Oxid manganičitý (burel), MnO2, je černá pevná látka. Vytváří řadu polymorfů, nejběžnější je β-MnO2, který má strukturu rutilu. Často vytváří nestechiometrické fáze, deficitní na kyslík.
V přírodě se vyskytuje jako minerál pyroluzit, vzniká zvětráváním železných rud s obsahem manganu. Má šedou až černou barvu, tvrdost 6–6,5. Jde o poměrně hojný minerál, v Česku se nachází např. v Horní Blatné, Jevíčku a dalších lokacích.
Chemické vlastnosti
Katalyticky rozkládá peroxid vodíku na kyslík, čehož se využívá při laboratorní přípravě kyslíku:
- 2 H2O2 → 2 H2O + O2
Záznam pokusu najdete např. na Wikiknihách, zde se využíval manganistan draselný, který byl redukován peroxidem na oxid manganičitý.
Zahříváním s kyselinou sírovou dochází k redukci na manganaté ionty:
- 2 MnO2 + 2 H2SO4 → 2 MnSO4 + O2 + 2 H2O
Zahříváním nad teplotu 500 °C se rozkládá za vzniku oxidu manganitého, dalším zahříváním vzniká oxid manganato-manganitý:
- 4 MnO2 → 2 Mn2O3 + O2
- 6 MnO2 → 4 Mn3O4 + O2
| Název | Oxid manganičitý |
| Vzorec | MnO2 |
| CAS | 1313-13-9 |
| Molární hmotnost | 86,94 |
| Hustota | 5,03 g.cm-3 |
Termickou stabilitu lze pěkně pozorovat na TG/DSC křivkách:
Využití
Hlavní využití oxidu manganičitého:
- baterie
- katalýza
- sklářství (odbarvování skla)
- chemická výroba (KMnO4, O2, Cl2)
Nejvíce burelu se využívá při výrobě suchých článků. Burel zde slouží jako depolarizátor, zabraňuje vylučování vodíku.
- MnO2 + H+ + e– → MnO(OH)
Burel se také využívá při výrobě cihel, kde ovlivňuje výslednou barvu. Slouží také k odbarvování skla (sklářské mýdlo), protože v tavenině přechází na MnIII, který neutralizuje zelenou barvu pocházející z příměsí železa.
Zinko–uhlíkové baterie
Zinko–uhlíkové články patří mezi galvanické články, jejich jmenovité napětí je 1,5 V. Nevýhodou je, že zinkový obal tvoří zároveň elektrodu a po spotřebování větší části zinku může dojít k vytečení baterie.
Články se skládají ze zinkové (anoda) a uhlíkové elektrody (katoda). Katoda je tvořena praškovým uhlíkem smíseným s burelem, do kterého je vložena grafitová tyčinka. Jako elektrolyt je zde chlorid amonný (NH4Cl).
Při vybíjení dochází k oxidaci zinku a redukci manganu:
- Zn → Zn2+ + 2 e–
- MnO2 + H+ + e– → MnO(OH)
Zinečnaté ionty jsou následně koordinovány amoniakem z elektrolytu. Celkovou reakci můžeme zapsat jako:
- Zn + 2 NH4Cl + 2 MnO2 → [Zn(NH3)2]Cl2 + 2 MnO(OH)