Оксид марганца(IV)

При обычных условиях диоксид марганца ведет себя довольно инертно. При нагревании с кислотами проявляет окислительные свойства, например, окисляет концентрированную соляную кислоту до хлора:

${\displaystyle {{\ce {4HCl + MnO2 -> MnCl2 + Cl2 ^ + 2H2O}}}}$.

С серной и азотной кислотами ${\displaystyle {{\ce {MnO2}}}}$ разлагается с выделением кислорода:

${\displaystyle {{\ce {2MnO2 + 2H2SO4 -> 2MnSO4 + O2 ^ + 2H2O}}}}$.

При взаимодействии с сильными окислителями диоксид марганца окисляется до соединений ${\displaystyle {{\ce {Mn^{+7}}}}}$ и ${\displaystyle {{\ce {Mn^{+6}}}}}$:

${\displaystyle {{\ce {3MnO2 + KClO3 + 6KOH -> 3K2MnO4 + KCl + 3H2O}}}}$.

Диоксид марганца проявляет амфотерные свойства. Так, в концентрированных сернокислых растворах образует сульфат марганца(IV):

${\displaystyle {{\ce {MnO2 + 2H2SO4 -> Mn(SO4)2 + 2H2O}}}}$.

А при сплавлении с щелочами и основными оксидами MnO₂ выступает в роли кислотного оксида, образуя соли — манганиты:

${\displaystyle {{\ce {MnO2 + CaO -> CaMnO3}}}}$.

Является катализатором разложения пероксида водорода:

Невозможно разобрать выражение (Ошибка преобразования. Сервер («https://ru.ruwiki.ru/api/rest_») сообщил: «Cannot get mml. Server problem.»): {\displaystyle {\ce {2H2O2 ->[{\ce {MnO2}}] 2H2O + O2 ^}}} .

При нагревании выше 530 °C разлагается:

${\displaystyle {\ce {4MnO2->[530^{\circ }{\text{C}}]2Mn2O3\ +O2}}}$.

В лабораторных условиях получают термическим разложением перманганата калия с образованием манганата калия и кислорода:

${\displaystyle {{\ce {2KMnO4->[t] K2MnO4 \ + MnO2\ + O2 ^}}}}$.

Также можно получить реакцией перманганата калия с пероксидом водорода. На практике образовавшийся ${\displaystyle {{\ce {MnO2}}}}$ каталитически разлагает пероксид водорода, вследствие чего реакция до конца не протекает:

${\displaystyle {{\ce {2KMnO4 + H2O2 -> 2KOH + 2MnO2 + 2O2 ^}}}}$.

При температуре выше 100 °C восстановлением перманганата калия водородом:

${\displaystyle {{\ce {2KMnO4 + 2H2 ->[t] K2MnO4 + MnO2 + 2H2O}}}}$.

Известны несколько полиморфных модификаций диоксида марганца и его гидратированных форм. Диоксид марганца, как и многие другие диоксиды, имеет кристаллическую структуру рутила (пиролюзит, или ${\displaystyle {{\ce {\beta - MnO_2}}}}$), где атомы металла занимают центры октаэдров, а координационное число атомов кислорода равно трём. Для диоксида марганца характерен недостаток кислорода, его нестехиометричный состав достигается за счет вакансий в подрешетке кислорода. У α-модификации диоксида марганца очень открытая структура, содержащая «каналы», в которых могут размещаться атомы некоторых металлов, например, серебра или бария. ${\displaystyle {{\ce {\alpha - MnO_2}}}}$, вслед за структурно родственным минералом, часто называют голландитом.

• Красящие вещества, обнаруженные во время раскопок в пещере Ласко и образцы, взятые с некоторых наскальных изображений, соответствовали диоксиду марганца^[1].
• Учёные определили, что кусочки чёрных камней из пещеры Пеш-де-Лазе на юге Франции, состоят из диоксида марганца. Возможно, неандертальцы использовали этот минерал в качестве окислителя и катализатора реакций окисления и горения^[2].

• Применяется для промышленного производства марганца;
• Как деполяризатор в «батарейках» (сухих гальванических элементах);
• Компонент минеральных пигментов;
• Осветлитель стекла.