碳酸锰,又称碳酸亚锰或锰白,
分子式MnCO3。碳酸锰是基本的
锰化合物母体产品。碳酸锰为白色或微红色粉末,密度3.70克/立方厘米。碳酸锰不溶于水,稍溶于含
二氧化碳的水中,溶于稀
无机酸,微溶于普通
有机酸中,不溶于醇和
液氨,露于潮湿空气中易氧化,形成
三氧化二锰而逐渐变为棕黑色。碳酸锰常含水,在70~100°C下经长时间加热可完全脱水。
减压病下在70°C时可失去二氧化碳而成碱式盐。受热时碳酸锰分解生成
四氧化三锰和二氧化碳。碳酸锰与水
共沸时
水解,在沸腾的
氢氧化钾中生成
氢氧化锰。碳酸锰可通过以
软锰矿或
菱锰矿,又或以金属锰为原料,经化学反应而制得。
破酸锰可用作
脱硫的
催化剂,瓷釉、涂料和
清漆的颜料,肥料和饲料添加剂,油漆
催干剂。破酸锰还可用于医药、
机械零件的磷化处理。
高纯碳酸锰主要用于制造通信器材中的高性能锰锌
铁氧体材料。
简介
中文名称:碳酸锰
CAS号:598-62-9;34156-69-9
EINECS号:209-942-9;208-915-9
性状:新沉淀者为粉红色至几乎白色粉末,在空气中渐变为浅棕色。受热分解。溶于稀酸,不溶于水和
乙醇。相对密度3.1。
管制信息:本品不受管制
质检信息
性质
物理性质
玫瑰色三角
晶系菱形晶体或无定形亮白
褐色粉末。相对密度3.125。几乎不溶于水,微溶于汗
二氧化碳的水中(即
碳酸),不溶于醇和
液氨。
化学性质
溶于稀
无机酸,微溶于普通
有机酸中。在干燥空气中稳定。潮湿时易氧化,形成
三氧化二锰而逐渐变为棕黑色,受热时分解放出二氧化碳。与水
共沸时即
水解。在沸腾的
氢氧化钾中,生成
氢氧化锰。
物性数据
2. 密度(g/mL,25/4℃):3.125
3. 相对蒸汽密度(g/mL,空气=1):无可用
6. 沸点(ºC,5.2kPa):无可用
8. 闪点(ºC):无可用
9. 比旋光度(º):无可用
10.自燃点或引燃温度(ºC):无可用
11. 蒸气压(kPa,25ºC):无可用
12. 饱和蒸气压(kPa,60ºC):无可用
14. 临界温度(ºC):无可用
15. 临界压力(KPa):无可用
16. 油水(
正辛醇/水)分配系数的
对数值:无可用
17. 爆炸上限(%,V/V):无可用
18. 爆炸下限(%,V/V):无可用
包装储运
用内衬
聚乙烯塑料袋的木桶包装,每桶净重50kg。应贮存阴凉、通风、干燥的库房中。应防止受潮、受热及变质。运输时要防雨淋和日晒。装卸时要轻拿轻放,防止包装破损。失火时,可用水、
松软土和灭火器扑救。
实验室制备法
前言
实验室制备碳酸锰,一般用
二氧化锰作原料。二氧化锰是一种重要的
氧化物,呈酸性,为黑色粉末,在中性介质中很稳定,在碱性介质中可制备
高锰酸钾,在酸性介质中有强氧化性。二价锰离子可在溶液中稳定存在,与
碳酸氢铵或
碳酸钠等反应生成碳酸锰。实验室由二氧化锰制碳酸锰,首先要用
还原剂把二氧化锰还原成二价锰并转移到溶液中,再与
碳酸氢盐或
碳酸根反应,生成碳酸锰沉淀,最后漂洗、除杂、蒸发、浓缩、结晶,可得产品。可使用的还原剂有多种,如炭粉、浓盐酸、
亚硫酸钠、
过氧化氢、
草酸等。
一、用炭粉作还原剂时,需要将二
氧化锰与一定比例的炭粉研细混匀,高温灼烧后生成氧化锰,加热温度要高,最好能
煤气灯灼热,加热时间也要长,否则产量很低。再用
硫酸分解成
硫酸锰。
二、用浓盐酸作
还原剂时,反应很快也很安全,但产生大量
氯气,要作适当处理。反应时,部分
氯气溶在溶液中,要经较长时间的水浴加热才能赶去。
三、用
过氧化氢作还原剂时,反应较完全,但过氧化氢要分批缓慢加入,否则反应太激烈,过氧化氢分解也较多。过量的
过氧化氢一定要使其分解完全,否则会影响后面的反应。
四、用
草酸作还原剂时,在原料中含铁较少时,反应较完全。若含铁较多时,则会形成
草酸亚铁沉淀。用过氧化氢或草酸作
还原剂时需同时使用
硫酸,最后生成
硫酸锰。
不论选用何种
还原剂,在与
碳酸根进行
复分解反应时,加入试剂的速度不能快,且要边搅拌边滴加,避免局部碱性过大而使二价锰氧化。故在制备过程中要控制反应的pH值在3~7间,但pH又不能太小,否则会使碳酸盐分解。
基于以上各点及多方面因素,综合考虑,决定采用
草酸作还原剂。此次实验的基本思路是:将
草酸加入到6mol/L硫酸中,微热,再加入
二氧化锰,得到硫酸锰,净化后再加入过量的碳酸氢即可制得碳酸锰。
实验原理
二氧化锰在酸性介质中有强氧化性,其与
硫酸、草酸共同作用生成
硫酸锰,过滤除去所得溶液中不溶物,再用
硫化氢净化(2.5~3小时)以除去重金属等杂质,加热煮沸,趁热过滤即得纯净的硫酸锰溶液。然后在
反应器中与碳酸氢铵溶液进行
复分解反应(298~303K),即生成碳酸锰。
实验步骤
(1)称取5gMnO2于150mlA
烧杯中,加入几滴
蒸馏水润湿成粘稠状;
(2)称取8g
草酸-2H2O于100mlB烧杯中,加6ml蒸馏水使其溶解,再加入12ml,6mol/L的
硫酸,并用洁净的
玻璃棒搅匀溶液(若H2C2O4-2H2O
晶体较难溶解,可以采取再加一些少量蒸馏水或稍稍加热B烧杯等方法,使其尽量全部溶解,这样就会保持溶液中H2C2O4的浓度,有利于后续的
氧化还原反应的进行。);
(3)将B烧杯中的溶液分三次.缓缓依次加入A烧杯中每次加入的时间间隔约为2~5分钟,烧杯中不再产生气泡则说明烧杯内的反应趋于反应完全了,此时烧杯内溶液应呈现粉红色,否则说明实验近乎失败;
(4)趁A
烧杯中反应进行的时候,称取15.0gNH4HCO3固体于一100ml的C烧杯中,加入约55ml
蒸馏水配制成NH4HCO3的饱和溶液待用;
(5)将A烧杯内的混合物质进行抽虑操作得到淡淡玫瑰红的溶液至于一150ml的D烧杯中;
(6)用
胶头滴管吸取C烧杯中的NH4HCO3的饱和溶液逐滴加入到D烧杯中,直至D烧杯中不再有沉淀生成,另加过量1mlNH4HCO3溶液(用胶头滴管来量14滴左右);
(7)静置溶液,以待溶液中的MnCO3能够沉淀完全,再进行第二次抽虑操作,得到MnCO3沉淀,并用蒸馏水洗涤3~5遍得到较纯净的MnCO3沉淀;
(8)用洁净的钥匙将得到的MnCO3沉淀从滤纸上轻轻刮下置于
表面皿中,再置于50~60
摄氏度的
烘箱中
烘焙约30~60min,这样就得到了较干燥的MnCO3粉末,其颜色应该呈现玫瑰红色的。
工业标准
碳酸锰是生产电解锰的重要原料,碳酸锰的工业标准如下:
锰含量≥8%
铁含量≤3%
浸出率≥90%
耗酸比1:1.0以下。
生产厂家对硅、镁、钙、铝要求各不相同。
湖南区碳酸锰元素含量参考:
钙 5~11%
铝 3~9%
硅30~43%
铁3~7%
镁2~12%
用途
它是制造电信器材软磁
铁氧体、合成
二氧化锰和制造其他锰盐的原料,用作
脱硫的
氧化剂、瓷釉、涂料和
清漆的颜料,也用作肥料和饲料添加剂。它同时用于医药、
电焊条辅料等,且可用作生产
电解金属锰的原料。
参考资料
碳酸锰.www.zgbk.com.2024-02-22
碳酸锰.www.chemicalbook.com.2024-02-22