Manganito manganoso sintesi
Bug 
Ecco un "giochetto" estivo: con una semplice pila zinco-carbone e una bella giornata può presentarsi l'occasione per studiare un po' la chimica del manganese, non sempre ben conosciuta (Treadwell docet!).
Sarò sintetico, altrimenti anche stavolta il post verrebbe lungo.

1- Smontare completamente una pila zinco-carbone formato torcia (quelle più grosse, dalla quale si può anche recuperare l'utile elettrodo di carbone) separando i tre componenti, zinco, carbone, miscela elettrolitica nera.

   

2- La miscela elettrolitica è costituita da MnO2, carbone e NH4Cl.
A noi interessa il manganese, che va pertanto separato. L'unico modo per farlo è solubilizzare il biossido (separandolo dal carbone) e precipitarlo come insolubile (separandolo dal resto). Eventuali impurezze presenti ci interessano relativamente in questo contesto.

3- Porre in un becker da 600 ml la massa nera e, ALL'APERTO, aggiungere 100 ml di HCl conc., mescolando bene ogni tanto.
Si ha svolgimento di cloro, secondo la reazione:

MnO2 + 4 HCl --> MnCl2 + Cl2 + 2 H2O

Alla fine riscaldare un pochino per essere sicuri che tutto il manganese sia stato solubilizzato.

4- Diluire la brodaglia nera con 500 ml di aqua mescolando bene e lasciar decantare pazientemente. Il carbone si separa (un po' galleggia, il resto va in basso).

   

Quando la soluzione ha riposato quanto basta, pipettare con attenzione il liquido, che deve risultare perfettamente limpido, senza traccia di carbone.

5- Ora precipitiamo il manganese come idrossido con NaOH, prima neutralizzando l'HCl in eccesso e poi fino a reazione neutra.

MnCl2 + 2 NaOH --> Mn(OH)2 + 2 NaCl

e qui comincia il bello, perchè l'idrossido di manganese puro (bianco) è estremamente difficile da ottenere (si fa con altri
metodi e in atmosfera inerte) in quanto esso assorbe ossigeno dovunque si trovi trasformandosi parzialmente in manganito
manganoso (marrone scuro) secondo le reazioni:

2 Mn(OH)2 + O2 --> 2 H2MnO3 l'acido manganoso reagisce subito con l'idrossido formando il suo sale
H2MnO2 + Mn(OH)2 --> Mn[MnO3] + 2 H2O

6- Si nota infatti che il precipitato di Mn(OH)2 si colora quasi immediatamente in marroncino

   

L'ossidazione è solo parziale ed aspettare che coinvolga tutta la massa sarebbe troppo lungo, allora...

7- L'ossidazione è totale ed istantanea con vari ossidanti, fra i quali gli ipocloriti, secondo la reazione:

Mn(OH)2 + ClO- --> H2MnO3 + Cl-

quindi aggiungere mescolando 200 ml di NaClO al 5%, notando che istantaneamente tutta la massa si colora quasi di nero

   

8- Lasciar sedimentare anche stavolta (anzi più e più volte!) lavando ogni volta con 500 ml di acqua.
Alla fine filtrare (con molta difficoltà ed in fasi ripetute!) su buchner il precipitato scuro e lasciar asciugare. La resa è stata di 16 g.
Questa è la parte più difficile, molto lunga e noiosa.

9- Il manganito manganoso Mn2O3 (NON è l'ossido del manganese trivalente, è Mn[MnO3]!) si presenta come una polvere marrone

   

che naturalmente essendo partiti da una volgare pila non avrà purezza analitica (contiene un po' di ferro).
[Si possono però poi ottenere i sali del manganese puri con una procedura noiosetta che mi ha impegnato una montagna di tempo e che magari dirò].

10- I sali del manganese trivalente sono pochissimi e poco stabili (solo alcuni complessi) e si possono formare dal manganito manganoso; l'unico sale Mn+++ facile e almeno visibile per un po' è il fosfato MnPO4, di colore viola intenso.
Sciogliere in una capsulina una puntina di spatola di manganito manganoso con qualche ml di acido fosforico concentrato:

Mn[MnO3] + 2 H3PO4 --> 2 MnPO4 + 3 H2O

Si ha parziale soluzione e colorazione viola.

   

Notare che dopo pochi minuti il colore viola tende a virare a grigio e si ha precipitazione di fosfato di manganese "normale" Mn++ stabile.

Il post è venuto lungo nonostante il riassunto... ma chi volesse "giocare" con le pile ha ora del materiale in più.
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[-] I seguenti utenti ringraziano al-ham-bic per questo post:
arkypita, **R@dIo@TtIvO**, ale93, Franc, jobba, Max Fritz, Dott.MorenoZolghetti, as1998, Publios Valesios, Capux, fosgene, luigi_67, TrevizeGolanCz, Hamiltoniano, Igor, ClaudioG., , AminewWar, AndreaChem
Ottimo Al, davvero! Non sai quanta indecisione di cose da fare ho quest'estate.. ma tu dai sempre dei buoni consigli, e quindi oltre a quel lavoretto di cui abbiamo parlato e che a breve presenterò, mi occuperò (spero asd) anche del manganito manganoso ! Solo per essere precisi.. di che marca era la tua pila zinco carbone? :-D
"La Chimica è un mondo da scoprire, credi di sapere tutto e non sai niente, apri un libro ne apri un altro ne apri 1000 e ancora non basta, la Chimica è la Vita!"
[radioattivo]
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Ottimo lavoro molto interessante! Mi ha colpito soprattutto il colore viola del fosfato di Mn(III)!
Solo una cosa: per sciogliere MnO2 si potrebbe utilizzare una miscela di (COOH)2 e H2SO4 dil., per evitare lo sviluppo di Cl2?

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interessante come sempre... bravo al!
Sensa schei né paura ma coa tega sempre dura
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Ale, certo che puoi, ma con quei reagenti non volatilli, poi ti ritrovi una zuppa di Mn(II), (COOH)2 e H2SO4.
con HCl, fai reagire, filtri e HCl possibile residuo lo bolli via.
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(2011-07-11, 23:28)NaClO3 Ha scritto: Ale, certo che puoi, ma con quei reagenti non volatilli, poi ti ritrovi una zuppa di Mn(II), (COOH)2 e H2SO4.
con HCl, fai reagire, filtri e HCl possibile residuo lo bolli via.

E perchè mai? (COOH)2 se ne va via come CO2, l'eccesso di H2SO4 si neutralizza con NaOH che precipita anche l'idrossido di Mn(II)

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E l'eccesso di ossalato rimane nel beaker (immagino che in ambiente neutro l'ossalato di Mn (II) non sia solubilissimo...)
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Al ma sei sicuro di non essere tornato al biossido? :-D
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No chimico è proprio Mn2O3! Oggi (o domani) apro la confezione da chilo di MnSO4 e mi preparo un po' di Mn2O3 (anche se il colore non è proprio uno spettacolo.. asd). Come sempre Al sa come stupirci! Sarebbe molto bello approfondire la chimica del manganese senza fermarsi a Mn(II) e MnO4-.. (già ale si era divertito con il manganato (V))
"Fatti non foste a viver come bruti, ma per seguir virtute e canoscenza." Divina Commedia, canto XXVI Inf.
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x Chimico: no, sono sicuro che non si torna a MnO2. Perchè? Semplicemente perchè il Treadwell è uno dei libri più affidabili che siano mai stati pubblicati  si si (oltre che dei più introvabili al giorno d'oggi, a parte chi ce l'ha...).

x R@d: la marca? Non potevi chiedermela prima dello sbudellamento? asd Comunque era una marcaccia, di quelle che si scaricano subito.

x Ale: con acidi ossalico e solforico non risolvi niente. Ci vuole un metodo molto drastico e deciso. HCl conc. e all'aperto, tassativo!
(Come dice Lorenzo l'ossalato è pochissimo solubile e pertanto  no no anche per questo)

Quasi tutta la difficoltà di questo lavoro sta nella separazione dal carbone e ancora di più nel lavaggio difficoltosissimo del prodotto.
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