Модификации и разновидности двуокиси марганца
Двуокись марганца образует большое количество кристаллографических модификаций, обозначаемых буквами греческого алфавита. В природе встречаются α-МnО2 — криптомелан, β-МnО2 — пиролюзит и γ-МnО2— рамсделит. Некоторые модификации содержат посторонние катионы, например К+, Ва2+ (α- и γ-МnО2) или 4—6% структурной воды (α-, γ-, δ- и т]-МпО2). Стехиометрический состав выражается формулой МnОn где п колеблется от 1,9 до 2.
В элементах используются четыре разновидности двуокиси марганца. Природная руда. Наибольшее значение имеют месторождения пиролюзита. Обогащенная пиролюзитная руда содержит 85— 90 % β-МnО2 и является наиболее дешевым, но относительно малоактивным электродным материалом. Она почти не подвержена самопроизвольному разложению и обеспечивает хорошую сохраняемость элементов.
Активированный пиролюзит (ГАП) получают прокаливанием пиролюзита, в ходе которого на поверхности зерен МnО2 частично разлагается с образованием Мn3О4. При последующей обработке серной кислотой растворяются низшие окислы марганца и примеси и образуется высокопористая γ-МnО2. ГАП имеет более положительный (примерно на 0,15—0,2 В) начальный потенциал и более высокий коэффициент использования, чем исходный пиролюзит.
Электролитическую двуокись марганца (ЭДМ) получают анодным осаждением из растворов сульфата марганца на графитовых анодах. Она состоит из γ-МпО2 и отличается высокой степенью чистоты и высокой активностью. Из-за этого, а также из-за возможности использования в качестве исходного сырья
бедных марганцевых руд ЭДМ находит все более широкое применение в элементной промышленности.
Искусственную двуокись марганца (ИДМ) получают химическим путем. В зависимости от способа приготовления образуются продукты с разными свойствами. Большое значение имеет сильно гидратированная ИДМ, получаемая термическим разложением перманганатов. Она представляет собой η-МnО2 и имеет довольно стабильный разрядный потенциал.
Удельная проводимость порошков МnО2, измеренная при давлении 100 МПа, колеблется для разных сортов от 0,1 до 5 См/м. Для повышения удельной электрической проводимости в активную массу добавляют природные чешуйчатые сорта графита («элементный графит») и (или) ацетиленовую сажу. Сажа играет также очень важную роль, повышая влагоемкость активной массы и удерживая запас электролита вблизи всех частиц электрода. Использование других сортов сажи или искусственного графита не дает нужных результатов. Содержание углеродистых добавок колеблется от 8 до 20 %. В элементы, предназначенные для разряда большими токами, вводят до 20 % графита. В элементы, рассчитанные на малые токи и на длительное хранение, вводят минимальное количество добавок.
Смотрите также
Титан
...
Колебательные химические реакции - как пример самоорганизации в неживой природе
...
Эволюция и кислород
ИСПОКОН веков людей волновал вопрос, как возникли живой мир и
они сами. Кажущаяся непостижимость происхождения организмов во всей их
сложности и совершенстве неизменно толкала человечество к ...