Окраска некоторых характерных соединений марганца

Mn(OH)2- "телесный"

Mn(OH)4- бурый

MnO₂- черный

K₂MnO ₄ (р-p) зеленый

KMnO ₄ (p-p)- фиолетовый

Аниону MnO ₄ -, где степень окисления марганца максимальная (+7), соответствует фиолетово-малиновый цвет. Разнообразие цветов соединений марганца различны степеней окисления и их одновременное сочетание в растворе позволило К. Шееле назвать K₂MnO ₄ минеральным хамелеоном, В 1774г он получил манганат калия сплавлением:

MnO₂+2KOH+KNO3=K2MnO4+KNO2+H₂O

Продукт реакции дал с водой раствор розового цвета, который при стоянии на воздух стая превращаться сначала в синий, затем в фиолетовый, и под конец стал малиновым (окраска MnO ₄ - _{_})

Если к раствору перманганата калия осторожно, небольшими порциями добавит гидроксид натрия, то по мере увеличения щелочности среды раствор из красно- фиолетового становится фиолетовым, сине-фиолетовым, синим, сине-зеленым, и наконец, зеленым. В щелочной среде красно-фиолетовый перманганат (VI I) восстанавливается до зеленого манганата (VI).

Каждому значению щелочности соответствует своя концентрация ионов манганата, растворе присутствуют и те и другие ионы. Далее вступают в силу физические причины происходит смешение цветов с изменением концентрации ионов; хамелеон постепенно перекрашивается.

KMnO₄+KOH = K₂MnO4+H₂O+O2

4KMn⁺⁷O₄^-2+4KOH -»4K₂Mn-⁶O₄+2H₂O+O₂⁰

Восс-ль Mn⁺⁷- le= Mn⁺⁶1 4

Ок-ль 2O-²+4e = O²⁰41

Для отработки метода электронного баланса предоставляется еще несколько реакций с перманганатом калия и предлагается уравнять ОВР методом электронного баланса:

KMn0₄+HCl = MnCl₂+KCl+Cl₂+H₂0

KMnO₄+KNO₂+H₂O = MnO₂+KN0₃+KOH

KMnO₄+KNO₂+KOH=K₂MnO₄+KNO₃+H₂O

Проверка:

2KMn⁺⁷O₄ +16HC1 - = 2Mn^f2Cl₂+2KCl+5Cl₂°+8H₂O

C1-2e = Cl₂° 5

Mn⁺⁷+5e = Mn⁺² 2

2KMn⁺⁷O₄"²+3KN⁺³O₂+H₂0=2Mn⁺²0₂+3KN⁺⁵0₃+2KOH

Mn⁴⁷+5e = Mn⁺² 2

N⁺³-2e = N⁺⁵5

2KMn⁺⁷O4+KN⁺³O2+2KOH=2K₂Mn⁺⁶O4+KN⁺⁵O3+H₂O

Mn⁺⁷+le=Mn⁺⁶ 2

N⁺³-2e =N⁺⁵ 1

Mn²⁺

H+ (H+)

H+ H₂O H+

MnO^4- H₂O MnO₂OH- H+

( H+) (H₂0)

H+

H₂O

OH- OH-

H+ MnO₄²⁺

(OH-)

Рамка-подсказка на ионы марганца. Эта уникальная рамка поможет предсказать ход реакции с ионами марганца в различных средах. Рамка взята из курса химии ТПУ.

3.СОЕДИНЕНИЯ ХРОМА '

Окраска некоторых характерных соединений хрома.

Cr₂O₃ - зеленый

Cr₃(S0₄)₃(p-p)- зеленый |

Cr(OH)₃ - светло-зеленый

Na₂CrO₄- желтый

Na₂Cr₂O₇- оранжевый

Гидратированый ион Cr²⁺ голубого цвета. Это один из самых сильных восстановителей. Он неустойчив ни в растворе, нив составе твердого вещества. Ион Сг²⁺ стремится перейти в Сг⁺³ который имеет в растворе уже другой цвет - зеленый, а некоторые из его соединений - фиолетовый. На примере соединений с Сг³⁺ можно осуществить целую цепочку химических реакций.

Если к фиолетово-зеленому раствору хлорита хрома (III) прилить по каплям раствор гидроксида натрия до полного растворения в начале серо-зеленого осадка, то получится раствор изумрудного цвета. Необходимо нагреть полученный раствор до кипения, добавить немного пероксида водорода и продолжить нагревать до тех пор, пока изумрудная окраска не перейдет в желтую. Если к желтому раствору прилить немного серной кислоты, то он приобретает оранжевую окраску.

Наблюдаемые в опыте превращения объясняются последовательно происходящими реакциями.

CrCl₃+3NaOH = Cr(OH)₃+3NaC1

Гидроксид хлора амфотерен, и в избытке щелочи растворяется, образуя изумрудный раствор хромита натрия:

Cr(OH)₃+NaOH = NaCrO₂+2H₂O

Хромиты в щелочной среде при действии сильных окислителей окисляются в хроматы. Это превращение сопровождается изменением окраски от зеленой до желтой:

2NaCrO₂+3H₂O₂+2NaOH = 2Na₂CrO₄+4H₂O

Ион Сг6+ может входить в состав аниона

2 кислот:

хромовой - Н₂СгО4(желтая окраска)

и двухромовой - Н2Сг2Оу(оранжевая окраска.).

Перевести из одной формы в другую можно добавлением кислоты:

2Na₂CrO₄+H₂SO4=Na₂Cr₂O₇+Na₂SO₄+H₂0

Далее, разделим полученный раствор на две пробирки.

В одну добавили раствор щелочи. Вновь образуется желтый цвет

Na₂Cr₂O₇+2NaOH = 2Na₂Cr0₄+H₂O

Во вторую пробирку добавим раствор пероксида водорода. Появляется синяя окраска, которая становится зеленой

Na₂CrO₇+3H₂O₂+4H₂SO₄ = Cr₂(SO₄)₃+Na₂Cr₂O₇+3O₂+7H₂O