Triossido di dimanganese

Il triossido di dimanganese è un composto chimico di formula Mn₂O₃ che in condizioni standard si presenta come una polvere nera.^[1]

Triossido di dimanganese
Nomi alternativi
Ossido di manganese(III) Sesquiossido di manganese (tradizionale)
Caratteristiche generali
Formula bruta o molecolare	Mn2O3
Massa molecolare (u)	157,87
Numero CAS	1317-34-6
Numero EINECS	215-264-4
PubChem	14824
SMILES	O=[Mn]O[Mn]=O
Proprietà chimico-fisiche
Densità (g/cm3, in c.s.)	4,5 g/mL a 25 °C
Densità (kg·m−3, in c.s.)	350 kg/m3
Temperatura di fusione	1080
Indicazioni di sicurezza
Simboli di rischio chimico
pericolo
Frasi H	302 - 312 - 315 - 319 - 332 - 35
Consigli P	261 - 264 - 264+265 - 270 - 271 - 280 - 301+317 - 302+352 - 304+340 - 305+351+338 - 317 - 319 - 321 - 330

Caratteristiche strutturali e fisiche

È una sostanza inorganica presente in entrambe le forme cristalline α e β.^[2] La struttura cristallina contiene ioni Mn³⁺ e O^2-.^[1]

Nella forma monoidrata, ha una struttura monoclina pseudo-ortorombica con una sovrastruttura simile alla marcasite.^[3] Il composto risulta insolubile in acqua,^[4] alcol e acetone, ovvero solubile in acido e cloruro d'ammonio.^[5]

Caratteristiche

N. di atomi pesanti[6]	5
N. di accettori di legami a idrogeno[6]	3
N. di legami ruotabili[7]	2
Massa monoiotopica[6]	157,860830 u
Superficie polare[6]	43,4 Ų
Gravità specifica[5]	4,5

Abbondanza e disponibilità

Il composto è naturalmente presente nella braunite e, in forma monoidrata, nella manganite.^[1]

Sintesi del composto

Può essere sintetizzato attraverso vari metodi, come la decomposizione termica di precursori a base di Mn, la precipitazione da sali di Mn in presenza di opportuni agenti riducenti o ossidanti, e la sintesi idrotermale.^[8]

Ad esempio, il composto si ottiene:

• per combustione dell'ossido di manganese(IV) o dei sali di manganese (II) in aria a 800°C^[1][5]

${\displaystyle {\ce {4MnO2 -> 2Mn2O3 + O2}}}$

• nella forma monoidrata, aggiungendo una soluzione acquosa di ammoniaca al solfato di manganese(II) in presenza di perossido di idrogeno ad ebollizione. Il precipitato ottenuto viene lavato con acqua ed è asciugato a 50°C.^[2][3]

Reattività e caratteristiche chimiche

Con alcali concentrati, subisce una dismutazione formando ioni manganese (II) e manganese (IV).^[1] L'acido cloridrico caldo e concentrato viene ossidato a cloro dall'ossido di manganese(III):^[5]

Mn₂O₃ (s) + 6H⁺ + 2e^- -> 2Mn²⁺ + 3H₂O

Mn₂O₃ (s) + 6H⁺ + 2Cl^- -> 2Mn²⁺ + 3H₂O + Cl₂

La curva di titolazione del pH del composto mostra un apparante comportamento anfoterico. Tuttavia, dimostra solo capacità di scambio di cationi per K⁺ in soluzioni con pH superiore a 6, mentre risulta solubile in soluzioni acide con valori di pH inferiori a 5. A pH 12 la capcità di scambio è pari a circa 0,4 meq/g.^[3]

Del composto sono disponibili lo spettro FTIR,^[9] lo spettro ATR-IR^[10] e lo spettro fotoelettronico a raggi X.^[11]

Farmacologia e tossicologia

Tossicologia

Il composto risulta tossico per inalazione.^[5] Ha un effetto neurotossico e può causare parkinsonismo.^[4] Il livello minimo di rischio è pari a 0.0003 mg/m³.^[12]

Limiti di esposizione

TLV	0,02 mg/m³, come Mn (frazione respirabile)
	0,1 mg/m³, come Mn (frazione inalabile)

Effetti acuti

Organismo	Test	Somministrazione	Dose	Effetto
Ratto[13]	LDLo	intratracheale	100 mg/kg	enfisema, edema polmonare acuto
Topo[14]	DL50	sottocutanea	616 mg/kg

Applicazioni

Viene utilizzato:

• come pigmento nelle ceramiche,^[2][15]
• come intermedio nella produzione di additivi per vernici e rivestimenti,^[16]
• come nanoparticelle,^[17]
• per produrre magneti ceramici,
• per produrre semiconduttori,^[4]
• nella produzione di batterie,
• come precursore dell'ossido di litio manganese,^[5]
• come adsorbente per rimuovere metalli pesanti e contaminanti dall'acqua,^[2]
• per produrre film sottili drogati con grafene su supporto vetroso per celle fotovoltaiche.^[18]