossida a ossido di manganese (IV):
2 Mn(OH)2(s) + O2(g) → 2 MnO2(s) + 2 H2O(l)
In presenza di perossido di idrogeno, viene ossidato a ossido di manganese (IV):
Mn(OH)2(s) + H2O2(aq) → MnO2(s) + 2 H2O(l)
Usi dell’Idrossido di Manganese (II)
L’Idrossido di Manganese (II) è impiegato nelle batterie acquose agli ioni di zinco ad alte prestazioni. Queste batterie rappresentano dispositivi di accumulo energetico avanzati per la loro sicurezza, sostenibilità ambientale e altri vantaggi. La ricerca si focalizza sui materiali catodici ad alte prestazioni come quelli a base di manganese.
L’Idrossido di Manganese (II) sintetizzato tramite elettrodeposizione, con una struttura quasi unidimensionale, è un catodo vantaggioso per le batterie agli ioni di zinco ad alte prestazioni.
