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17 noviembre 2011

¿Qué es un óxido?


Un óxido es un compuesto binario que contiene uno o varios átomos de oxígeno (presentando el oxígeno un estado -2) y otros elementos. Existe una gran variedad de óxidos, algunos de los cuales pueden encontrarse en estado gaseoso, otros en estado líquido y otros en estado sólido a temperatura ambiente. Casi todos los elementos forman combinaciones estables con oxígeno y muchos en varios estados de oxidación. Los óxidos son muy comunes y variados en la corteza terrestre. Los óxidos no metálicos también son llamados anhídridos porque son compuestos que han perdido una molécula de agua dentro de sus moléculas.
En general los óxidos puedes sintetizar directamente mediante procesos de oxidación; por ejemplo óxidos básicos con elementos metálicos ( alcalinos, alcalinoterreos o metales de transición).


Tipos de óxidos


Según la estequimetría del compuesto:
  • Óxidos binarios, formados por oxígeno y otro elemento.
  • Óxidos mixtos,formados por dos elemntos distintos y oxigeno como son las espinelas.          
Atendiendo al comportamiento químico hay tres tipos de óxidos: óxidos básicos, ácidos y óxidos anfóteros, aunque no muy comunes en la naturaleza.
  1. Los óxidos básicos se forman con un metal + oxígeno, los óxidos de elementos menos electronegativos tienden a ser básicos. Se les llaman también anhídridos básicos; ya que al agregar agua, puedes formar hidróxidos básicos.
  2. Los óxidos ácidos son los formados con un no metal + oxígeno, los óxidos de elementos más electronegativos tienden a ser ácidos. Se les llaman también anhídridos ácidos; ya que al agregar agua, forman oxácidos.
  3. Los óxidos anfotéricos se forman cuando participa en el compuesto un elemento anfótero. Los anfóteros son óxidos que pueden actuar como ácido o base según con lo que se les haga reaccionar. Su electranegatividad tiende a ser neutra y estable, tiene punto de fusión bajo y tienen diversos usos. Algunos óxidos no demuestran comportamiento como ácido o base.
Composición de los óxidos


¿Qué es el manganeso?

El manganeso es un elemento químico de número atómico 25 situado en el grupo 7 de la tabla periódica de los elementos y se simboliza como Mn. Se encuentra como elemento libre en la naturaleza, a menudo en combinación con el hierro y en muchos minerales. Como elemento libre, el manganeso es un metal con aleación de metales industriales con importantes usos, sobre todo en los aceros inoxidables.

El fosfatado de manganeso se utiliza como tratamiento para la prevención de la oxidación y corrosión del acero. Dependiendo de su estado de oxidación, los iones de manganeso tienen colores diferentes y se utilizan industrialmente como pigmentos. Los permanganatos alcalinos y de metales alcalinotérreo son oxidantes poderosos. El dióxido de manganeso se utiliza como cátodo.

Los iones de manganeso funcionan como cofactores de una serie de enzimas en los organismos superiores, donde son esenciales en la desintoxicación de los radicales libres de superóxido. El elemento es una huella que requiere mineral para todos los seres vivos conocidos. En cantidades mayores, y al parecer con una actividad mucho mayor por la inhalación, el manganeso puede causar un síndrome de intoxicación en los mamíferos, con daños neurológicos que a veces son irreversibles.






Tabla periódica de los elementos




Datos importantes del Manganeso




Características principales

El manganeso es un metal de transición blanco grisáceo, parecido al hierro. Es un metal duro y muy frágil, refractario y fácilmente oxidable. El manganeso metal puede ser ferromagnético, pero sólo después de sufrir un tratamiento especial.
Sus estados de oxidación más comunes son +2, +3, +4, +6 y +7, aunque se han encontrado desde +1 a +7; los compuestos en los que el manganeso presenta estado de oxidación +7 son agentes oxidantes muy enérgicos. Dentro de los sistemas biológicos, el catión Mn+2 compite frecuentemente con el Mg+2. Se emplea sobre todo aleado con hierro en aceros y en otras aleaciones.

 Aplicaciones

  • Es importante para la fabricación de aceros. El manganeso reacciona con el azufre presente formando sulfuro de manganeso, MnS, evitando que el azufre reaccione con el hierro (aumentando la fragilidad y siendo más difícil de forjar); también el exceso puede reaccionar con el carbono dando carburos de manganeso, mejorando las propiedades mecánicas del acero. Además, el manganeso tiene propiedades desoxidantes y evita la formación de burbujas.
  • La mayor parte del manganeso se emplea para obtener ferromanganeso (contiene un 80% en Mn). Esta aleación de manganeso y hierro se obtiene por reducción del trióxido de dihierro Fe2O3, y el dióxido de manganseo, MnO2.
  • También se emplea en el silicomanganeso, una aleación con un 60-70% en manganeso y un 15-30% en silicio.
  • Puede estar presente en otras aleaciones, por ejemplo con aluminio.
  • El dióxido de manganeso, MnO2 se utiliza como despolarizador en pilas secas, llamadas también pilas tipo Leclanché o de cinc/carbono (Zn/C). También se encuentra en las pilas alcalinas o de cinc/dióxido de manganeso (Zn/MnO2).
  • El MnO2 también se emplea en la obtención de pinturas y en la decoloración del vidrio.

 Historia

Se ha encontrado dióxido de manganeso, MnO2, en pinturas rupestres (dando un color negro). También se han utilizado a lo largo de la historia, por ejemplo por los egipcios y los romanos, compuestos de manganeso para decolorar el vidrio o bien darle color. Asimismo se ha encontrado manganeso en la menas de hierro utilizadas por los espartanos, y se piensa que tal vez sea debido a esto la especial dureza de sus aceros.
En el siglo XVII, el químico alemán Glauber, produjo por primera vez permanganato, un reactivo de laboratorio bastante utilizado. A mediados del siglo XVIII, el dióxido de manganeso se empleó para la producción de cloro. El químico sueco Scheele fue el primero que descubrió que el manganeso era un elemento, pero fue J. G. Gahn quien lo aisló por reducción del dióxido con carbono.
A principios del siglo XIX se comenzó a probar el manganeso en aleaciones de acero. En 1816 se comprobó que endurecía al acero sin hacerlo más frágil.

 Papel biológico

El manganeso es un oligoelemento; es considerado un elemento químico esencial para todas las formas de vida.
Se ha comprobado que el manganeso tiene un papel tanto estructural como enzimático. Está presente en distintos enzimas, destacando la superóxido dismutasa de manganeso (Mn-SOD), que cataliza la dismutación de superóxidos, O2-; la Mn-catalasa, que cataliza la dismutación de peróxido, H2O2; así como en la concavanila A (de la familia de las lectinas), en donde el manganeso tiene un papel estructural.
En humanos, el manganeso se absorbe en el intestino delgado, acabando la mayor parte en el hígado de donde se reparte a diferentes partes del organismo. La cantidad diaria recomendada es de entre 1 a 5 mg, cantidad que se consigue a través de los alimentos.

Abundancia y obtención

Es el segundo metal más abundante en la corteza terrestre, por detrás del hierro, y está ampliamente distribuido.
Se encuentra en cientos de minerales aunque sólo una docena tiene interés industrial. Destacan: pirolusita (MnO2), psilomelana (MnO2·H2O), manganita (MnO(OH)), braunita (3Mn2O3·MnSiO3), rodonita (MnSiO3), rodocrosita (MnCO3), hübnerita (MnWO4), etc. También se ha encontrado en nódulos marinos, en donde el contenido en manganeso oscila entre un 15 y un 30%, y de donde sería posible extraerlo.
Los países con mayores yacimientos de minerales de manganeso son Sudáfrica, Ucrania y China.
El metal se obtiene por reducción de los óxidos con aluminio, y el ferromanganeso se obtiene también reduciendo los óxidos de hierro y manganeso con carbono. También puede obtenerse por electrólisis del sulfato de manganeso:
MnSO4 + H2O → Mn + H2SO4 + ½ O2

Compuestos

El permanganato de potasio, KMnO4, es un reactivo de laboratorio muy común debido a sus propiedades oxidantes.
El dióxido de manganeso, MnO2 se emplea como despolarizador en pilas secas. También se puede usar para decolorar vidrio que presente color verde debido a la presencia de trazas de hierro. Este óxido también se emplea para dar color amatista al vidrio, y es responsable del color de la amatista (una variedad del cuarzo). Además, se utiliza en la producción de cloro y oxígeno.

 Precauciones

El manganeso en exceso es tóxico. Exposiciones prolongadas a compuestos de manganeso, de forma inhalada u oral, pueden provocar efectos adversos en el sistema nervioso, respiratorio, y otros.
El permanganato potásico, KMnO4, es corrosivo.




A continuación presentaremos un video que nos explicará el origen, la fabricación,las características,la composición química y los usos del MANGANESO.





Tabla sobre las características del Manganeso



Nombre de la roca, mineral o piedra
Manganeso
Tipo básico
Metal
Grupo de Strunz
Metales de transición (grupo 7) sulfatos
Sistema Cristalino / Estructura
Cúbico
Composición química
Mn
Formación u origen
Nunca se encuentra en la naturaleza en estado nativo. Debido a su gran afinidad por el oxígeno generalmente se presenta en forma de óxidos y también en la de silicatos y carbonatos. La mena de este mineral mayormente utilizadas en la industria es la Pirolusita (MnO2), de un 63% de manganeso, pero se usan otras como la braunita (MnS12O3) de 69%, la rodonita, la rodocrusita, etc.
Es abundante en la corteza terrestre. Entre sus combinaciones naturales destacan óxidos, silicatos y carbonatos: pirolusita o manganesa, rodocrosita o dialogita son las más importantes; otras menos importantes son hausmannita, psilomelana (manganomelana), manganita, rodonita, braunita [3Mn
2O3.MnSiO3], hübnerita (MnWO4). Se han descubierto grandes cantidades de nódulos de manganeso en el fondo oceánico que en el futuro serán importantes para la obtención del metal. Estos nódulos contienen más de un 24% de manganeso junto con cantidades menores de otros elementos, en forma de óxidos hidratados.
El metal se obtiene por reducción del óxido con sodio, magnesio o aluminio o por electrólisis de disoluciones de sales. La obtención del metal puro no interesa, ya que no tiene propiedades adecuadas y sus aplicaciones son escasas. Habitualmente (90% de la producción) se obtiene aleado con hierro a partir de mezclas de minerales de ambos metales y coque.
Dureza
Variable, de 2 para las variedades mullidas y terrosas, hasta 5 - 6 para las cristalinas.
Densidad
4.7 a 5
Color
Gris plateado; los colores que presenta según el estado de oxidación: +2: rosa, +3: rojo, +4: marrón, +5: azul, +6: verde, +7: violeta.
Brillo
Metálico o metaloide
Propiedades
La conductividad eléctrica es un 4% de la del cobre. Es reactivo y descompone el agua fría lentamente, desprendiendo hidrógeno. Se oxida lentamente en el aire y al calentarlo arde formando el tetraóxido.
Pulverizado puede inflamarse a temperatura ambiente. Se disuelve en los ácidos (con desprendimiento de hidrógeno) y reduce a los ácidos oxidantes. A temperatura ambiente reacciona lentamente con los no metales; a elevada lo hace más rápidamente.
Usos
La composición química del mineral de manganeso determina sus diferentes usos industriales. El manganeso se consume principalmente en la industria siderúrgica, en la fabricación de baterías secas, y en usos químicos, en la producción de acero, aleaciones ferro-manganeso y como agente purificador, pues su gran avidez por el oxígeno y por el azufre, se aprovecha para librar al mineral de hierro de esas impurezas, decolorante del vidrio, obtención de sales de manganeso, entre otras.
Entre las aleaciones no ferrosas de manganeso se encuentran el bronce de manganeso (compuesto de manganeso, cobre, estaño y cinc), resistente a la corrosión del agua de mar y que se utiliza en la fabricación de hélices de barcos y torpedos, y la manganina (compuesta de manganeso, cobre y níquel), usada en forma de cables para mediciones eléctricas de alta precisión, dado que su conductividad eléctrica apenas varía con la temperatura.
El dióxido de manganeso (MnO
2) se da en la naturaleza en forma de pirolusita, y puede obtenerse artificialmente calentando nitrato de manganeso. Se utiliza en pinturas y barnices, para pintar cristales y cerámica, en la obtención de cloro y yodo y como despolarizador en baterías de pilas secas. El sulfato de manganeso (II) (MnSO4), un sólido cristalino de color rosa, se prepara por la acción de ácido sulfúrico sobre dióxido de manganeso, y se utiliza en tintes para el algodón. El permanganato de sodio y el de potasio (NaMnO4 y KMnO4) son cristales de color púrpura obscuro, formados por la oxidación de sales ácidas de manganeso, y se emplean como oxidantes y desinfectantes.
Leyenda y/o historia
1772:
Había un químico llamado Carl Wilhelm Scheene reconocido entre la gente, por ser el mejor explorador de minerales; dos años después, fue a lo profundo de una cueva, y encontró un mineral extraño al que le llamó manganeso.
Observaciones particulares
Se sabe que este micromineral es necesario para el crecimiento de los recién nacidos, esta relacionado con la formación de los huesos, el desarrollo de tejidos y la coagulación de la sangre, con las funciones de la insulina, la síntesis del colesterol y como activador de varias enzimas.
El manganeso se encuentra en frutas secas, granos integrales, las semillas de girasol y de sésamo, la yema de huevo, legumbres y verduras de hojas verdes. La leche materna decrece la concentración de manganeso paulatinamente.
La carencia de manganeso en el organismo puede generar lento crecimiento de uñas y cabellos, despigmentación del pelo, mala formación de huesos y puede disminuir la tolerancia a la glucosa o capacidad de eliminar excesos de azúcar en sangre.
El exceso de manganeso por alimentación no ha demostrado tener efectos adversos, en cambio sí se producen problemas pulmonares cuando se respira polvo de manganeso, particularmente en los lugares de extracción.
Bibliografía y/o fuentes de información
Enciclopedia Encarta 2000, 1993-1999, Microsoft Corporation
http://www.adi.uam.es/docencia/elementos/spv21/sinmarcos/
elementos/mn.html


Óxido de Manganeso

El monóxido de manganeso tiene el aspecto de un polvo de color verde que es insoluble en el agua, y soluble, al contrario, en ácidos. El óxido manganoso se usa mucho en la preparación de baterías en seco, en la industria química como catalizador y también en medicina.


v       Fórmula
      MnO

v       Sinónimos
      Óxido manganoso.

v       Aspecto
      El óxido de manganeso es un polvo verde.

v       Solubilidad
 El óxido de manganeso no es soluble en el agua; por el contrario, es muy soluble en los ácidos.

v       Usos
El óxido de manganeso se utiliza para la preparación de baterías en seco, como   catalizador y en medicina.

v       Disponibilidad
Información no disponible.

v       Classificación
Solicitar ficha de seguridad y acudir a las autoridades locales. El óxido de       manganeso es nocivo, tiene indicaciones específicas de peligro para el hombre y el ambiente; es irritante para los ojos y las vías respiratorias; es nocivo por ingestión.

v       Precauciones
Solicita ficha de seguridad y consulta los puntos 4, 5, 6, 7, 8, 10, 13, 14, 15.

v       Especificaciones
Las especificaciones técnicas se suministran bajo petición, dependiendo de la aplicación.


Óxido de Manganeso (IV)


Nombre (IUPAC)
Óxido de manganeso (IV)
General

Otros nombres
Dióxido de manganeso Pirolusita.
Fórmula semidesarrollada
MnO2

Fórmula molecular
n/d
Identificadores
Número CAS
1313-13-9
Propiedades físicas
Apariencia
Sólido negro
Densidad
5026 kg/m3; 5,026 g/cm3
Masa molar
86.94 g/mol
Punto de fusión
808.15 K (535 °C)
Punto de ebullición
2235 K (1961.85 °C)
Propiedades químicas
Solubilidad en agua
Insoluble
Peligrosidad
NFPA 704


0
2
1
OX































Óxido de Manganeso



Existen varios tipos de Óxido de Manganeso:


1) Dióxido de manganeso (anhídrido manganoso) (MnO2). Es el más importante de los óxidos de manganeso. Se prepara por la acción de una disolución ligeramente nítrica de permanganato de potasio sobre una sal manganosa, tal como el sulfato. Es un producto pardo o negruzco, insoluble en el agua, de densidad próxima a 5, que se presenta en masa o en polvo.

Oxidante muy activo, se utiliza en pirotecnia, en síntesis orgánica (preparación de oxiantraquinonas, aminoantraquinonas, etc.), en las máscaras de gas, en las preparaciones secantes, como despolarizante en las pilas. Se utiliza también en la industria del vidrio (jabón de vidriero), generalmente para corregir el tinte amarillo del vidrio. Se emplea también en cerámica, en la fabricación de tintas tipográficas (negro de manganeso), de colores (pigmentos pardos llamados pardo mineral o betún de manganeso), de ciertos mástiques o de piedras sintéticas (granate artificial).

2) Óxido de manganeso (protóxido) (MnO). Polvo grisáceo o verdoso, insoluble en agua, de densidad próxima a 5.1. Se emplea en el estampado de textiles.

3) Trióxido de dimanganeso (sesquióxido de manganeso, óxido de manganeso (III)) (óxido mangánico) (Mn2O3). Se presenta en forma de polvo de color pardo a negro, insoluble en agua, de densidad próxima a 4.8. Se utiliza en el estampado de textiles, como colorante en alfarería o en la industria del vidrio, en la preparación de secantes (linoleato de manganeso), como catalizador en química inorgánica (obtención de ácido nítrico) o en química orgánica. Este óxido es básico.

4) Tetraóxido de trimanganeso (óxido salino de manganeso) (Mn3O4). Este compuesto presenta algunas analogías con el óxido salino de hierro.

5) Heptaóxido de dimanganeso (anhídrido permangánico) (Mn2O7). Es un líquido pardo oscuro que absorbe la humedad y detona hacia los 40 °C.


FÓRMULA
SISTEMÁTICA/I.U.P.A.C
TRADICIONAL
MnO3
trióxido de manganeso
anhídrido mangánico

óxido de manganeso (VI)

Mn2O7
heptaóxido de dimanganeso
anhídrido permangánico

óxido de manganeso (VII)

MnO2
dióxido de manganeso
anhídrido manganoso

óxido de manganeso (IV)
Bióxido de manganeso



Tabla Informativa de los Óxidos de Manganeso:

Mn3O4
Masa molecular: 228.8
Nº CAS 1317-35-7
Nº RTECS OP0895000
Nº ICSC 1398

TIPOS DE PELIGRO/ EXPOSICIÓN
PELIGROS/ SÍNTOMAS AGUDOS
PREVENCIÓN
PRIMEROS AUXILIOS/
LUCHA CONTRA INCENDIOS
INCENDIO
No combustible. En caso de incendio se desprenden humos (o gases) tóxicos e irritantes.
En caso de incendio en el entorno: están permitidos todos los agentes extintores.
EXPLOSIÓN




EXPOSICIÓN

¡EVITAR LA DISPERSION DEL POLVO!
INHALACIÓN
Tos. Ventilación, extracción localizada o protección respiratoria. Aire limpio, reposo. Proporcionar asistencia médica.
PIEL
Enrojecimiento. Guantes protectores. Quitar las ropas contaminadas. Aclarar y lavar la piel con agua y jabón.
OJOS
Enrojecimiento. Gafas ajustadas de seguridad, o protección ocular combinada con la protección respiratoria. Enjuagar con agua abundante durante varios minutos (quitar las lentes de contacto si puede hacerse con facilidad), después proporcionar asistencia médica.
INGESTIÓN




DERRAMES Y FUGAS
ALMACENAMIENTO
ENVASADO Y ETIQUETADO
Barrer la sustancia derramada e introducirla en un recipiente. Recoger cuidadosamente el residuo, trasladarlo a continuación a un lugar seguro. (Protección personal adicional: respirador de filtro P2 contra partículas nocivas).
NU (transporte): No clasificado.
CE: No clasificado.
VEASE AL DORSO INFORMACION IMPORTANTE
ICSC: 1398 Preparada en el Contexto de Cooperación entre el IPCS y la Comisión Europea © CE, IPCS, 2003

ÓXIDO DE MANGANESO

ICSC: 1398

D

A

T

O

S

I

M

P

O

R

T

A

N

T

E

S
ESTADO FISICO; ASPECTO
Polvo cristalino de marrón a negro.


LIMITES DE EXPOSICION
TLV (como Mn): 0.2 mg/m3 (como TWA); (piel) (ACGIH 2003).
MAK (como Mn): 0.5 I mg/m3; Riesgo para el embarazo: grupo C (DFG 2003).
VIAS DE EXPOSICION
La sustancia se puede absorber por inhalación del aerosol y por ingestión.

RIESGO DE INHALACION
La evaporación a 20°C es despreciable; sin embargo, se puede alcanzar rápidamente una concentración nociva de partículas en el aire, al dispersar.

EFECTOS DE EXPOSICION DE CORTA DURACION
Puede causar irritación mecánica.

EFECTOS DE EXPOSICION PROLONGADA O REPETIDA
La sustancia puede afectar a pulmones y al sistema nervioso, dando lugar a bronquitis, neumonitis, desordenes neurológicos y mentales (manganismo).
PROPIEDADES
FISICAS
Punto de fusión: 1564°C
Densidad: 4.8 g/cm3
Solubilidad en agua, g/100 ml: ninguna


Manos a la obra



EJERCICIOS
Escribir la fórmula de los siguientes compuestos:
1) Óxido de cadmio

2) Óxido de estroncio

3) Monóxido de dipotasio

4) Trihidruro de Bismuto

5) Dihidruro de calcio

6) Hidróxido de Litio

7) Hidróxido de cromo (III)

8) de cobre (II)


SOLUCIONARIO
1) CdO
2) SrO
3) K2O
4) BiH3
5) CaH2
6) LiOH
7) Cr(OH)3
8) Cu(OH)2