Оксиды и гидроксиды марганца





Получение марганца

Алюминотермическим методом, восстанавливая оксид Mn2O3, образующийся при прокаливании пиролюзита:

Химические свойства

При окислении на воздухе пассивируется. Порошкообразный марганец сгорает в кислороде:

Марганец при нагревании разлагает воду, вытесняя водород:

При этом слой образующегося гидроксида марганца замедляет реакцию.

Марганец поглощает водород, с повышением температуры его растворимость в марганце увеличивается. При температуре выше 1200 °C взаимодействует с азотом, образуя различные по составу нитриды.

Углерод реагирует с расплавленным марганцем, образуя карбиды Mn3C и другие. Образует также силициды, бориды, фосфиды.

C соляной и серной кислотами реагирует по уравнению:

С концентрированной серной кислотой реакция идёт по уравнению:

С разбавленной азотной кислотой реакция идёт по уравнению:

В щелочном растворе марганец устойчив.

Оксиды и гидроксида марганца

Оксиды MnO Mn2O3 MnO2 (MnO3) Mn2O7
Свойства ярко выраженные основные основные амфотерные кислотные Сильно кислотные
Гидроксиды Mn(OH)2 Mn(OH)3 Mn(OH)4 H2MnO3 H2MnO4 HMnO4
Свойства ярко выраженные основные основные амфотерные кислотные сильно кислотные
Названия гидроксид марганца (II); солиMn(II) гидроксид марганца (III); солиMn(III) гидроксид мар­ганца (IV); манганаты(IV) Марганце­вая (VI) кислота; ман­ганаты(VI) марганце­вая (VII)кислота;перманганаты

Оксиды и гидроксиды марганца

Соединения марганца (II).Оксид и гидроксид марганца (II) проявляют только основные свойства. Они нерастворимы в воде, но легко растворяются в кислотах с образованием солей двухвалентного марганца.

Большинство солей двухвалентного марганца хорошо растворимы в воде и подвергаются гидролизу по катиону. К труднорастворимым солям относятся средние соли – сульфид, фосфат и карбонат.

В кристаллическом состоянии соли марганца (II) имеют слабо розовую окраску, в водных растворах – практически бесцветны.

Гидроксид двухвалентного марганца образуется косвенным путём – действием щёлочи на растворы солей. В момент образования образуется белый осадок (чаще наблюдаемый как телесный), который на воздухе постепенно буреет под действием кислорода воздуха:

2Mn(OH)2(т) + 2Н2О(ж)+ О2(г)→ 2Mn(OH)4(т).3MnSO4(в)+2KClO3(в)+12KOH(в)→3K2MnO4(в)+2KCl(в)+ 3K2SO4(в)+ 6H2O(ж)

2MnSO4(в)+5PbO2(т)+6HNO3(в)→2HMnO4(в)+3Pb(NO3)2(в)+2PbSO4(в)+2H2O(ж).

Оксид марганца (II) MnO — твердое вещество зеленого цвета — можно получить восстановлением оксида марганца (IV) в токе водорода:
MnO2+Н2=MnO+Н2О
MnO — типичный основной оксид, с водой в реакцию не вступает. Ему соответствует гидроксид марганца (II), Mn(ОН)2, представляющий собой слабое основание. В виде осадка телесного цвета выпадает при взаимодействии щелочей с солями марганца (II):
MnСl2+2NaOH=Mn(OH)2¯+2NaCl
Mn(OH)2+2HCl=MnСl2+2H2O
Соли марганца (II), как правило, хорошо растворимы в воде, кроме Mn3(PO4)2, MnS, MnCO3.

Соединения марганца (III).Соли трёхвалентного марганца окрашены в тёмный цвет и склонны к образованию комплексных солей (ацидокомплексов). Все соли марганца (III) малоустойчивы. В кислом растворе они легко восстанавливаются до солей марганца (II). В нейтральном растворе простые соли легко гидролизуются с образованием гидроксида Mn(III), который быстро переходит на воздухе в гидроксид марганца (IV). Гидроксид марганца (III) –Mn2O3 ּН2О или MnО(OH) встречается в природе в виде минерала манганита(бурая марганцевая руда).

Получение

• В природе встречаются минералы браунит, курнакит и биксбиит — оксид марганца с различными примесями.

• Окисление оксида марганца(II):

• Восстановление оксида марганца(IV):

 

Соединения марганца (IV).Оксид Mn(IV) наиболее устойчивое при обычных условиях кислородное соединение марганца.MnO2 и соответствующий ему гидроксид практически нерастворимы в воде.

Получение оксида марганца 4:

· В лабораторных условиях получают термическим разложением перманганата калия.

4KMnO4→4MnO2+2K2O+3O2↑

· но реакция, в действительности, следует по уравнению:

2KMnO4→MnO2+K2MnO4+O2↑

· Также можно получить реакцией перманганата калия с пероксидом водорода.

2KMnO4+H2O2→2KOH+2MnO2+2O2

· При температуре выше 100 °C перманганат калия восстанавливается водородом:

2KMnO4+2H2→K2MnO4+MnO2+2H2O

Химические свойства

1)При сплавлении оксида марганца (IV) (пиролюзит) со щелочами в присутствии кислорода образуются манганаты:

2) Хлорид марганца(II) – в безводном состоянии представляет собой листочки светло-розового света и получается при обработке марганца, его оксида или карбоната сухим хлороводородом

MnO2 + 4HCl = MnCl2 + Cl2 + 2H2O (по этой реакции в лабораториях получают хлор)

MnCO3 + 2HCl = MnCl2 + CO2 + H2O

3) MnO2 + KClO3 + 6KOH = 3K2MnO4 + KCl + 3H2O (реакция идет при сплавлении)

4) 2MnO2 + 2H2SO4 = 2MnSO4 + O2 + 2H2O.

Гидроксид марганца (IV) проявляет амфотерный характер– кислотный и основной в равн Диоксид марганца в лаборатории можно получить прокаливанием на воздухе Mn(NO3)2:

Mn(NO3)2 = MnO2 + 2NO2

 

Соединения марганца (VI).Оксид шестивалентного марганца в свободном виде не выделен. Гидроксид марганца (VI) проявляет кислотный характер. свободная марганцевая (VI) кислота неустойчива и диспропорционирует в водном растворе по схеме:

3H2MnO4(в) → 2HMnO4(в) + MnO2(т) + 2H2O(ж) .

Манганаты (VI) образуются при сплавлении диоксида марганца со щёлочью в присутствии окислителей и имеют изумрудно-зелёную окраску. В сильно щелочной среде манганаты (VI) довольно устойчивы. При разбавлении щелочных растворов происходит гидролиз, сопровождающийся диспропорционированием:

2MnO4(в) + 2H2O(ж) → 2КMnO4(в) + MnO2(т) + 4КOH(в) .

Манганаты (VI) – сильные окислители, восстанавливающиеся в кислой среде доMn(II), а в нейтральной и щелочной средах – доMnO2. Под действием сильных окислителей манганаты (VI) могут быть окислены доMn(VII):

2MnO4(в) + Cl2(г) → 2КMnO4(в) + 2КCl(в) .

При нагревании выше 500 оС манганат (VI) распадается на продукты:

манганат (IV) и кислород:

2MnO4(т) → К2MnO3(т) + О2(г).

Соединения марганца (VII).Оксид марганца (VII) – Mn2O7 выделяется в виде темно-зеленой маслянистой жидкости при действии концентрированной серной кислоты на перманганат калия:

2KMnO4(т) + H2SO4(к) = K2SO4(в) + Mn2O7(ж) + H2O(ж) .

Оксид марганца (VII) устойчив до 10оС и разлагается со взрывом по схеме:

Mn2O7(ж) →2MnO2(т) + О3(г) .

При взаимодействии Mn2O7с водой образуется марганцовая кислотаHMnO4, которая имеет фиолетово-красную окраску:

Mn2O7(ж) + H2O(ж) = 2HMnO4(в) (только в виде ионов MnO4и Н+) .

Безводную марганцовую кислоту получить не удалось, в растворе она устойчива до концентрации 20 %. Это очень сильная кислота, кажущаяся степень диссоциации в растворе концентрации 0,1 моль/дм3равна 93 %.

Марганцовая кислота – сильный окислитель.Еще энергичнее взаимодействуетMn2O7, горючие вещества при соприкосновении с ним воспламеняются. Оксид марганца(VII) Mn2O7 – марганцевый ангидрид представляет собой зелено-бурое тяжелое масло, получающееся при действии концентрированной серной кислоты на твердый перманганат калия:

2KMnO4 + H2SO4 = Mn2O7 + K2SO4 + H2O

Соли марганца

1)Раствор манганата имеет тёмно-зелёный цвет. При подкислении протекает реакция:

2) При прокаливании перманганаты разлагаются с выделением кислорода (один из лабораторных способов получения чистого кислорода). Реакция идёт по уравнению (на примере перманганата калия):

3) Под действием сильных окислителей ион Mn2+ переходит в ион MnO4:


4) Перманганат калия применяется как антисептическое средство. Водные растворы его различной концентрации от 0,01 до 0,5% применяются для дезинфекции ран, полоскания горла и других антивоспалительных процедурах. Успешно 2 – 5% растворы перманганата калия употребляются при ожогах кожи (кожа подсушивается, и пузырь не образуется). Для живых организмов перманганаты являются ядами (вызывают коагуляцию белков). Их обезвреживание производят 3 %-ным раствором Н2О2, подкисленным уксусной кислотой:

2KMnO4+5Н2О2+6СН3СООН→2Mn(СН3СОО)2+2СН3СООК +8Н2О+ 5O2

5)Перманганаты как в кислой, так и в щелочной средах окисляют органические вещества:

· 2KMnO4 + 3H2SO4 + 5C2H5OH → 2MnSO4 + K2SO4 + 5CH3COH + 8H2O

· 4KMnO4 + 2NaOH + C2H5OH → MnO2↓ + 3CH3COH + 2K2MnO4 +Na2MnO4 + 4H2O

6) MnSO4 + 2NaOH → Mn(OH)2↓ + Na2SO4

7) Все соли марганца (II) в ОВР, протекающих в растворах, являются восстановителями:

3Mn(NO3)2 + 2KMnO4 + 2H2O → 5MnO2 + 4HNO3 + 2KNO3

8) Соли марганца (II) не гидролизуются, образуя прочные аквакомплексы:

Mn2+ + 6H2O → [Mn(H2O)6]2+

MnCl2 + 6H2O → [Mn(H2O)6]Cl2

9) Mn(CN)2 – нерастворимое соединение белого цвета, за счет комплексообразования растворяется в присутствии KCN:

4KCN + Mn(CN)2 = K4[Mn(CN)6] гексоцианоманганат калия

Аналогично:

4KF + MnF2 = K4[MnF6]

2KCl + MnCl2 = K2[MnCl4]

Применение цветов:





Читайте также:
Перечень актов освидетельствования скрытых работ и ответственных конструкций по видам работ: При освидетельствовании подготовительных работ оформляются следующие акты...
Основные признаки растений: В современном мире насчитывают более 550 тыс. видов растений. Они составляют около...
Общие формулы органических соединений основных классов: Алгоритм составления формул изомеров алканов...
Опасности нашей повседневной жизни: Опасность — возможность возникновения обстоятельств, при которых...

Рекомендуемые страницы:



Вам нужно быстро и легко написать вашу работу? Тогда вам сюда...

Поиск по сайту

©2015-2021 poisk-ru.ru
Все права принадлежать их авторам. Данный сайт не претендует на авторства, а предоставляет бесплатное использование.
Дата создания страницы: 2016-04-11 Нарушение авторских прав и Нарушение персональных данных


Поиск по сайту:

Мы поможем в написании ваших работ! Мы поможем в написании ваших работ! Мы поможем в написании ваших работ!
Обратная связь
0.018 с.