Chlorure de manganèse(II)

Le chlorure de manganèse(II) désigne une série de composés chimiques de formule MnCl2(H2O)x, où la valeur de x peut être 0, 2 ou 4. Le tétrahydrate de formule MnCl2·4H2O est la forme la plus courante du "chlorure de manganèse(II)". Il existe aussi une forme anhydre et un dihydrate de formule MnCl2·2H2O. Comme beaucoup de composés Mn(II), ces sels sont roses, la pâleur de la couleur étant caractéristique des complexes des métaux de transition avec des configurations à haut spin d5[1]. C'est un sel paramagnétique.

Chlorure de manganèse(II)
Structure moléculaire et tétrahydrate
Identification
Nom UICPA Chlorure de manganèse(II)
Dichlorure de manganèse
Synonymes

Chlorure manganeux
Perchlorure de manganèse
No CAS 7773-01-5
38639-72-4 (dihydrate)
13446-34-9 (tétrahydrate)
No ECHA 100.028.972
No RTECS OO9625000
PubChem 24480
SMILES
InChI
Apparence solide rose (tétrahydrate)
Propriétés chimiques
Formule MnCl2
Susceptibilité magnétique +14,350 × 10−6 cm3/mol
Propriétés physiques
T° fusion 654 °C (anhydre)
Le dihydrate se déshydrate à 135 °C
Le tétrahydrate se déshydrate à 58 °C
T° ébullition 1 225 °C
Solubilité 63,4 g/100 ml (0 °C)
73,9 g/100 ml (20 °C)
88,5 g/100 ml (40 °C)
123,8 g/100 ml (100 °C)


légèrement soluble dans la pyridine, soluble dans l'éthanol
insoluble dans l'éther
Masse volumique 2,977 g/cm3 (anhydre)
2,27 g/cm3 (dihydrate)
2,01 g/cm3 (tétrahydrate)
Point d’éclair ininflammable
Cristallographie
Structure type CdCl2
Écotoxicologie
DL50 250–275 mg/kg (rat, oral)[réf. nécessaire]
1 715 mg/kg (souris, oral)
Composés apparentés
Autres cations Chlorure de manganèse(III)
Chlorure de technétium(IV)
Chlorure de rhénium(III)
Chlorure de rhénium(IV)
Chlorure de rhénium(V)
Chlorure de rhénium(VI)
Autres anions Fluorure de manganèse(II)
Bromure de manganèse(II)
Iodure de manganèse(II)
Autres composés

Chlorure de chrome(II)
Chlorure de fer(II)
Unités du SI et CNTP, sauf indication contraire.

Préparation

Le chlorure de manganèse est produit en traitant l'oxyde de manganèse(IV) avec de l'acide chlorhydrique concentré.

MnO2 + 4 HCl → MnCl2 + 2 H2O + Cl2

Cette réaction fut utilisée par le passé pour la production de chlore. En neutralisant soigneusement la solution résultante avec du MnCO3, on peut faire précipiter sélectivement les sels de fer, qui sont des impuretés communes du dioxyde de manganèse[2].

Échantillon de MnCl2 anhydre.

Au laboratoire, le chlorure de manganèse peut être préparé en traitant du manganèse métal ou du carbonate de manganèse(II) avec de l'acide chlorhydrique :

Mn + 2 HCl + 4 H2O → MnCl2(H2O)4 + H2
MnCO3 + 2 HCl + 3 H2O → MnCl2(H2O)4 + CO2

Structures

Le MnCl2 anhydre adopte une structure en couche de type chlorure de cadmium. Le tétrahydrate est constitué de molécules octaédriques cis-Mn(H2O)4Cl2. L'isomère trans, qui est métastable, existe également[3],[4]. Le dihydrate MnCl2(H2O)2 est un polymère de coordination. Chaque centre Mn est coordonné à quatre ligands chlorure doublement pontants. L'octaèdre est complété par une paire de ligands aqueux trans[5].

Sous-unité du réseau MnCl2(H2O)2.

Propriétés chimiques

L'hydrate se dissout dans l'eau pour donner des solutions faiblement acides ayant un pH autour de 4. Ces solutions contiennent le complexe de métal aqueux [Mn(H2O)6]2+.

C'est un acide de Lewis faible, réagissant avec les ions chlorure pour produire une série de solides contenant les ions suivants [MnCl3]−, [MnCl4]2− et [MnCl6]4−. [MnCl3]− et [MnCl4]2− sont tous deux polymériques.

Par traitement avec des ligands organiques typiques, le manganèse(II) subit une oxydation par l'air pour former des complexes de Mn(III). Des exemples comprennent [Mn(EDTA)]−, [Mn(CN)6]3− et [Mn(acétylacétonate)3]. Le triphénylphosphine forme un adduit labile 2:1 :

MnCl2 + 2 Ph3P → [MnCl2(Ph3P)2]

Le chlorure de manganèse(II) anhydre sert de point de départ pour la synthèse d'une variété de composés du manganèse. Par exemple, le manganocène est préparé par réaction du MnCl2 avec une solution de cyclopentadiénure de sodium dans du THF.

MnCl2 + 2 Na(C5H5) ⟶ Mn(C5H5)2 + 2 NaCl.

Résonance magnétique nucléaire

Des solutions aqueuses de chlorure de manganèse(II) sont utilisées dans la RMN du 31P pour déterminer la taille et la lamellarité des vésicules de phospholipide[6]. Lorsque du chlorure de manganèse est ajouté à une solution vésiculaire, des ions paramagnétiques Mn2+ sont relâchés, perturbant le temps de relaxation des groupes phospholipides phosphatés et élargissant le signal de résonance du 31P. Seuls les phospholipides situés dans la monocouche la plus externe exposée au Mn2+ prvoquent cet élargissement. L'effet est négligeable avec des vésicules multi-lamellaires, mais pour de grands vésicules uni-lamellaires, une réduction d'environ 50% de l'intensité du signal est observée[7].

Occurrence naturelle

La scacchite est la forme naturelle du chlorure de manganèse(II) anhydre[8]. Le seul autre minéral actuellement connu classé comme chlorure de manganèse est la kempite - un représentant du groupe de l'atacamite, un groupe d'oxychlorures[9].

Applications

Le chlorure de manganèse est principalement utilisé dans la production de piles électriques sèches. Il est le précurseur du composé antidétonant (méthylcyclopentadiényl)manganèse tricarbonyle[2].

Précautions

Le manganisme, ou empoisonnement au manganèse, peut être provoqué par une exposition de longue durée à des poussières ou des fumées de manganèse.

Références
  1. (en) N. N. Greenwood, A. Earnshaw, Chemistry of the Elements, 2nd ed., Butterworth-Heinemann, Oxford, UK, 1997.
  2. (en) Arno H. Reidies, Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry, Weinheim, Wiley-VCH, , 30080 p. (ISBN 978-3-527-30385-4, DOI 10.1002/14356007.a16_123), « Manganese Compounds ».
  3. (en) Zalkin, Allan, Forrester, J. D. et Templeton, David H., « Crystal structure of manganese dichloride tetrahydrate », Inorganic Chemistry, vol. 3, no 4,‎ , p. 529–33 (DOI 10.1021/ic50014a017, lire en ligne)
  4. A. F. Wells, Structural Inorganic Chemistry, 5th ed., Oxford University Press, Oxford, UK, 1984.
  5. (en) Morosin, B. et Graeber, E. J., « Crystal structures of manganese(II) and iron(II) chloride dihydrate », Journal of Chemical Physics, vol. 42, no 3,‎ , p. 898–901 (DOI 10.1063/1.1696078)
  6. (en) Margret Frohlich, Volker Brecht et Regine Peschka-Suss, « Parameters influencing the determination of liposome lamellarity by 31P-NMR », Chemistry and Physics of Lipids, vol. 109, no 1,‎ , p. 103–112 (PMID 11163348, DOI 10.1016/S0009-3084(00)00220-6, lire en ligne [archive du ])
  7. (en) Hope M, Bally M, Webb G, Cullis P, « Production of large unilamellar vesicles by a rapid extrusion procedure. Characterization of size distribution, trapped volume and ability to maintain a membrane potential », Biochimica et Biophysica Acta, vol. 812, no 1,‎ , p. 55–65 (PMID 23008845, DOI 10.1016/0005-2736(85)90521-8, lire en ligne)
  8. https://www.mindat.org/min-3549.html
  9. https://www.mindat.org/min-2183.html

Liens externes
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