Mangan(III)-oxid

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

Kristallstruktur
_ Mn3+ 0 _ O2−
Allgemeines
Name	Mangan(III)-oxid
Andere Namen	Dimangantrioxid Mangansesquioxid
Verhältnisformel	Mn2O3
Kurzbeschreibung	schwarzer geruchloser Feststoff[1]
Externe Identifikatoren/Datenbanken
CAS-Nummer 1317-34-6 EG-Nummer 215-264-4 ECHA-InfoCard 100.013.878 PubChem 14824 Wikidata Q419605
Eigenschaften
Molare Masse	157,88 g·mol−1
Aggregatzustand	fest[1]
Dichte	4,50 g·cm−3[1]
Schmelzpunkt	>940 °C (Zersetzung)[1]
Löslichkeit	nahezu unlöslich in Wasser[1]
Sicherheitshinweise
GHS-Gefahrstoffkennzeichnung[1] keine GHS-Piktogramme H- und P-Sätze H: keine H-Sätze P: keine P-Sätze[1]
MAK	0,5 mg·m−3[1]
Toxikologische Daten	> 2000 mg·kg−1 (LD50, Ratte, oral)[1]
Wenn nicht anders vermerkt, gelten die angegebenen Daten bei Standardbedingungen (0 °C, 1000 hPa).

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.^[2]

${\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.^[1] 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).^[2][3] 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.^[4][5] 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)^[6]Vorlage:Raumgruppe/2.5^[7].

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^[8] Ist kein Mangan enthalten, ist das Oxid farblos, ist kein Indium enthalten, ist es schwarz.