Bài tập lớn Hóa vô cơ - Tổng quan về mangan điôxit, sản xuất thuốc tím

Nội dung text: Bài tập lớn Hóa vô cơ - Tổng quan về mangan điôxit, sản xuất thuốc tím

1. 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 MnO2 Orthombic 4446 932 285 90 90 90 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.
2. 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+ 4+ + Mn + H2O MnO2 + 4H + (-) Catot: H + 2e H2 2+ + Phản ứng tổng : Mn + 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 KMnO 4, 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 KMnO 4 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