CHLOREK MANGANU: WŁAŚCIWOŚCI, STRUKTURA, ZASTOSOWANIA, ZAGROŻENIA - CHEMIA - 2025

Chlorek manganu jest nieorganiczna sól o o wzór chemiczny MnCI ₂ . Składa się z jonów Mn ²⁺ i Cl ^- w stosunku 1: 2; na każdy kation Mn ²⁺ przypada dwa razy więcej anionów Cl ^- .

Sól ta może tworzyć kilka hydratów: MnCl ₂ · 2H ₂ O, (dihydrat), MnCl ₂ · 4H ₂ O (tetrahydrat) i MnCl ₂ · 6H ₂ O (heksahydrat). Najbardziej rozpowszechnioną formą soli jest tetrahydrat.

Różowe kryształy chlorku manganu. Źródło: Ondřej Mangl

Na właściwości fizyczne chlorku manganu, takie jak gęstość, temperatura topnienia i rozpuszczalność w wodzie, wpływa jego stopień uwodnienia. Na przykład, temperatura topnienia postaci bezwodnej jest znacznie wyższa niż formy tetrahydratu.

Kolor chlorku manganu jest bladoróżowy (górne zdjęcie). Bladość jest charakterystyczna dla soli metali przejściowych. Chlorek manganu jest słabym kwasem Lewisa.

Minerał znany jako scacquita to naturalnie bezwodna postać chlorku manganu (II); jak kempita.

Chlorek manganu (II) jest stosowany jako stop; katalizator w reakcjach chlorowania itp.

Właściwości fizyczne

Wygląd fizyczny

- Postać bezwodna: różowe kryształki sześcienne.

- Postać czterowodna: lekko rozpływające się czerwonawe kryształy jednoskośne.

Masy molowe

- Bezwodny: 125,838 g / mol.

- dwuwodzian: 161,874 g / mol.

- Tetrahydrat: 197,91 g / mol.

Temperatury topnienia

- Bezwodny: 654 ºC.

- dwuwodzian: 135 ºC.

- Tetrahydrat: 58 ºC.

Temperatura wrzenia

Postać bezwodna: 1190 ºC.

Gęstości

- Bezwodny: 2977 g / cm ³ .

- dwuwodzian: 2,27 g / cm ³ .

- Czterowodny: 2,01 g / cm ³ .

Rozpuszczalność w wodzie

Postać bezwodna: 63,4 g / 100 ml w 0 ° C; 73,9 g / 100 ml w 20 ° C; 88,5 g / 100 ml w 40 ° C; i 123,8 g / 100 ml w 100 ° C.

Rozpuszczalność w rozpuszczalnikach organicznych

Rozpuszczalny w pirydynie i etanolu, nierozpuszczalny w eterze.

Rozkład

Jeśli nie zostaną podjęte odpowiednie środki ostrożności, odwodnienie postaci uwodnionych do postaci bezwodnej może prowadzić do odwodnienia hydrolitycznego, z wytworzeniem chlorowodoru i tlenochlorku manganu.

pH

0,2 M roztwór tetrahydratu chlorku manganu w roztworze wodnym ma pH 5,5.

Stabilność

Jest stabilny, ale wrażliwy na wilgoć i niekompatybilny z mocnymi kwasami, metalami reaktywnymi i nadtlenkiem wodoru.

Struktura chlorku manganu

Kompleks koordynacyjny dla tetrahydratu MnCl2. Źródło: Smokefoot

Zaczynając od soli tetrahydratowanej, z efektownymi różowymi kryształami, musi składać się z kompleksów koordynacyjnych (górne zdjęcie). W nich metalowe centrum Mn ²⁺ jest otoczone ośmiościanem określonym przez cztery cząsteczki H ₂ O i dwa aniony Cl ^- .

Zauważ, że ligandy Cl ^- są w pozycjach cis; wszystkie są równoważne w prostokątnej podstawie oktaedru i nie ma znaczenia, czy Cl zostanie „przesunięty” ^- do którejkolwiek z pozostałych trzech pozycji. Innym możliwym izomerem tej cząsteczki koordynacyjnej jest taki, w którym oba Cl ^- znajdują się w pozycjach trans; to znaczy na różnych skrajnościach (jeden powyżej i drugi poniżej).

Cztery cząsteczki wody z ich wiązaniami wodorowymi pozwalają na połączenie dwóch lub więcej ośmiościanów siłami dipol-dipol. Mostki te są silnie kierunkowe, a dodając oddziaływania elektrostatyczne między Mn ²⁺ i Cl ^- ustanawiają uporządkowaną strukturę charakterystyczną dla kryształu.

Różowa barwa MnCl ₂ · 4H ₂ O jest w związku z przejściami elektronowymi Mn ²⁺ i jego d ⁵ konfiguracji . Podobnie, zaburzenia spowodowane bliskością cząsteczek wody i chlorków zmodyfikować ilość energii musi być wchłaniane przez te d ⁵ elektronów podróżować wyższego poziomu energii.

Dwuwodzianu

Struktura polimerowa dla MnCl2 · 2H2O. Źródło: Smokefoot

Sól została odwodniona, a jej formuła stała się teraz MnCl ₂ · 2H ₂ O. Co dzieje się z ośmiościanem powyżej? Nic, poza tym, że dwie cząsteczki H ₂ O , które pozostawili, zostały zastąpione przez dwa Cl ^- .

Na początku może dać mylne wrażenie, że istnieją cztery Cl ^- dla każdego Mn ²⁺ ; jednak połowa ośmiościanu (osiowo) jest w rzeczywistości powtarzającą się jednostką kryształu.

Zatem prawdą jest, że istnieje Mn ²⁺ skoordynowany z dwiema cząsteczkami Cl ^- i dwiema cząsteczkami wody w pozycjach trans. Ale aby ta jednostka mogła współdziałać z inną, potrzebuje dwóch mostów Cl, co z kolei umożliwia ukończenie ośmiościanu koordynacyjnego dla manganu.

Oprócz mostków Cl, cząsteczki wody również współpracują ze swoimi wiązaniami wodorowymi, dzięki czemu łańcuch MnCl ₂ · 2H ₂ O nie ulega rozpadowi.

Bezwodny

W końcu chlorek magnezu przestał tracić całą wodę zawartą w jego kryształach; teraz masz bezwodną sól MnCl ₂ . Bez cząsteczek wody kryształy zauważalnie tracą intensywność swojego różowego zabarwienia. Ośmiościan, podobnie jak hydraty, pozostaje niezmieniony z powodu samej natury manganu.

Bez cząsteczek wody Mn ²⁺ zostaje otoczony ośmiościanem złożonym tylko z Cl ^- . To wiązanie koordynacyjne jest zarówno kowalencyjne, jak i jonowe; z tego powodu struktura MnCl2 _jest często określana jako kryształ polimeru. W nim są naprzemiennie warstwy Mn i Cl.

Nomenklatura

Mangan ma wiele możliwych stopni utlenienia. Z tego powodu tradycyjne nazewnictwo MnCl ₂ nie jest jasne.

Z drugiej strony chlorek manganu odpowiada swojej lepiej znanej nazwie, do której należałoby dodać „(II)”, aby był zgodny z nomenklaturą zapasów: chlorek manganu (II). I podobnie istnieje systematyczna nomenklatura: dichlorek manganu.

Aplikacje

Laboratorium

Chlorek manganu służy jako katalizator chlorowania związków organicznych.

Przemysł

Chlorek manganu jest stosowany jako surowiec do produkcji przeciwstuków do benzyny; materiał spawalniczy do metali nieżelaznych; pośrednik w produkcji pigmentów; i suszarkę do oleju lnianego.

Znajduje zastosowanie w przemyśle tekstylnym do drukowania i barwienia; przy produkcji różnych soli manganu, w tym trikarbonylu metylocyklopentadienylomanganu stosowanego jako barwnik do cegieł; oraz w produkcji suchych ogniw elektrycznych.

Chlorek manganu jest stosowany jako środek stopowy i jest dodawany do stopionego magnezu w celu wytworzenia stopów manganu i magnezu; jako półprodukt do przygotowania środków suszących do farb i lakierów; oraz jako składnik środków dezynfekujących.

Jest również używany do oczyszczania magnezu.

Nawozy i pasza dla zwierząt

Chlorek manganu jest źródłem manganu, pierwiastka, który choć nie jest podstawowym składnikiem pokarmowym roślin, takich jak azot, fosfor i potas, jest wykorzystywany w licznych reakcjach biochemicznych typowych dla tych żywych istot.

Jest również dodawany do karmy zwierząt hodowlanych w celu dostarczania manganu, podstawowego pierwiastka śladowego dla wzrostu zwierząt.

Chlorek manganu jest składnikiem diety dostarczającym mangan, pierwiastek biorący udział w wielu procesach niezbędnych do życia, w tym: syntezie kwasów tłuszczowych i hormonów płciowych; asymilacja witaminy E; produkcja chrząstki; itp.

Ryzyka

W kontakcie ze skórą może powodować zaczerwienienie, podrażnienie i zapalenie skóry. Chlorek manganu powoduje zaczerwienienie, bolesność i łzawienie oczu.

Wdychana sól wywołuje kaszel, ból gardła i duszność. Z drugiej strony, połknięcie może spowodować wymioty, nudności i biegunkę.

Przewlekłe nadmierne wdychanie tej soli może prowadzić do zapalenia płuc i późniejszej reaktywnej choroby dróg oddechowych.

Jego nadmierne spożycie może powodować zaburzenia psychiczne, odwodnienie, niedociśnienie, niewydolność wątroby i nerek, niewydolność układu wielonarządowego i śmierć.

Neurotoksyczność jest początkowym objawem niepożądanego działania manganu i może objawiać się bólami głowy, zawrotami głowy, utratą pamięci, hiperrefleksją i łagodnym drżeniem.

Ciężka toksyczność objawia się objawami i oznakami podobnymi do tych obserwowanych w chorobie Parkinsona.

Bibliografia

1. Shiver & Atkins. (2008). Chemia nieorganiczna. (Czwarta edycja). Mc Graw Hill.
2. Wikipedia. (2019). Chlorek manganu (II). Odzyskane z: en.wikipedia.org
3. Nanomateriały Sky Spring. (2016). Proszek chlorku manganu. Odzyskany z: ssnano.com
4. Książka chemiczna. (2017). Chlorek manganu. Odzyskane z: chemicalbook.com
5. Sieć danych toksykologicznych. (sf). Chlorek manganu. Toxnet. Odzyskany z: toxnet.nlm.nih.gov
6. Gérard Cahiez. (2001). Chlorek manganu (II). doi.org/10.1002/047084289X.rm020
7. Narodowe Centrum Informacji Biotechnologicznej. (2019). Dichlorek manganu. Baza danych PubChem. CID = 24480. Odzyskany z: pubchem.ncbi.nlm.nih.gov
8. WebConsultas Healthcare, SA (2019). Minerały: mangan. Odzyskany z: webconsultas.com