Website: Email : Tel (: 0918.775.368

Mục lục

2
3
Chơng I: Tính chất của dioxit Mangan 4
Đ1. Tính chất hoá học của MnO
2
4
Đ2. Tính chất vật lý của MnO
2
6
Đ3. Tính chất điện hoá của MnO
2
13
Đ4. Hoạt động điện hoá của MnO
2
trong Pin 14
Chơng 2: Các phơng pháp sản xuất dioxit Mangan 21
Chơng 3: Các phơng pháp nghiên cứu tính chất điện hoá
của MnO
2
36

47
Chơng 4: Điện phân dioxit Mangan 48
Đ1. Lựa chọn chế độ điện phân 48
Đ2. Sơ đồ thiết bị và chuẩn bị dung dịch điện phân 50
Đ3. Phơng pháp phân tích dung dich điện phân 52
Đ4. Tính toán điện phân 53

Mangan nh: Viện hoá học công nghiệp, Viện công nghệ xạ hiếm, Trung tâm
khoa học vật liệu thuộc Viện khoa học và công nghệ Việt Nam, Trờng ĐHBK-
HN (1995,1997). Nhng kết quả vẫn cha đợc triển khai sản xuất, sản phẩm
MnO
2
cũng cha đợc đánh giá trực tiếp hoạt tính điện hoá bằng các máy đo
điện hoá hiện đại mà chỉ dùng các phơng pháp vật lý nh phổ nhiễu xạ tia X,
phân tích nhiệt.
Không nằm ngoài mục đích đó, đồ án nghiên cứu này của chúng tôi nhằm
lựa chọn và kiểm chứng một chế độ điện phân đã đợc dùng trong công nghiệp,
khảo sát tính chất điện hoá của sản phẩm bằng phơng pháp điện hóa sử dụng
máy đo điện hoá hiện đại của Viện hoá học-Viện khoa học công nghệ Việt
Nam.
Do trình độ và thời gian có hạn nên đồ án không tránh khỏi thiếu sót.Vì
vậy chúng tôi rất mong muốn nhận đợc những ý kiến đóng góp và bổ sung của
các Thầy, các Cô trong bộ môn và của mọi ngời quan tâm tới lĩnh vực này.


PhÇn Tæng quan


Tuỳ theo phơng pháp sản xuất mà dioxit Mangan (MD) có các cách viết
tên khác nhau. Khi đợc sản xuất theo con đờng hoá học thì MD đợc viết là
CMD (Chemical Manganese Dioxide), còn khi đợc sản xuất theo con đờng
điện hoá thì MD đợc viết là EMD (Electrolytic Manganese Dioxide).
!"#$%&'()
Đ#%&*+',-
Trong MnO
2
thì Mn có số oxi hoá trung gian (+4), do đó EMD cũng thể

2-
, dòng điện một
chiều Trong môi tr ờng kiềm thì tính khử của MnO
2
thể hiện mạnh
hơn: nó có thể bị oxi không khí oxi hoá tới các bậc oxi hoá cao hơn.
Ngoài ra một số thông số về hàm lợng MnO
2
và MnO, các giá trị x trong
MnO
x
, và các hàm lợng Pb và SO
4
của các mẫu EMD khác nhau đợc sản xuất
tại các mật độ dòng và nhiệt độ khác nhau sẽ đợc chỉ ra trong Bảng 1:
Bảng 1:Các tính chất hóa học của EMD có liên quan tới
các thông số điện phân
Mật độ
dòng,
A/dm
2
Nhiệt
độ
(C)
MnO
2
(%)
MnO
(%)
x


(b)
1.0 50 80.5 5.6 1.92 -
1.0 62 86.4 4.6 1.94 -
1.0 74 89.7 3.7 1.95 -
1.0 83 89.7 2.4 1.97 -
0.4 90 91.40 1.67 1.975 - (c,d) Kết tủa từ
một bể chứa 0.8M
MnSO
4
+ 0.3 M
H
2
SO
4
sử dụng
Anôt Ti và Katôt
Pb-Sb (7%) [8].
0.6 90 91.27 1.53 1.979 -
0.8 90 93.03 0.24 1.996 -
1.0 90 90.33 3.32 1.956 -
(d) 0.90 70 83.0 - - -
0.90 80 87.1 - - -
0.90 90 90.3 - - -
0.5 80-90 - - - SO
4
:1.04 (e) Kết tủa tại

Anôt grafit từ một
0.75 80-90 - - - 0.77

Dioxit mangan kết tủa trên anôt từ dung dịch sunfat mangan thờng có cấu
trúc
-MnO
2
, nhng dới các điều kiện nào đó thì -MnO
2
đợc tạo ra cùng với -
MnO
2
.


Tuy nhiên, De wolf, khi nghiên cứu các mẫu EMD kết cấu định hớng, đã
chỉ ra rằng EMD không phải là một -MnO
2
nh thờng đợc thừa nhận mà có
cấu trúc nh là một -MnO
2
[3].
Giovanoli [4] đã nghiên cứu về -MnO
2
điều chế theo phơng pháp oxyhoá
dung dịch Mn(NO
3
)
2
bẵng ozôn. Ông cho rằng -MnO
2
là một giai đoạn nhiệt
động không bền và nó dễ dàng kết tinh lại thành -MnO


, NO
3
-
,) bị chứa trong các
khoang đó. Chính vì vậy mà - MnO
2
và - MnO
2
có hàm lợng nớc kết hợp
cao (thờng từ 4 ữ 6% khối lợng).
Các cấu trúc của MnO
2
sẽ đợc mô tả trong các hình 1 và 2:


01#: Nhãm MD cã cÊu tróc chuçi vµ vßng : A-Pylorusite B-
Ramsdellite C- Hollandite D- Romanechite E-
Todorokite
H×nh 2: Nhãm MD cã cÊu tróc líp


A- Lithiophorite B- Chalcophanite C- Bimessite
Các thông số về các cấu trúc quan trọng nhất của các MD đợc đa ra trong
bảng 2 [1]:
Bảng 2 : Các cấu trúc quan trọng của MD
Hợp chất Công thức Hệ tinh thể Thông số mạng
a b c
Pyrolusite
- MnO

)
1
ữ
2
Mn
8
O
16
.xH
2
O
4 phơng 996 996 288
Gamma
MnO
2
- MnO
2
Orthorombic 443 935 285
Birnessite Na
4
Mn
14
O
27
.9H
2
O Orthorombic 854 1930 1426
2. Bề mặt riêng
Quá trình kết tủa MnO
2

Nhiệt độ bể , C
B
ề

m
ặ
t

r
i
ê
n
g
,

m
2
/
g

Hình 3: Bề mặt riêng của các mẫu EMD tạo thành ở các điều kiện điện phân
khác nhau [25].Thành phần dung dịch: 1M MnSO
4
+ 0.2M H
2
SO
4
. Các mẫu
EMD này kết tủa trên anôt Platin: đờng1- 0.2A/dm
2

2
)
0.5 0.75 1.0 1.5
Bề mặt BET
(m
2
/g)
29.0(90C) 40.4(85C) 36.4(95C
)
51.5(80C)
Anôt
grafit
36.8(85C)
-
30.9(80C)
-


28.2(95C) 34.3(80C) 44.8(90C
)
51.9(85C)
- -
44.9(85C
)
-
3. Trọng lợng nớc mất đi do nung nóng [5] ở các điều kiện điện phân khác
nhau (dung dịch 40g/l MnSO
4
+ 80g/l H
2

Pb-Sb
1.5 85 2.44 51.9 4.5
(4) Grafit 0.5 90 1.61 29.0 4.5
(5) Grafit 1.0 85 1.66 40.4 4.5
(6) Grafit 1.5 80 2.54 51.5 4.0

3. Tính dẫn điện
Có thể nói rằng độ dẫn điện của MD phụ thuộc vào nhiều yếu tố nh nhiệt
độ, áp suất, lợng nớc hấp phụ. Ngoài ra khi đợc sử dụng trong hỗn hợp chất
hoạt động katôt thì độ dẫn điện của nó còn phụ thuộc vào nhiều yếu tố khác.
Hiện nay chỉ có một số lý thuyết có giá trị về tính dẫn điện của -MnO
2
và
-MnO
2
. Tất cả đều cho rằng MD là một chất bán dẫn có độ dẫn điện từ 10
-6
ữ
10
-3

-1
.cm
-1
, phụ thuộc vào nhiệt độ theo phơng trình:
r = A.exp(-B/T)
với A,B là các hằng số
T: nhiệt độ Kelvin (K)



2
< -MnO
2
< -MnO
2
Kirchoff đã đa ra phơng trình phụ thuộc của độ dẫn điện theo áp suất nh
sau:
r = D.p
-

trong đó : D là hằng số, số mũ của áp suất đợc xác định bằng thực nghiệm.
Dioxit Mangan tự nhiên có cao, MD đợc sản xuất theo con đờng hoá học có
thấp, còn EMD có trung bình.
Trong hỗn hợp chất hoạt động katôt, MD bột đợc trộn với một số phụ gia
khác tạo nên một hỗn hợp đợc xem là tổ hợp của một chất dẫn điện tốt và một
chất dẫn điện kém hơn. Và độ dẫn điện của nó là một hàm tổ hợp của độ dẫn


điện các cấu tử thành phần, phụ thuộc vào số liên kết điện tử trên một hạt
trong hỗn hợp. Euler [22] đã giả thử rằng số liên kết này tơng ứng với số phối
trí. Từ đó ông cho rằng số phối trí z của hỗn hợp MnO
2
/C là 30, nhng thực
nghiệm đã đa ra đợc giá trị cao hơn z =32. Khi phóng điện, số phối trí giảm đi
làm cho độ dẫn điện giảm theo.
Nhiều thí nghiệm cho thấy rằng đối với EMD thì độ dẫn điện của khối đặc
sít là cao nhất, rồi tới hỗn hợp bột và thấp nhất là màng mỏng. Điều này là do
đặc tính cấu trúc và độ linh động của oxi trong chúng khác nhau.
4. Tính chất từ
Các nghiên cứu về từ tính của MD đều chỉ ra rằng MD là chất nghịch từ do

2
giãn mạng MnO
2
đã giãn mạng Mn
3
O
4
Ngoài ra một số nghiên cứu cũng cho thấy có sự liên quan giữa sự xử lý
nhiệt đến các đặc tính phóng điện của EMD. Nói chung, sự xử lý nhiệt EMD
trong không khí sẽ làm tăng sự phân cực trong giai đoạn phóng điện ban đầu:
nhng dới các điều kiện nào đó trong quá trình phóng điện hoàn chỉnh, thì khả
năng phóng điện trở lên lớn hơn khả năng phóng điện của EMD ban đầu cha
đợc gia nhiệt. Sasaki và Kozawa [28] đã tiến hành đo điện thế điện cực của
các mẫu MnO
2
đã qua gia nhiệt trong dung dịch 0.5M NH
4
Cl và lu ý rằng điện


thế không giảm nhiều tới tận lúc nhiệt độ đạt tới 250C, nhng ở trên 250C thì
nó giảm một cách liên tục nhng lại không thấy sự thay đổi đột ngột về điện
thế ở khoảng 450C, khoảng mà MnO
2
phân huỷ thành Mn
2
O
3
. Muraki [29]
đã chỉ ra rằng: trong pin khô, EMD đợc gia nhiệt một cách hợp lý sẽ làm việc

)
Điện thế pin
( V )
Nhiệt độ bể
(C )
Điện thế
đối với SCE (V)
0.5 1.74 80 0.645
1.0 1.74 86 0.658
1.5 1.72 90 0.668
2.0 1.70 95 0.678
2. Quá thế phóng điện


Quá thế, là độ chênh lệch điện thế giữa điện thế mạch hở và điện thế mạch
trong quá trình phóng điện, tăng lên theo sự tăng mật độ dòng và sự giảm
nhiệt độ bể khi kết tủa. Các mẫu EMD đợc sản xuất với anôt Pb có một quá
thế thấp hơn các mẫu EMD đợc sản xuất với anôt grafit dới các điều kiện có
thể so sánh đợc [9].
Mặc dù thực tế rằng các mẫu EMD có bề mặt riêng càng thấp khi đợc tạo ra
ở các mật độ dòng thấp, thì chúng càng có các giá trị quá thế thấp hơn. Thực
tế này biểu lộ rằng diện tích bề mặt không phải là một nhân tố quan trọng
trong phản ứng tại tốc độ phóng điện 20 mA/500 mg. Điều này có thể hiểu đ-
ợc nếu chúng ta nhớ lại bản chất của cơ chế phản ứng phóng điện. Các giá trị
quá thế này [9] đợc đo tại một giai đoạn đầu của quá trình phóng điện, và
phản ứng điện cực chính tại giai đoạn đó là phản ứng sau [30]:
MnO
2
+ H
2

(+)


Các ph n ng c a pin ph thu c v o dung d ch i n gi i v ®iÒu ki nả ứ ủ ụ ộ à ị đ ệ ả à ệ
phóng i n. đ ệ
Ph n ng phóng i n c a pin Leclance :ả ứ đ ệ ủ
2MnO
2
+ 2NH
4
Cl + Zn  2MnOOH + Zn(NH
3
)
2
Cl
2
(3)
Ph n ng phóng i n c a pin ki m Zn/MnOả ứ đ ệ ủ ề
2
2MnO
2
+ H
2
O + Zn  2MnOOH + ZnO (4)
Ta có th th y r ng MnOOH l s n ph m kh cat t chính c a t t cể ấ ằ à ả ẩ ử ố ủ ấ ả
các lo i pin. i u n y c kh ng nh qua k t qu nghiên c u cñaạ Đ ề à đượ ẳ đị ế ả ứ
R¬nghen.
2. C¬ chÕ phãng ®iÖn cña Mangan ®ioxit
Tr c ây L bl ng, Danien, Druker cho r ng trong i n d ch dioxytướ đ ơ ă ằ đ ệ ị
mangan, Mn

2+
+2OH
-
Mn(OH)↔
2
(7)
MnO
2
+ Mn(OH)
2
Mn↔
2
O
3
+ H
2
O
(8)
Ph n ng t ng lả ứ ổ à
2MnO
2
+ H
2
O + 2e
-
Mn↔
2
O
3
+ 2OH

O  2OH
-
(11)
Ph n ng t ng lả ứ ổ à
2MnO
2
+H
2
O +2e
-
 Mn
2
O
3
+2OH
-
(12)
Theo Keller thì s ph n ng phóng i n c a i n c c dioxytơ đồ ả ứ đ ệ ủ đ ệ ự
mangan có khác:
2MnO
2
+ 2e
-
= 2MnO
2
-
(13)
2MnO
2
-

2
v so sánh nh ng s li u ó v i dung l ngà ữ ố ệ đ ớ ượ
c a pin ã k t lu n r ng nh ng ph n ng t o i n trên catôt l nh ng quáủ đ ế ậ ằ ữ ả ứ ạ đ ệ à ữ
trình x y ra song song :ả
MnO
2
+ 4H
+
+ 2e
-
 Mn
2+
+ 2H
2
O (17)
MnO
2
+ H
+
+ e
-
 MnOOH (18)
2MnO
2
+ Zn
2+
+ 2e
-
 Zn.Mn
2

không liên quan t i s bi n ®æi pha t d¹ng oxit n y sang d¹ng oxit khác mớ ự ế ừ à à
l thay i liên t c h m l ng oxit ho t ng trong oxit r n sinh ra i nà đổ ụ à ượ ạ độ ắ đ ệ
th . Khi phóng i n, oxit ho t ng l p b m t c a nh ng ph n t oxitế đ ệ ạ độ ở ớ ề ặ ủ ữ ầ ử
nghèo i. Mu n cho quá trình phóng i n m t cách bình th ng thì oxitđ ố đ ệ ộ ườ
ho t ng t bên trong phân t oxit ph i khu ch tán ra b m t c a nó, cácạ độ ừ ử ả ế ề ặ ủ
i n t v proton t b m t chuy n v o sâu trong h t. Ion oxy khó chuyÓnđ ệ ử à ừ ề ặ ể à ạ
®éng vµo s©u trong h¹t h¬n vì kích th c c a nó l n h n i n t v protonướ ủ ớ ơ đ ệ ử à
[3].
S ch m khu ch tán ó gây thêm phân c c i n c c. Trong th i gianự ậ ế đ ự đ ệ ự ờ
không ho t ng, i n th i n c c ®ạ độ đ ệ ế đ ệ ự îc h i ph c l i m t ph n vì lo iồ ụ ạ ộ ầ ạ

-0,4
0,0
-0,2
-0,6
0,2
0
50
100 150
200
250 300
1
2
3

 ! "#$%&

'
1 : Khi ph©n cùc b»ng dßng ®iÖn 4 mA
2 : Sau khi ng¾t ®iÖn 45 phót

2MnOOH (22)
v
Mn
2+
+ MnO
2
+ 4OH
-
+ Zn
2+
Mn
2
O
3
.ZnO + 2H
2
O (23)
Các ph n ng (22) v (23) cú tớnh ch t hoỏ h c v cú th x y ra lỳc pin
l m vi c c ng nh lỳc pin không có tải.
C ch phúng i n c a i n c c dioxyt mangan qua giai o n t o
th nh ion Mn
2+
cú nhi u ng i ph n i.
Hi n nay c ch phúng i n i n t c a Lukopxep c nhi u ng i
cụng nh n nh t.
Trong dung d ch trung tớnh v ki m, khi tinh th oxit ti p xỳc v i i n
d ch thỡ trờn b m t phõn chia pha xu t hi n l p i n tớch kộp. Trong quỏ
trỡnh phúng i n, proton t dung d ch i qua l p i n tớch kộp chuy n
v o dioxyt mangan. ở ú, nú c trung ho b i cỏc i n t t do v t o
th nh oxit hoá trị th p cú th nh ph n thay i (lo i MnOOH) :



Điện thế cực dơng của pin phụ thuộc vào pH của dung dịch và khi pH<4,5
thì nó cũng phụ thuộc cả vào hoạt tính của MnO
2
.
Từ phơng trình (25), (26) ta thấy trong dung dịch axit, điện thế cực dơng
là:

k
=
k
o
+ 0,118 lga
H+
- 0,029 lga
Mn
2+
(27)
Trong điện d ch trung tính v kiềm theo (43) ta có :

k
=
k
o
0,059pH (28)
Khi pin l m vi c, ion hydro tham gia v o ph n ứng nên nồng độ của nó
giảm dần, pH điện d ch t ng lên v điện thế cực d ơng giảm đi [3].
Mu n t ng i n th v gi m ki m thì ph i kh NH
3

Khi n ng k m v clorua amôn trong pin l n ngh a l khi pin m i l m
vi c.
N u pin đã dùng lâu, n ng clorua amôn gi m xu ng d i 15% thì x y ra
ph n ng :
2NH
3
+ 2H
2
O + ZnCl
2
= Zn(OH)
2
+ 2NH
4
Cl (31)
hay
ZnCl
2
+ NH
3
+ H
2
O Zn(OH)Cl +NH
4
Cl (32)
Zn(NH
3
)
2
Cl

/a
MnOOH
)
Trong ó R l hằng s khí, a là ho t . Các phép o i n th ch ra
r ng trong quá trình kh , ch t ho t ng catôt luôn l m t pha ng nh t
(t c l MnOOH không tách th nh pha riêng m phân tán trong m ng l i
tinh th c a MnO
2
). Do v y m ộ ho t hoá c a MnO
2
gi m d n trong
su t quá trình phóng i n. ây l nguyên nhân gây ra d c c a ng
cong phóng i n c a MnO
2.
Theo các kết luận về sự trao đổi e giữa Mn
4+
và
Mn
3+
trong mạng lới tinh thể thì Mn
3+
di chuyển xung quanh toàn bộ mạng lới.
Tại thời điểm đó, các phân tử nớc có thể bị phân huỷ tại bề mặt tiếp xúc rắn-
lỏng và các proton đợc đa vào trong mạng lới tạo thành OH
-
. Khi OH
-
trong
mạng lới đợc khuấy trộn mạnh, liên kết O-H bị vỡ và H
+

2-
) và các e
-
chuyển động tự do (qua các ion Mn
4+
) nh đã đợc miêu tả ở trên, quá trình khử
điện hoá có thể diễn ra ở pha đồng thể. Tuy nhiên khi quá trình phóng tiếp tục,
mạng lới tinh thể MnO
2
sẽ đợc mở rộng ra bởi vì bán kính ion của OH
-
(1,53
) lớn hơn bán kính ion của O
2-
(1,4 ) và bán kính ion của Mn
3+
(0,62 ) lớn
hơn bán kính ion của Mn
4+
(0,52 ). Từ đó cấu trúc tinh thể ban đầu có thể đ -
ợc chuyển hoá thành dạng mới mà ở đó không có sự chuyển động tự do của
các e
-
và proton. Cơ chế thay đổi điện thế của pha đồng thể Mn
3+
- Mn
4+
- O
2-
-

2-
- OH
-
, các e
-
và proton chuyển động xung
quanh hệ, và hệ ở trạng thái cân bằng điện hoá với các phần tử OH
-
, H
2
O trong
dung dịch điện ly. Hai hệ có thể đợc xem xét là tơng tự nhau trong mối quan
hệ giữa điện thế điện cực với khả năng hoạt hoá của dạng oxy hóa và dạng khử
có mặt trong pha đồng thể. Từ đó điện thế điện cực của hệ điện cực oxit (Mn
3+
- Mn
4+
- O
2-
- OH
-
) của pha đồng thể có thể đợc xác định bởi công thức sau với
phép tính gần đúng coi [OH
-
] và [H
2
O] là không đổi :
E = E
0
-

nF
RT
ln
2
MnO
MnOOH
a
a

Độ hoạt hóa của các pha rắn sẽ không biến đổi và giữ nguyên trong giai
đoạn cuối của quá trình phóng (hình 4).
!".$!*6"6*67)&8
.
Đ#96-:;6"6*6*+
Có nhiều con đờng tổng hợp MD theo phơng pháp hoá học. Cụ thể một số
phơng pháp nh sau đây thờng đợc sử dụng:


Đi từ quặng Pyrolusite: hàm lợng trung bình của MnO
2
trong quặng
thờng là 40 ữ 50%. Do đó bằng cách tuyển quặng thì có thể làm giầu
đến 60 ữ 80%.
Phổ biến hơn là chế tạo MnO
2
hoạt tính bằng cách nung quặng
Pyrolusite thiên nhiên trong lò quay ở nhiệt độ 700 ữ 750C, sản phẩm
thu đợc chủ yếu là MnO
2
, cho tác dụng với H

có tỷ
trọng1,23 g/cm
3
.
Đối với muối Mn(NO
3
)
2
thì quá trình điều chế MnO
2
đi theo con đờng
sau:
Sản phẩm thu đợc là -MnO
2
có cấu trúc tinh thể nhỏ mịn. Nhiệt độ
giai đoạn tạo Mn(NO
3
)(r) 130 ữ 140C và nhiệt độ tạo -MnO
2
là 300 ữ
400C.
MnCO
3
(r)
tcao
MnO
[O]
MnO
2
Mn(NO

bằng oxi không khí:
Wesley và Buset [11] đã thực hiện oxi hoá Mn(OH)
2
bằng cách sục
không khí qua hỗn hợp Mn(OH)
2
+ NaOH và đã thu đợc -MnO
2
có cấu
trúc gần giống Bruessite.
Mc Kenzie [11] thực hiện oxi hoá bằng cách sục oxy trong 5 giờ qua
2 lít dung dịch 0.4mol MnSO
4
+ 5mol KOH tại nhiệt độ 5C. Kết quả
nhận đợc dạng -MnO
2
có màu đen chứa 9%K. Ông cũng nhận đợc sản
phẩm giống nh Crytomelane theo cách này khi sử dụng dung dịch bão hoà
K
+
.
Belay và Brenet [12] đã thu đợc -MnO
2
có hoạt tính xúc tác và hoạt
tính điện hoá cao bằng cách gia công Mn
3
O
4
(điều chế bằng cách thổi khí
oxy qua Mn(OH)

có hoạt tính điện hoá cao bằng cách
oxi hoá MnO
2
trong dung dịch HClO
4
20% tại 90C, sản phẩm đợc tiếp
tục gia nhiệt tại 90C trong một giờ.
Brenet [12] đã sản xuất đợc -MnO
2
hoạt hoá cao bằng cách oxi hoá
Mangan Peclorat bằng ozôn tại 50C. Ông cũng nhận đợc -MnO
2
theo


cách trên nhng thêm vào dung dịch một số cation nh là K
+
, Ca
2+
, NH
4
+
với
nồng độ từ 0,5 ữ 1,5% (sao cho tổng nồng độ các cation đó lớn hơn nồng
độ Mn
4+
trong dung dịch.
Khử muối Pemanganat:
Có thể nhận đợc MD bằng cách khử muối Pemanganat trong dung
dịch MnSO


thức đợc rằng EMD là không thể thiếu đợc đối với sự cải tiến chất lợng của
các Pin khô.
1. Phản ứng anôt chính
Trong quá trình sản xuất công nghiệp thực tế, MnO
2
đợc kết tủa từ dung
dịch MnSO
4
0,5-1,2M có chứa H
2
SO
4
0,2-0,5M tại 90- 98C với một hiệu
suất dòng cao (85-95%) tạo ra một lớp MnO
2
dầy trên anôt.
Quá trình kết tủa MD tại anôt là một quá trình phức tạp. Bên cạnh quá trình
oxy hoá dới tác dụng của dòng điện một chiều còn có các phản ứng oxy hoá
khử và phản ứng thuỷ phân. Đến nay, cơ chế quá trình kết tủa MD trên anôt
đang đợc các nhà khoa học tranh cãi. Nhìn chung các nghiên cứu đã chỉ ra
rằng tại anôt có thể xảy ra các phản ứng sau:
Các phản ứng oxy hoá:
Mn
aq
2+
Mn
aq
3+
+ e

+
(38)
Mn
aq
2+
+ 2H
2
O Mn(OH)
2
+ 2H
+
(39)
Các quá trình tạo thành các ion Mangan có mức độ oxy hoá cao hơn
(MnO
4
2-
, MnO
4
-
) không thể xảy ra vì trong dung dịch axit và khi nồng độ Mn
2+
tơng đối cao thì các ion đó không bền. Mangan(III)(MnO
1.5
) có thể tồn tại
trong pha rắn bám ở điện cực dới dạng Mn(OH)
3
, MnOOH và Mn
2
O
3