›
›

Bài thảo luận Hóa vô cơ - Tổng quan về Mangan điôxit, sản xuất thuốc tím

Download
1
ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP HỒ CHÍ MINH  
ĐẠI HỌC BÁCH KHOA TP HỒ CHÍ MINH  
KHOA CÔNG NGHỆ VẬT LIỆU  
HÓA VÔ CƠ  
BÀI BÁO CÁO  
TỔNG QUAN VỀ MANGAN ĐIÔXIT,SẢN XUẤT THUỐC TÍM  
Nhóm 9  
Lê Thị Hồng Phương V1002518  
Ngô Thị Yến Thảo  
Dương Công Thống V1003269  
Huỳnh Lê Vũ V1004053  
V1003034  
2
I.  
MANGAN ĐIÔXIT  
1. Cấu tạo  
MnO2 có cấu tinh thể kiểu rutil. Các nguyên tử mangan chiếm một nửa lỗ  
trống bát diện được tạo thành do 6 nguyên tử oxi xếp chặt khít với nhau.  
Hằng số mạng  
Hợp chất  
Công  
Mạng tinh  
thức  
thể  
a(pm b(pm c(pm) α0  
0  
0  
)
)
MnO2  
Orthombic 4446 932  
285  
90 90 90  
-MnO2  
Bảng 1.Các thông số mạng tinh thể  
Tế bào mạng lưới thuộc hệ tứ phương khối tâm của cation Mn4+ còn  
anion tạo thành bát diện đều bao quanh mangan (2 ion oxi nằm ở mặt  
trên dọc theo một đườngchéo, 2 ion oxi nằm ở mặt dưới cùng theo  
hướng đường chéo đó, 2 ion oxi nữa nằm ngay trong tế bào nhưng theo  
hướng đường chéo khác).  
Hình 1. Cấu trúc tinh thể β-MnO2  
2. Tính chất lí học.  
3
o Là chất rắn màu nâu đen , có thành phần thay đổi ,tồn tại  
trong thiên nhiên dưới dạng khoáng pirolusit  
o Là hợp chất rất bền,khong tan trong nuoc va ngay cả trong  
nhiều axit khi không đốt nóng  
3. Tính chất hóa học điển hình  
a. Tính chất lưỡng tính  
Hợp chất oxyt có tính lưỡng tính nhưng cả tính axit, tính bazơ  
đều yếu: khi nấu chảy với kiềm chúng tạo thành muối  
manganit:  
nhiệt độ  
MnO2 + 2KOH  
K2MnO3 + H2O  
Còn khi tác dụng với axit đặc, nóng thì chúng tạo thành các  
muối bền tương ứng trạng thái oxy hóa +2 của mangan.  
nhiệt độ  
MnO2 + HClđặc  
MnCl2 +Cl2 +2H2 0  
b. Tính chất ôxi hóa mạnh  
Do tính không bền của các muối Mn4+ mà các hợp chất  
Mn(+4) có tính oxy hóa mạnh. Nó oxy hóa được HCl tạo thành  
Cl2, nó phân hủy H2SO4, HNO3 đặc nóng tạo thành muối Mn2+  
và giải phóng oxy. MnO2 được dùng làm chất oxy hóa mạnh,  
rẻ tiền trong phòng thí nghiệm.  
c. Tính khử  
khi tác dụng với các chất oxy hóa mạnh hơn như KClO3,  
PbO2… hợp chất Mn lại thể hiện tính khử và có thể chuyển  
2-  
-
thành MnO4 hay MnO4 :  
2MnO2 + KClO3 + 6KOH = 3K2MnO4 + KCl +3H2O  
2MnO2 + 3PbO2 + 6HNO3 = 2HMnO4 + 3Pb(NO3)2 + 2H2O  
4. Điều chế  
➢ Phương pháp điện phân :Phương pháp này được dùng  
phổ biến trong tổng hợp MnO2. Các dung dịch điện  
phân có thể dùng là dung dịch muối MnCl2, MnSO4, các  
4
điện cực được sử dụng là graphit, chì, titan và hợp kim  
của nó,… Phương trình chung của quá trình điện phân:  
(+) Anot:  
Mn2+ - 2e Mn4+  
Mn4+ + H2O MnO2 + 4H+  
(-) Catot:  
Phản ứng tổng :  
H+ + 2e H2  
Mn2+ + 2H2O MnO2 + 2H+ + H2  
➢ Phương pháp hoá học: Là phương pháp sử dụng các  
phản ứng hoá học. Phổ biến nhất trong loại này là sử  
dụng phản ứng oxi hoá khử với chất oxi hoá là KMnO4,  
K2Cr2O7; chất khử có thể dùng là MnSO4, MnCl2,  
Na2SO3, H2O2, CuCl, các chất hữu cơ như HCOOH,  
toluen, CH3CH2OH  
2KMnO4 + 3NaHSO3  
NaHSO4 + 2MnO2 + Na2SO4 + K2SO4 + H2O  
2KMnO4 + 3Na2SO3 + H2O MnO2 + 2KOH + 3Na2SO4  
2KMnO4 + 3NaNO2 + H2O  
3NaNO3 + 2MnO2 + 2KOH  
2KMnO4 + 3KNO2 + H2O  
3KNO3 + 2MnO2 + 2KOH  
➢ Phương pháp thuỷ nhiệt: Thực hiện phản ứng hoá học  
có thêm điều kiện nhiệt độ và áp suất cao. Tổng hợp  
được β-MnO2 bằng phản ứng thủy nhiệt giữa KMnO4 và  
CuCl ở 1800C trong 18h:  
KMnO4 + CuCl + 4HCl MnO2 + KCl + CuCl2 + Cl2 + 2H2O  
5. Ứng dụng  
Đioxit mangan có nhiều ứng dụng trong thực tế như: làm chất  
xúc tác trong tổng hợp hữu cơ, xử lí môi trường (xử lí asen, hấp  
thụ CO,…), được dùng làm chất ôxi hóa mạnh trong phòng thí  
5
nghiệm và đặc biệt được sử dụng làm điện cực trong pin và  
ăcqui. Một số loại pin sử dụng điện cực MnO2 như: pin Zn-MnO2,  
Li-MnO2, Mg-MnO2.  
II.  
Sản xuất thuốc tím  
Thuốc tím có tên là kali permanganate,công thức là KMnO4  
.Thuốc tím được sản xuất trong công nghiệp từ mangan điôxit  
.Mangan điôxit tác dụng với kali hydroxyt trong môi trường  
chứa ôxi ,sản phẩm tạo thành là kali manganate .Sau đó điện  
phân sản phẩm trong môi trường kiềm thì thu được kali  
permanganate.  
2 MnO2 + 4 KOH + O2 → 2 K2MnO4 + 2 H2O  
–
2 MnO42– + Cl2 → 2 MnO4 + 2 Cl–  
Ngoài ra có thể tạo ra thuốc tím bằng cách cho ion Mn2+ tác dung  
với những chất ôxi hóa mạnh như PbO2 , NaBiO3  
docx 5 trang Thùy Anh 20500 Free
Download
Bạn đang xem tài liệu "Bài thảo luận Hóa vô cơ - Tổng quan về Mangan điôxit, sản xuất thuốc tím", để tải tài liệu gốc về máy hãy click vào nút Download ở trên

File đính kèm:

  • docxbai_thao_luan_hoa_vo_co_tong_quan_ve_mangan_dioxit_san_xuat.docx