Chlorure de manganèse(II)

	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.
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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.

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].

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].

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

↑ (en) N. N. Greenwood, A. Earnshaw, Chemistry of the Elements, 2nd ed., Butterworth-Heinemann, Oxford, UK, 1997.
↑ ^{a et b} (en) Arno H. Reidies, Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry, Weinheim, Wiley-VCH, 2002, 30080 p. (ISBN 978-3-527-30385-4, DOI 10.1002/14356007.a16_123), « Manganese Compounds ».
↑ (en) Zalkin, Allan, Forrester, J. D. et Templeton, David H., « Crystal structure of manganese dichloride tetrahydrate », Inorganic Chemistry, vol. 3, n^o 4,‎ 1964, p. 529–33 (DOI 10.1021/ic50014a017, lire en ligne)
↑ A. F. Wells, Structural Inorganic Chemistry, 5th ed., Oxford University Press, Oxford, UK, 1984.
↑ (en) Morosin, B. et Graeber, E. J., « Crystal structures of manganese(II) and iron(II) chloride dihydrate », Journal of Chemical Physics, vol. 42, n^o 3,‎ 1965, p. 898–901 (DOI 10.1063/1.1696078)
↑ (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, n^o 1,‎ janvier 2001, p. 103–112 (PMID 11163348, DOI 10.1016/S0009-3084(00)00220-6, lire en ligne [archive du 1^er février 2013])
↑ (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, n^o 1,‎ 10 avril 1984, p. 55–65 (PMID 23008845, DOI 10.1016/0005-2736(85)90521-8, lire en ligne)
↑ https://www.mindat.org/min-3549.html
↑ https://www.mindat.org/min-2183.html