MANGANCHLORID: EIGENSCHAFTEN, STRUKTUR, VERWENDUNG, RISIKEN - CHEMIE - 2025

Das Manganchlorid ist ein anorganisches Salz mit der chemischen Formel MnCl ₂ . Es besteht aus Mn ²⁺ und Cl ^- Ionen im Verhältnis 1: 2; Für jedes Mn ²⁺ -Kation gibt es doppelt so viele Cl ^- Anionen .

Dieses Salz kann mehrere Hydrate bilden: MnCl ₂ · 2H ₂ O (Dihydrat), MnCl ₂ · 4H ₂ O (Tetrahydrat) und MnCl ₂ · 6H ₂ O (Hexahydrat). Die häufigste Form des Salzes ist Tetrahydrat.

Rosa Kristalle von Manganchlorid. Quelle: Ondřej Mangl

Die physikalischen Eigenschaften von Manganchlorid wie Dichte, Schmelzpunkt und Löslichkeit in Wasser werden durch seinen Hydratationsgrad beeinflusst. Beispielsweise ist der Schmelzpunkt der wasserfreien Form viel höher als der der Tetrahydratform.

Die Farbe von Manganchlorid ist blassrosa (oberes Bild). Blässe ist charakteristisch für Übergangsmetallsalze. Manganchlorid ist eine schwache Lewis-Säure.

Das als Scacquita bekannte Mineral ist die natürlich wasserfreie Form von Mangan (II) -chlorid; wie kempita.

Mangan (II) chlorid wird als Legierungsmittel verwendet; Katalysator bei Chlorierungsreaktionen usw.

Physikalische Eigenschaften

Aussehen

- Wasserfreie Form: rosa kubische Kristalle.

- Tetrahydratform: leicht zerfließende rötliche monokline Kristalle.

Molmassen

- wasserfrei: 125,838 g / mol.

- Dihydrat: 161,874 g / mol.

- Tetrahydrat: 197,91 g / mol.

Schmelzpunkte

- Wasserfrei: 654 ºC.

- Dihydrat: 135 ºC.

- Tetrahydrat: 58 ºC.

Siedepunkt

Wasserfreie Form: 1.190 ºC.

Dichte

- wasserfrei: 2.977 g / cm ³ .

- Dihydrat: 2,27 g / cm ³ .

- Tetrahydrat: 2,01 g / cm ³ .

Wasserlöslichkeit

Wasserfreie Form: 63,4 g / 100 ml bei 0 ° C; 73,9 g / 100 ml bei 20 ° C; 88,5 g / 100 ml bei 40 ° C; und 123,8 g / 100 ml bei 100 ° C.

Löslichkeit in organischen Lösungsmitteln

Löslich in Pyridin und Ethanol, unlöslich in Ether.

Zersetzung

Wenn keine geeigneten Vorsichtsmaßnahmen getroffen werden, kann die Dehydratisierung der hydratisierten Formen zur wasserfreien Form zu einer hydrolytischen Dehydratisierung unter Bildung von Chlorwasserstoff und Manganoxychlorid führen.

pH

Eine 0,2 M Lösung von Manganchloridtetrahydrat in wässriger Lösung hat einen pH von 5,5.

Stabilität

Es ist stabil, aber feuchtigkeitsempfindlich und mit starken Säuren, reaktiven Metallen und Wasserstoffperoxid nicht kompatibel.

Struktur von Manganchlorid

Koordinationskomplex für MnCl2-Tetrahydrat. Quelle: Rauchfuß

Beginnend mit dem tetrahydratisierten Salz mit auffälligen rosa Kristallen muss es aus Koordinationskomplexen bestehen (oberes Bild). In ihnen ist das Metallzentrum von Mn ²⁺ von einem Oktaeder umgeben, das durch vier H ₂ O- Moleküle und zwei Cl ^- Anionen definiert ist .

Beachten Sie, dass sich die Cl ^- Liganden in cis - Positionen befinden; Sie sind alle an der rechteckigen Basis des Oktaeders äquivalent, und es spielt keine Rolle, ob Cl "bewegt" wird ^- an eine der anderen drei Positionen. Ein anderes mögliches Isomer für dieses Koordinatenmolekül ist eines, bei dem sich beide Cl ^- in trans-Positionen befinden; das heißt, an verschiedenen Extremen (eines oben und das andere unten).

Die vier Wassermoleküle mit ihren Wasserstoffbrückenbindungen ermöglichen die Verbindung von zwei oder mehr Oktaedern durch Dipol-Dipol-Kräfte. Diese Brücken sind stark gerichtet und bilden durch Hinzufügen der elektrostatischen Wechselwirkungen zwischen Mn ²⁺ und Cl ^- eine geordnete Struktur, die für einen Kristall charakteristisch ist.

Die rosa Farbe von MnCl ₂ · 4H ₂ O ist auf die elektronischen Übergänge von Mn ²⁺ und seine d ⁵ -Konfiguration zurückzuführen . Ebenso verändern die durch die Nähe von Wassermolekülen und Chloriden verursachten Störungen die Energiemenge, die von diesen d ⁵ -Elektronen absorbiert werden muss , um höhere Energieniveaus zu erreichen.

Dihydrat

Polymerstruktur für MnCl2 · 2H2O. Quelle: Rauchfuß

Das Salz wurde dehydriert und seine Formel wird nun zu MnCl ₂ · 2H ₂ O. Was passiert mit dem obigen Oktaeder? Nichts, außer dass die beiden zurückgelassenen H ₂ O- Moleküle durch zwei Cl ^{- ersetzt werden} .

Zunächst können Sie den falschen Eindruck erwecken, dass es für jedes Mn ²⁺ vier Cl ^- gibt ; Die Hälfte des Oktaeders (axial) ist jedoch tatsächlich die Wiederholungseinheit des Kristalls.

Somit ist es wahr , dass es ein Mn ²⁺ zu zwei Cl koordiniert ^- und zwei Wassermoleküle in trans - Positionen. Damit diese Einheit mit einer anderen interagieren kann, sind zwei Cl-Brücken erforderlich, wodurch das Koordinationsoktaeder für Mangan vervollständigt werden kann.

Neben Cl-Brücken arbeiten Wassermoleküle auch mit ihren Wasserstoffbrücken zusammen, damit sich diese MnCl ₂ · 2H ₂ O- Kette nicht zerlegt.

Wasserfrei

Schließlich hat das Magnesiumchlorid das gesamte in seinen Kristallen enthaltene Wasser verloren; Sie haben jetzt das wasserfreie Salz MnCl ₂ . Ohne die Wassermoleküle verlieren die Kristalle merklich die Intensität ihrer rosa Färbung. Das Oktaeder bleibt wie bei Hydraten durch die Natur des Mangans unverändert.

Ohne Wassermoleküle ist das Mn ²⁺ von einem Oktaeder umgeben, das nur aus Cl ^{- besteht} . Diese Koordinationsbindung ist sowohl kovalent als auch ionisch; Aus diesem Grund wird die Struktur von MnCl ₂ häufig als Polymerkristall bezeichnet. Darin befinden sich abwechselnde Schichten von Mn und Cl.

Nomenklatur

Mangan hat viele mögliche Oxidationsstufen. Aus diesem Grund ist die traditionelle Nomenklatur für MnCl ₂ nicht klar.

Andererseits entspricht Manganchlorid seinem bekannteren Namen, zu dem das "(II)" hinzugefügt werden müsste, damit es mit der Stammnomenklatur übereinstimmt: Mangan (II) chlorid. Ebenso gibt es die systematische Nomenklatur: Mangandichlorid.

Anwendungen

Labor

Manganchlorid dient als Katalysator für die Chlorierung organischer Verbindungen.

Industrie

Manganchlorid wird als Rohstoff für die Herstellung von Antiklopfern für Benzin verwendet; Schweißmaterial für Nichteisenmetalle; Vermittler bei der Herstellung von Pigmenten; und Leinöltrockner.

Es wird in der Textilindustrie zum Drucken und Färben verwendet; bei der Herstellung verschiedener Mangansalze, einschließlich Methylcyclopentadienylmangan-Tricarbonyl, das als Ziegelfarbstoff verwendet wird; und bei der Herstellung von trockenen elektrischen Zellen.

Manganchlorid wird als Legierungsmittel verwendet und geschmolzenem Magnesium zugesetzt, um Mangan-Magnesium-Legierungen herzustellen; als Zwischenprodukt bei der Herstellung von Trocknungsmitteln für Farben und Lacke; und als Bestandteil von Desinfektionsmitteln.

Es wird auch zur Reinigung von Magnesium verwendet.

Dünger und Tierfutter

Manganchlorid wird als Manganquelle verwendet, ein Element, das, obwohl es kein primäres Nahrungselement für Pflanzen wie Stickstoff, Phosphor und Kalium ist, in zahlreichen für diese Lebewesen typischen biochemischen Reaktionen verwendet wird.

Es wird auch dem Futter von Zuchttieren zugesetzt, um Mangan zu liefern, ein wesentliches Spurenelement für das Wachstum von Tieren.

Manganchlorid ist eine Nahrungskomponente, die Mangan liefert, ein Element, das an vielen lebensnotwendigen Prozessen beteiligt ist, einschließlich: Synthese von Fettsäuren und Sexualhormonen; Assimilation von Vitamin E; Knorpelproduktion; etc.

Risiken

Kann bei Hautkontakt Rötungen, Reizungen und Dermatitis verursachen. Manganchlorid verursacht rote, schmerzhafte und tränende Augen.

Beim Einatmen verursacht Salz Husten, Halsschmerzen und Atemnot. Andererseits kann die Einnahme Erbrechen, Übelkeit und Durchfall verursachen.

Chronisch übermäßiges Einatmen dieses Salzes kann zu Lungenentzündungen und anschließenden reaktiven Atemwegserkrankungen führen.

Die übermäßige Einnahme kann zu psychischen Störungen, Dehydration, Hypotonie, Leber- und Nierenversagen, Versagen des Multiorgan-Systems und zum Tod führen.

Neurotoxizität ist die erste Manifestation der unerwünschten Wirkung von Mangan und kann Kopfschmerzen, Schwindel, Gedächtnisverlust, Hyperreflexie und leichtes Zittern verursachen.

Schwere Toxizität äußert sich in Symptomen und Anzeichen, die denen der Parkinson-Krankheit ähneln.

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