Mangan(IV)-oksid

**Mangan(IV) oksid** je neorganski spoj sa formulom . Ovaj crni ili smeđi prah u prirodi se može pronaći kao mineral piroluzit, koji predstavlja glavnu rudu za dobijanje mangana, a ulazi i u sastav manganskih konkrecija. Osnovna upotreba MnO2 je u suhim baterijskim ćelijama, kao što su alkalne i cink-ugljik baterije.  se također koristi i kao pigment te sirovina za proizvodnju drugih spojeva mangana, kao što je [[kalij-permanganat|]]. Također se koristi i kao reagens u organskim sintezama, naprimjer, pri oksidaciji alil alkohola.

## Struktura
Smatra se da postoji nekoliko polimorfa , kao i hidratni oblik. Kao i mnogi drugi dioksidi i  se kristalizira u kristalnu strukturu rutila (ovaj polimorf se naziva i β-), sa tri koordinatna oksida i oktahedralnim metalnim centrom.

### Hemijski mangan dioksid
Jedna od četiri hemijske metode započinje od prirodnog mangan dioksida koji se prerađuje koristeći dinitrogen-tetroksid i vodu dobijajući rastvor mangan(II)-nitrata. Isparavanjem vode, preostaje kristalizirana nitratna so. Pri temperaturi od 400&nbsp;°C, so se raspada oslobađajući N2O4 a preostaje vrlo čisti mangan dioksid.

### Elektrolitički mangan dioksid
Elektrolitički mangan dioksid (EMD) koristi se u cink-ugljik baterijama zajedno sa cink-hloridom i amonij-hloridom. EMD se obično koriste u punjivim alkalnim ćelijama na bazi cink-mangan dioksida (Zn RAM). U ovu svrhu, čistoća mangan dioksida je izuzetno važna.

## Reakcije
Najvažnije reakcije  povezane su s njegovim reduciranjem i oksidiranjem.

### Redukcija
 je osnovni polazni materijal za feromangan i s njim povezane legure, koje se široko upotrebljavaju u industriji čelika. Pretvaranje uključuje karbotermalnu redukciju koristeći koks kao gorivo:
:  +  2 C   →  Mn  +  2 CO

Ključna reakcija  u baterijama je redukcija jednim elektronom:
:  +  e−  +  H+   →  MnO(OH)

 katalizira nekoliko reakcija kojima je proizvod molekula . U klasičnim laboratorijskim demonstracijama, zagrijavanje mješavine kalij-hlorata i mangan-dioksida daje kisik kao proizvod. Mangan-dioksid također katalizira raspadanje vodik-peroksida do kisika i molekule vode:
:2 H2O2   →  2 H2O  +  O2

Mangan dioksid se raspada na temperaturi iznad 530&nbsp;°C na mangan(III)-oksid i kisik. Na temperaturama blizu  1000&nbsp;°C, formira se spoj miješanih valencija Mn3O4. Na još višim temperaturama nastaje MnO.

Vruća koncentrirana sumporna kiselina reducira MnO2 do mangan(II)-sulfata: Druge industrijske aplikacije uključuju upotrebu  kao neorganskog pigmenta u keramici i proizvodnji stakla.

### Organska sinteza
Posebna primjena mangan dioksida je u vidu oksidanta pri organskim sintezama. Efikasnost reagensa zavisi od metode pripreme, što je problem tipičan za druge heterogene reagense gdje je površina reaktanta, među ostalim promjenjivim, jedan od značajnih faktora. Mineral piroluzit je iz tog razloga vrlo loš reagens. Međutim, obično se reagens pravi *in situ* djelovanjem manganove(II) soli (obično sulfata) na vodeni rastvor KMnO4. MnO2 oksidira alil alkohole u odgovarajuće aldehide ili ketone:

::cis-RCH=CHCH2OH  +  MnO2  →  cis-RCH=CHCHO  +  “MnO”  +  H2O

Postavka dvostruke veze je sačuvana u reakciji. Odgovarajući acetilenski alkoholi su također pogodni za supstrate, mada rezultirajući propargil aldehidi mogu biti vrlo reaktivni. Benzilski ili čak neaktivirani alkoholi su također dobri supstrati. 1,2-dioli se cijepaju djelovanjem MnO2 do dialdehida ili diketona. Na drugoj strani, primjena MnO2 je raznovrsna, a primjenjuje se u brojnim reakcijama uključujući oksidaciju amina, aromatiziranje, oksidativno kuplovanje i oksidaciju tiola.

### Pigment
Mangan dioksid je jedna od prvih prirodnih supstanci koju je koristio prahistorijski čovjek. Koristio ga je kao pigment, barem od vremena srednjeg paleolita. Moguće je da je bio korišten i za prvu oslikavanje tijela (*body painting*) a kasnije i za crtanje pećinskih crteža. Neke od najpoznatijih ranih pećinskih crteža u Evropi načinjene su pomoću mangan dioksida.

## Opasnosti
Mangan dioksid može neznatno obojati ljudsku kožu ako se pokvasi ili ako je u heterogenoj mješavini, ali se te mrlje mogu vrlo lahko oprati uz blago trljanje. Ukoliko je mangan dioksid suh, treba se izbjegavati udisanje njegovih finih čestica, naprimjer korištenjem jednostavne medicinske maske i slično kako bi se spriječila oštećenja pluća.

## Reference
## Vanjski linkovi 
* REACH Mn konzorcij 
* Indeks procedura u organskim sintezama koje koriste MnO2
* [Primjer reakcija sa Mn(IV) oksidom](https://www.organic-chemistry.org/chemicals/oxidations/manganese(IV)oxide.shtm)
* Nacionalni spisak zagađivača - mangan i spojevi
* PubChem sažetak MnO2
* Međunarodni list sigurnosti hemikalija 0175
* "Potters Manganese Toxicity", autora Elke Blodgett

Kategorija:Spojevi mangana