Mangan(III)-oxid

Mangan(III)-oxid ist ein Oxid des Mangans. In der Natur ist Mangan(III)-oxid als seltenes Mineral Bixbyit-(Mn) bekannt.

Gewinnung und Darstellung

Es entsteht zum Beispiel in Zink-Braunstein-Zellen bei deren Entladung:

$\mathrm{Z}\mathrm{n}\mathrm{+}\mathrm{2}\mathrm{M}\mathrm{n}{\mathrm{O}}_{\mathrm{2}}\mathrm{+}{\mathrm{H}}_{\mathrm{2}}\mathrm{O}\mathrm{⟶}\mathrm{Z}\mathrm{n}\mathrm{(}\mathrm{O}\mathrm{H}{\mathrm{)}}_{\mathrm{2}}\mathrm{+}\mathrm{M}{\mathrm{n}}_{\mathrm{2}}{\mathrm{O}}_{\mathrm{3}}$

Mangan(III)-oxid entsteht auch bei der Zersetzung von Mangan(IV)-oxid (MnO₂ bei Temperaturen über 535 °C).

Bei der Umsetzung einer Lösung von Mangansulfat-Tetrahydrat mit Wasserstoffperoxid und Ammoniak bei Raumtemperatur erhält man γ-MnO(OH) (Manganit). Aus diesem kann durch vorsichtige Entwässerung im Vakuum bei 250 °C γ-Mangan(III)-oxid erhalten werden.

$\mathrm{2}\mathrm{M}\mathrm{n}\mathrm{S}{\mathrm{O}}_{\mathrm{4}}\mathrm{\cdot }\mathrm{4}{\mathrm{H}}_{\mathrm{2}}\mathrm{O}\mathrm{+}{\mathrm{H}}_{\mathrm{2}}{\mathrm{O}}_{\mathrm{2}}\mathrm{+}\mathrm{4}\mathrm{N}{\mathrm{H}}_{\mathrm{3}}\mathrm{⟶}$$\mathrm{2}\mathrm{M}\mathrm{n}\mathrm{O}\mathrm{(}\mathrm{O}\mathrm{H}\mathrm{)}\mathrm{+}\mathrm{2}\mathrm{(}\mathrm{N}{\mathrm{H}}_{\mathrm{4}}{\mathrm{)}}_{\mathrm{2}}\mathrm{S}{\mathrm{O}}_{\mathrm{4}}\mathrm{+}\mathrm{6}{\mathrm{H}}_{\mathrm{2}}\mathrm{O}$

Eigenschaften

Mangan(III)-oxid ist ein nicht brennbarer schwarzer geruchloser Feststoff, der praktisch unlöslich in Wasser ist. Er zersetzt sich bei Erhitzung über 940 °C. Das in der Natur nicht vorkommende γ-Mn₂O₃ besitzt eine tetragonale Kristallstruktur mit der Raumgruppe Vorlage:Raumgruppe (a = 577 pm, c = 944 pm). Es wandelt sich bei 500 °C in 48 Stunden, bei Raumtemperatur in einem Jahr in die α-Form um. Diese hat bei Temperaturen über 29 °C eine kubische Bixbyit-Struktur mit der Raumgruppe Vorlage:Raumgruppe und darunter eine orthorhombische Struktur mit der Raumgruppe Vorlage:Raumgruppe. Bei höheren Drücken existieren auch noch andere Modifikationen. So besitzt das bei Drücken über 28 GPa synthetisierbare δ-Mn₂O₃ eine Kristallstruktur vom CaIrO₃-Typ mit der Raumgruppe Vorlage:Raumgruppe, ε-Mn₂O₃ eine Kristallstruktur vom Korund-Typ mit der Raumgruppe Vorlage:Raumgruppe und ζ-Mn₂O₃ eine verzerrte trikline Doppelperovskit-Struktur mit der Raumgruppe Vorlage:Raumgruppe.

Verwendung

Mangan(III)-oxid wird als Ausgangsstoff zur Herstellung von Lithiummangan(III,IV)-oxid LiMn₂O₄ (Kathodenmaterial von Lithium-Ionen-Akkus) und als Pigment in Farbstoffen (färbt Glas z. B. braun) verwendet. Das Mischoxid mit Yttrium und Indium ergibt ein brillantes blaues Pigment, das YInMn-Blau. Die allgemeine Formel lautet YIn_1-xMn_xO₃ Ist kein Mangan enthalten, ist das Oxid farblos, ist kein Indium enthalten, ist es schwarz.