7.50.2. Соединения марганца в различных степенях окисления

Привет, Вы узнаете о том , что такое 7.50.2. Соединения марганца в различных степенях окисления, Разберем основные их виды и особенности использования. Еще будет много подробных примеров и описаний. Для того чтобы лучше понимать что такое 7.50.2. Соединения марганца в различных степенях окисления , настоятельно рекомендую прочитать все из категории Неорганическая химия.

Марганец расположен в VIIВ-группе. Электронная конфигурация валентного слоя атомов 3d54s2. Этим объясняется проявление марганцем в соединениях степеней окисления +2, +3, +4, +5, +6, +7, причем наиболее характерны +2, +4, +7.

Примеры соединений марганца в разных степенях окисления приведены в таблице 35.1.

Таблица 35.1. Свойства соединений марганца в различных степенях окисления

Степень окисления	0	+2	+4	+6	+7
Формула соединения	Mn	MnCl2	MnO2	K2MnO4	KMnO4
Название соединения	Марганец	Хлорид марганца(II)	Оксид марганца(IV)	Манганат калия	Перманганат калия
Окраска	Серебристый металл	Розовая	Черно-коричневая	Зеленая	Фиолетовая
Среда, в которой устойчива степень окисления		Кислая, нейтральная	Нейтральная	Щелочная	Кислая, нейтральная
Свойства	Усиливаются окислительные свойства

Из соединений, содержащих марганец, в природе наиболее часто встречается минерал пиролюзит (MnO2). Промышленное значение также имеют минералы гаусманит (Mn3O4) и браунит (Mn2O3). В самородном виде марганец не встречается.

Марганец — серебристо-белый твердый хрупкий металл. Его плотность равна 7,44 г/см3, температура плавления — 1244 °С.

Марганец получают либо электролизом раствора MnSО4, либо восстановлением из его оксидов кремнием в электрических печах.

Наличие на внешнем слое атомов марганца двух s-электронов определяет металлические свойства его как простого вещества.

Активность металлического марганца достаточно высока. На воздухе он покрывается тонкой оксидной пленкой, защищающей его от дальнейшего окисления даже при нагревании. Но в виде порошка марганец быстро окисляется кислородом воздуха. При этом образуются оксиды различного состава (Mn3O4, Mn2O3, MnO2) в зависимости от температуры обработки.

В ряду активности металлов марганец находится между алюминием и цинком, поэтому он хорошо растворяется в кислотах. При этом образуются соединения марганца в степени окисления +2:

Mn + 2HCl = MnCl2 + H2↑.

В наиболее распространенном природном соединении — минерале пиролюзит MnO2 — марганец находится в степени окисления +4. В этой степени окисления он проявляет как окислительные, так и восстановительные свойства. При этом MnO2 — довольно сильный окислитель:

MnO2 + 2KBr + 2H2SO4 = MnSO4 + Br2 + K2SO4 + 2H2O.

Восстановительные свойства MnO2 проявляются в щелочной среде или в щелочных расплавах солей в присутствии окислителей (KNO3, KClO3):

MnO2 + KNO3 + K2СО3 K2MnO4 + KNO2 + СO2.

Манганат также может быть получен хорошо известным вам способом — разложением перманганата калия (тривиальное название — марганцовка) при нагревании выше 200 °С:

2KMnO4 K2MnO4 + MnO2 + O2.

Марганец в степени окисления +7 образует оксид марганца(VII) — Mn2O7, марганцовую кислоту НMnO4 и ее соли — перманганаты, например KMnO4.

Оксид марганца(VII) очень неустойчив и разлагается со взрывом, поэтому в лабораторной практике не используется. Он является сильным окислителем. При контакте с ним воспламеняются бумага и спирты.

В водных растворах перманганаты — сильные окислители. Продукты восстановления зависят от рН среды, в которой протекает реакция.

Обратимся к химическому эксперименту и проследим, как влияет рН среды на восстановление перманганата калия.

Приготовим разбавленный раствор перманганата калия, который должен иметь слабое фиолетовое окрашивание.

В три пробирки внесем по 3–4 капли этого раствора. Об этом говорит сайт https://intellect.icu . В первую пробирку добавим 2–3 капли воды, во вторую — столько же раствора серной кислоты, в третью — 3–4 капли раствора гидроксида натрия (с массовой долей 30 %). Во все три пробирки добавим по несколько кристалликов сульфита натрия (или нитрита натрия) и перемешаем. На рисунке 118.2 показано, как выглядят пробирки после окончания реакции.

Рис. 118.2. Пробирки с растворами соединений марганца: 1 — исходный раствор KMnO4; 2 — раствор после реакции в щелочной среде; 3 — раствор после реакции в нейтральной среде; 4 — раствор после реакции в кислой среде

Результаты наблюдений занесем в таблицу 35.2.

Таблица 35.2. Результаты взаимодействия раствора KMnO4 с Na2SO3

Результаты наблюдения позволяют предположить протекание химических реакций, которые можно описать следующими уравнениями:

• в щелочной среде:

;

• в нейтральной среде:

;

• в кислой среде:

.

Таким образом, в кислой среде перманганат-ион проявляет наиболее высокую окислительную способность.

Исследование, описанное в статье про 7.50.2. Соединения марганца в различных степенях окисления, подчеркивает ее значимость в современном мире. Надеюсь, что теперь ты понял что такое 7.50.2. Соединения марганца в различных степенях окисления и для чего все это нужно, а если не понял, или есть замечания, то не стесняйся, пиши или спрашивай в комментариях, с удовольствием отвечу. Для того чтобы глубже понять настоятельно рекомендую изучить всю информацию из категории Неорганическая химия

Ответы на вопросы для самопроверки пишите в комментариях, мы проверим, или же задавайте свой вопрос по данной теме.