Oxyde de manganèse(II,III)

	Oxyde de manganèse(II,III)
	Structure cristalline; __ Mn2+ __ Mn3+ __O2−
Identification
Synonymes	tétroxyde de manganèse, oxyde de manganèse, oxyde manganomanganique, tétroxyde de trimanganèse
No CAS	1317-35-7
No ECHA	100.013.879
No RTECS	OP0895000
PubChem	14825
SMILES
InChI
Apparence	poudre brunâtre
Propriétés chimiques
Formule	Mn3O4; MnO.Mn2O3
Masse molaire	228,811 7 ± 0,001 2 g/mol ; Mn 72,03 %, O 27,97 %,
Propriétés physiques
T° fusion	1 564 °C
Solubilité	insoluble dans l'eau
Masse volumique	4,876 g·cm-3 (20 °C
Cristallographie
Système cristallin	Cubique
Structure type	Spinelle
	Unités du SI et CNTP, sauf indication contraire.
	modifier

L'oxyde de manganèse(II,III) est un composé inorganique de formule Mn₃O₄. C'est un oxyde dans lequel le manganèse est présent sous deux états d'oxydation, +2 et +3, ce qui fait que la formule MnO·Mn₂O₃ est parfois utilisée pour le décrire. Il se présente sous la forme d'une poudre brunâtre à noire, et est présent dans la nature sous la forme d'un minéral, l'hausmannite.

Structure et propriétés

Mn₃O₄ possède la même structure que le spinelle, où le ions oxydes forment une structure cubique compacte, les ions Mn²⁺ occupant les sites tétraédriques et le ions Mn³⁺ les sites octaédriques^[3]. La structure est cependant distordue du fait de l'effet Jahn-Teller^[3]. À température ambiante, Mn₃O₄ est paramagnétique ; en dessous de 41-43 K, il est ferrimagnétique^[4], mais une étude a montré que pour des nanocristaux, cette température était réduite à environ 39 K^[5].

Synthèse

Mn₃O₄ est formé quand n'importe quel oxyde de manganèse est chauffé dans l'air au-dessus de 1 000 °C^[3]. Des efforts considérable ont été produits pour synthétiser des échantillons nanocristallins de Mn₃O₄, par des méthodes impliquant l'oxydation de Mn(II) ou la réduction de Mn(VI)^[6]^,^[7]^,^[8].

Utilisations

Mn₃O₄ est parfois utilisé comme réactif dans la production de ferrites, par exemple de ferrite manganèse-zinc^[9], ou de l'oxyde de lithium-manganèse, utilisé dans les batteries au lithium^[10].

Mn₃O₄ peut être utilisé comme catalyseur dans de nombreuses réactions, par exemple la réduction du méthane et du monoxyde de carbone^[11]^,^[12], la décomposition du monoxyde d'azote^[13], la réduction du nitrobenzène^[14] et la combustion catalytique de composés organiques^[15].

Notes et références

(en) Cet article est partiellement ou en totalité issu de l’article de Wikipédia en anglais intitulé « Manganese(II,III) oxide » (voir la liste des auteurs).

↑ Masse molaire calculée d’après « Atomic weights of the elements 2007 », sur www.chem.qmul.ac.uk.
↑ ^{a b et c} fiche CSST du tétroxyde de manganèse
↑ ^{a b et c} (en) Norman N. Greenwood et Alan Earnshaw, Chemistry of the Elements, Butterworth-Heinemann (en), 1997, 2^e éd. (ISBN 0080379419)
↑ Magnetic Structure of Mn₃O₄ by Neutron Diffraction Boucher B., Buhl R., Perrin M., J. Appl. Phys. 42, 1615 (1971); DOI 10.1063/1.1660364
↑ Synthesis of superparamagnetic Mn₃O₄ nanocrystallites by ultrasonic irradiation I.K. Gopalakrishnan, N. Bagkar, R. Ganguly and S.K. Kulshreshtha Journal of Crystal Growth 280, 3-4, (2005), 436-441, DOI 10.1016/j.jcrysgro.2005.03.060
↑ Hausmannite Mn₃O₄ nanorods: synthesis, characterization and magnetic properties Jin Du et al. Nanotechnology, (2006),17 4923-4928, DOI 10.1088/0957-4484/17/19/024
↑ One-step synthesis of Mn₃O₄ nanoparticles: Structural and magnetic study Vázquez-Olmos A., Redón R, Rodríguez-Gattorno G., Mata-Zamora M.E., Morales-Leal F, Fernández-Osorio A.L, Saniger J.M. Journal of Colloid and Interface Science, 291, 1, (2005), 175-180 DOI 10.1016/j.jcis.2005.05.005
↑ Use of Carbonaceous Polysaccharide Microspheres as Templates for Fabricating Metal Oxide Hollow Spheres Xiaoming Sun, Junfeng Liu, Yadong Li, Chemistry - A European Journal,(2005), 12, 7, 2039 – 2047, DOI 10.1002/chem.200500660
↑ Method of making manganese-zinc ferrite U.S Patent number: 4093688 (1978) Arthur Withop, Roger Emil Travagli
↑ Process for preparing lithium manganese oxides, U.S Patent number: 6706443,(2004), Horst Krampitz, Gerhard Wohner
↑ The reduction and oxidation behaviour of manganese oxides Stobhe E.R, de Boer A.D., Geus J.W., Catalysis Today. (1999), 47, 161–167. DOI 10.1016/S0920-5861(98)00296-X
↑ An in situ XRD investigation of singly and doubly promoted manganese oxide methane coupling catalysts.Moggridge G.D, Rayment T, Lambert R.M. Journal of Catalysis, (1992), 134, 242–252, DOI 10.1016/0021-9517(92)90225-7
↑ NO Decomposition over Mn₂O₃ and Mn₃O₄. Yamashita T, Vannice A., Journal of Catalysis (1996),163, 158–168, DOI 10.1006/jcat.1996.0315
↑ Selective reduction of nitrobenzene to nitrosobenzene over different kinds of trimanganese tetroxide catalysts.Wang W.M., Yang Y.N., Zhang J.Y., Applied Catalysis A. (1995), 133, 1, 81–93 DOI 10.1016/0926-860X(95)00186-7
↑ Catalytic combustion of C3 hydrocarbons and oxygenates over Mn₃O₄. Baldi M, Finocchio E, Milella F, Busca G., Applied Catalysis B. (1998), 16, 1, 43–51, DOI 10.1016/S0926-3373(97)00061-1

Portail de la chimie

[1] Masse molaire calculée d’après « Atomic weights of the elements 2007 », sur www.chem.qmul.ac.uk.

[CSST-2] {a b et c} fiche CSST du tétroxyde de manganèse

[Greenwood-3] {a b et c} (en) Norman N. Greenwood et Alan Earnshaw, Chemistry of the Elements, Butterworth-Heinemann (en), 1997, 2^e éd. (ISBN 0080379419)

[4] Magnetic Structure of Mn₃O₄ by Neutron Diffraction Boucher B., Buhl R., Perrin M., J. Appl. Phys. 42, 1615 (1971); DOI 10.1063/1.1660364

[5] Synthesis of superparamagnetic Mn₃O₄ nanocrystallites by ultrasonic irradiation I.K. Gopalakrishnan, N. Bagkar, R. Ganguly and S.K. Kulshreshtha Journal of Crystal Growth 280, 3-4, (2005), 436-441, DOI 10.1016/j.jcrysgro.2005.03.060

[6] Hausmannite Mn₃O₄ nanorods: synthesis, characterization and magnetic properties Jin Du et al. Nanotechnology, (2006),17 4923-4928, DOI 10.1088/0957-4484/17/19/024

[7] One-step synthesis of Mn₃O₄ nanoparticles: Structural and magnetic study Vázquez-Olmos A., Redón R, Rodríguez-Gattorno G., Mata-Zamora M.E., Morales-Leal F, Fernández-Osorio A.L, Saniger J.M. Journal of Colloid and Interface Science, 291, 1, (2005), 175-180 DOI 10.1016/j.jcis.2005.05.005

[8] Use of Carbonaceous Polysaccharide Microspheres as Templates for Fabricating Metal Oxide Hollow Spheres Xiaoming Sun, Junfeng Liu, Yadong Li, Chemistry - A European Journal,(2005), 12, 7, 2039 – 2047, DOI 10.1002/chem.200500660

[9] Method of making manganese-zinc ferrite U.S Patent number: 4093688 (1978) Arthur Withop, Roger Emil Travagli

[10] Process for preparing lithium manganese oxides, U.S Patent number: 6706443,(2004), Horst Krampitz, Gerhard Wohner

[11] The reduction and oxidation behaviour of manganese oxides Stobhe E.R, de Boer A.D., Geus J.W., Catalysis Today. (1999), 47, 161–167. DOI 10.1016/S0920-5861(98)00296-X

[12] An in situ XRD investigation of singly and doubly promoted manganese oxide methane coupling catalysts.Moggridge G.D, Rayment T, Lambert R.M. Journal of Catalysis, (1992), 134, 242–252, DOI 10.1016/0021-9517(92)90225-7

[13] NO Decomposition over Mn₂O₃ and Mn₃O₄. Yamashita T, Vannice A., Journal of Catalysis (1996),163, 158–168, DOI 10.1006/jcat.1996.0315

[14] Selective reduction of nitrobenzene to nitrosobenzene over different kinds of trimanganese tetroxide catalysts.Wang W.M., Yang Y.N., Zhang J.Y., Applied Catalysis A. (1995), 133, 1, 81–93 DOI 10.1016/0926-860X(95)00186-7

[15] Catalytic combustion of C3 hydrocarbons and oxygenates over Mn₃O₄. Baldi M, Finocchio E, Milella F, Busca G., Applied Catalysis B. (1998), 16, 1, 43–51, DOI 10.1016/S0926-3373(97)00061-1

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Oxyde de manganèse(II,III)

Structure et propriétés

Synthèse

Utilisations

Notes et références

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