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:

${\displaystyle \mathrm {Zn 2\ MnO_{2} H_{2}O\longrightarrow Zn(OH)_{2} Mn_{2}O_{3}} }$

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.

${\displaystyle \mathrm {2\ MnSO_{4}\cdot 4\ H_{2}O H_{2}O_{2} \ 4\ NH_{3}\longrightarrow } }$${\displaystyle \mathrm {\ 2\ MnO(OH) \ 2\ (NH_{4})_{2}SO_{4} \ 6\ H_{2}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 I4₁/amd (Nr. 141)Vorlage:Raumgruppe/141 (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 Ia3 (Nr. 206)Vorlage:Raumgruppe/206 und darunter eine orthorhombische Struktur mit der Raumgruppe Pcab (Nr. 61, Stellung 2)Vorlage:Raumgruppe/61.2. 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 Cmcm (Nr. 63)Vorlage:Raumgruppe/63, ε-Mn₂O₃ eine Kristallstruktur vom Korund-Typ mit der Raumgruppe R3 (Nr. 148)Vorlage:Raumgruppe/148 und ζ-Mn₂O₃ eine verzerrte trikline Doppelperovskit-Struktur mit der Raumgruppe F1 (Nr. 2, Stellung 5)Vorlage:Raumgruppe/2.5.

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.

Einzelnachweise