MANGAANCHLORIDE: EIGENSCHAPPEN, STRUCTUUR, GEBRUIK, RISICO'S - CHEMIE - 2025

De mangaanchloride een anorganisch zout met de chemische formule MnC ₂ . Het bestaat uit Mn ²⁺ en Cl ^- ionen in een verhouding van 1: 2; voor elk Mn ²⁺ kation zijn er twee keer zoveel Cl ^- anionen .

Dit zout kan verschillende hydraten vormen: MnCl ₂ · 2H ₂ O, (dihydraat), MnCl ₂ · 4H ₂ O (tetrahydraat) en MnCl ₂ · 6H ₂ O (hexahydraat) De meest voorkomende vorm van het zout is tetrahydraat.

Roze kristallen van mangaanchloride. Bron: Ondřej Mangl

De fysische eigenschappen van mangaanchloride, zoals dichtheid, smeltpunt en oplosbaarheid in water, worden beïnvloed door de mate van hydratatie. Het smeltpunt van de watervrije vorm is bijvoorbeeld veel hoger dan dat van de tetrahydraatvorm.

De kleur van mangaanchloride is bleekroze (bovenste afbeelding). Bleekheid is kenmerkend voor overgangsmetaalzouten. Mangaanchloride is een zwak Lewis-zuur.

Het mineraal dat bekend staat als scacquita is de van nature watervrije vorm van mangaan (II) chloride; zoals kempita.

Mangaan (II) chloride wordt gebruikt als legeringsmiddel; katalysator in chloreringsreacties, enz.

Fysieke eigenschappen

Fysiek uiterlijk

- Watervrije vorm: roze kubusvormige kristallen.

- Tetrahydraatvorm: licht vervloeiende, roodachtige monokliene kristallen.

Molaire massa

- Watervrij: 125,838 g / mol.

- Dihydraat: 161,874 g / mol.

- Tetrahydraat: 197,91 g / mol.

Smeltpunten

- Watervrij: 654 ºC.

- Dihydraat: 135 ºC.

- Tetrahydraat: 58 ºC.

Kookpunt

Watervrije vorm: 1.190 ºC.

Dichtheden

- Watervrij: 2,977 g / cm ³ .

- dihydraat: 2,27 g / cm ³ .

- tetrahydraat: 2,01 g / cm ³ .

Oplosbaarheid in water

Watervrije vorm: 63,4 g / 100 ml bij 0 ° C; 73,9 g / 100 ml bij 20 ° C; 88,5 g / 100 ml bij 40 ° C; en 123,8 g / 100 ml bij 100 ° C.

Oplosbaarheid in organische oplosmiddelen

Oplosbaar in pyridine en ethanol, onoplosbaar in ether.

Ontleding

Tenzij de juiste voorzorgsmaatregelen worden genomen, kan dehydratatie van de gehydrateerde vormen tot de watervrije vorm leiden tot hydrolytische dehydratie, waarbij waterstofchloride en mangaanoxychloride worden gevormd.

pH

Een 0,2 M oplossing van mangaanchloridetetrahydraat in waterige oplossing heeft een pH van 5,5.

Stabiliteit

Het is stabiel, maar gevoelig voor vocht en onverenigbaar met sterke zuren, reactieve metalen en waterstofperoxide.

Structuur van mangaanchloride

Coördinatiecomplex voor MnCl2-tetrahydraat. Bron: Smokefoot

Beginnend met het tetrahydraatzout, met opvallende roze kristallen, moet het bestaan ​​uit coördinatiecomplexen (bovenste afbeelding). Daarin is het metaalcentrum van Mn ²⁺ omgeven door een octaëder die wordt gedefinieerd door vier H ₂ O- moleculen en twee Cl ^- anionen .

Merk op dat de Cl ^- liganden zich in cis-posities bevinden; ze zijn allemaal equivalent aan de rechthoekige basis van de octaëder, en het maakt niet uit of Cl wordt "verplaatst" ^- naar een van de andere drie posities. Een ander mogelijk isomeer voor dit gecoördineerde molecuul is er een waarin beide Cl ^- zich op transposities bevinden; dat wil zeggen, in verschillende extremen (de ene boven en de andere beneden).

De vier watermoleculen met hun waterstofbruggen laten toe dat twee of meer octaëders worden verbonden door dipool-dipoolkrachten. Deze bruggen zijn sterk directioneel, en door de elektrostatische interacties tussen Mn ²⁺ en Cl ^- toe te voegen , creëren ze een geordende structuur die kenmerkend is voor een kristal.

De roze kleur van MnCl ₂ · 4H ₂ O is te wijten aan de elektronische overgangen van Mn ²⁺ en zijn d ^5- configuratie . Evenzo wijzigen de verstoringen die worden veroorzaakt door de nabijheid van watermoleculen en chloriden de hoeveelheid energie die nodig is om door deze d ^5- elektronen te worden geabsorbeerd om hogere energieniveaus af te leggen.

Dihydraat

Polymere structuur voor MnCl2 · 2H2O. Bron: Smokefoot

Het zout is uitgedroogd en de formule wordt nu MnCl ₂ · 2H ₂ O. Wat gebeurt er met de octaëder hierboven? Niets, behalve dat de twee H ₂ O- moleculen die ze achterlieten zijn vervangen door twee Cl ^- .

In eerste instantie zou je de verkeerde indruk kunnen wekken dat er vier Cl zijn ^- voor elke Mn ²⁺ ; echter, de helft van de octaëder (axiaal) is eigenlijk de herhalende eenheid van het kristal.

Aldus geldt dat er een Mn ²⁺ gecoördineerd aan twee Cl ^- en twee watermoleculen in trans posities. Maar om deze eenheid te laten communiceren met een andere, heeft het twee Cl-bruggen nodig, waardoor de coördinatie-octaëder voor mangaan kan worden voltooid.

Naast Cl-bruggen werken ook watermoleculen samen met hun waterstofbruggen zodat deze MnCl ₂ · 2H ₂ O- keten niet uiteenvalt.

Watervrij

Ten slotte heeft het magnesiumchloride al het water in zijn kristallen verloren; je hebt nu het watervrije zout, MnCl ₂ . Zonder de watermoleculen verliezen de kristallen merkbaar de intensiteit van hun roze kleur. De octaëder, wat betreft hydraten, blijft onveranderd door de aard van mangaan.

Zonder watermoleculen wordt de Mn ²⁺ omgeven door een octaëder die alleen uit Cl ^{- bestaat} . Deze coördinatiebinding is zowel covalent als ionisch; daarom de structuur van MnCb _{2 wordt} vaak aangeduid als een polymeerkristal. Daarin zijn er afwisselende lagen van Mn en Cl.

Nomenclatuur

Mangaan heeft veel mogelijke oxidatietoestanden. Hierdoor is de traditionele nomenclatuur voor MnCl ₂ niet duidelijk.

Aan de andere kant komt mangaanchloride overeen met de beter bekende naam, waaraan de '(II)' moet worden toegevoegd om het overeen te laten komen met de stamnomenclatuur: mangaan (II) chloride. En evenzo is er de systematische nomenclatuur: mangaandichloride.

Toepassingen

Laboratorium

Mangaanchloride dient als katalysator voor de chlorering van organische verbindingen.

Industrie

Mangaanchloride wordt gebruikt als grondstof voor de productie van antiknockers voor benzine; lasmateriaal voor non-ferrometalen; tussenpersoon bij de vervaardiging van pigmenten; en lijnzaadolie droger.

Het wordt in de textielindustrie gebruikt om te bedrukken en te verven; bij de productie van verschillende mangaanzouten, waaronder methylcyclopentadienylmangaan-tricarbonyl dat als baksteenkleurstof wordt gebruikt; en bij de productie van droge elektrische cellen.

Mangaanchloride wordt gebruikt als legeringsmiddel en wordt toegevoegd aan gesmolten magnesium om mangaan-magnesiumlegeringen te produceren; als tussenproduct bij de bereiding van droogmiddelen voor verf en vernis; en als onderdeel van ontsmettingsmiddelen.

Het wordt ook gebruikt bij de zuivering van magnesium.

Meststof en diervoeder

Mangaanchloride wordt gebruikt als een bron van mangaan, een element dat, hoewel het geen primair voedingselement is voor planten zoals stikstof, fosfor en kalium, wordt gebruikt in tal van biochemische reacties die kenmerkend zijn voor deze levende wezens.

Het wordt ook toegevoegd aan het voer van fokdieren om mangaan te leveren, een essentieel sporenelement voor de groei van dieren.

Mangaanchloride is een voedingscomponent die mangaan levert, een element dat betrokken is bij veel processen die nodig zijn voor het leven, waaronder: synthese van vetzuren en geslachtshormonen; assimilatie van vitamine E; kraakbeenproductie; enzovoort.

Risico's

Kan bij contact met de huid roodheid, irritatie en dermatitis veroorzaken. Mangaanchloride veroorzaakt rode, pijnlijke en waterige ogen.

Bij inademing veroorzaakt zout hoesten, keelpijn en kortademigheid. Aan de andere kant kan inslikken braken, misselijkheid en diarree veroorzaken.

Chronische overmatige inademing van dit zout kan leiden tot longontsteking en daaropvolgende reactieve luchtwegaandoeningen.

De overmatige opname ervan kan psychische stoornissen, uitdroging, hypotensie, lever- en nierfalen, falen van het multiorganstelsel en de dood veroorzaken.

Neurotoxiciteit is de eerste manifestatie van de ongewenste werking van mangaan en kan hoofdpijn, duizeligheid, geheugenverlies, hyperreflexie en lichte tremor veroorzaken.

Ernstige toxiciteit manifesteert zich door symptomen en tekenen die vergelijkbaar zijn met die bij de ziekte van Parkinson.

Referenties

1. Shiver & Atkins. (2008). Anorganische scheikunde. (Vierde druk). Mc Graw Hill.
2. Wikipedia. (2019). Mangaan (II) chloride. Hersteld van: en.wikipedia.org
3. Sky Spring Nanomaterialen. (2016). Mangaanchloride poeder. Hersteld van: ssnano.com
4. Chemisch boek. (2017). Mangaanchloride. Hersteld van: chemicalbook.com
5. Toxicologie Datanetwerk. (sf). Mangaanchloride. Toxnet. Hersteld van: toxnet.nlm.nih.gov
6. Gérard Cahiez. (2001). Mangaan (II) Chloride. doi.org/10.1002/047084289X.rm020
7. Nationaal centrum voor informatie over biotechnologie. (2019). Mangaandichloride. PubChem-database. CID = 24480. Hersteld van: pubchem.ncbi.nlm.nih.gov
8. WebConsultas Healthcare, SA (2019). Mineralen: mangaan. Hersteld van: webconsultas.com