Марганец. Соединения марганца.

Mn + S = MnS 3Mn + 2P = Mn₃P₂ 3Mn + N₂ = Mn₃N₂

Mn + Cl₂ = MnCl₂ 2Mn + Si = Mn₂Si

При взаимодействии с кислородом марганец образует оксид марганца (IV):

Mn + O₂ = MnO₂ 4Mn + 3O₂ = 2Mn₂O₃ 2Mn + O₂ = 2MnO

При нагревании марганец взаимодействует с водой: Mn + 2H₂O _(пар) Mn(OH)₂ + H₂

В электрохимическом ряду напряжений марганец находится до водорода, поэтому легко растворяется в кислотах, образуя соли марганца (II): Mn + H₂SO₄ = MnSO₄ + H₂

С концентрированной серной кислотой марганец реагирует при нагревании:

Mn + 2H₂SO_4(конц.) MnSO₄ + SO₂ + 2H₂O

С азотной кислотой при обычных условиях:

Mn + 4HNO_{3 (конц.)} = Mn(NO₃)₂ + 2NO₂ + 2H₂O 3Mn + 8HNO_{3 (разб..)} = 3Mn(NO₃)₂ + 2NO + 4H₂O

Растворы щелочей на марганец практически не действуют, но он реагирует с щелочными расплавами окислителей, образуя манганаты (VI): Mn + KClO₃ + 2KOH K₂MnO₄ + KCl + H₂O

Марганец может восстанавливать оксиды многих металлов.

3Mn + Fe₂O₃ = 3MnO + 2Fe 5Mn + Nb₂O₅ = 5MnO + 2Nb

Оксиды. Марганец образует ряд оксидов, кислотно-основные свойства которых зависят от степени окисления Mn

Mn⁺²O Mn⁺⁴O₂ Mn₂⁺⁷O₇

основный амфотерный кислотный

Оксид марганца (II) получают восстановлением других оксидов марганца водородом или оксидом углерода (II): MnO₂ + Н₂ MnO + H₂O MnO₂ + CO MnO + CO₂

Основные свойства оксида марганца (II) проявляются в их взаимодействии с кислотами и кислотными оксидами:

MnO + 2HCl = MnCl₂ + H₂O MnO + SiO₂ = MnSiO₃ MnO + N₂O₅ = Mn(NO₃)₂

MnO + Н₂ = Mn + H₂O 3MnO + 2Al = 2Mn + Al₂O₃ 2MnO + O₂ = 2MnO₂

3MnO + 2KClO₃ + 6KOH = 3K₂MnO₄ + 2KCl + 3H₂O

В лаборатории оксид марганца (IV) можно получить термическим разложением солей, окислением низших или восстановлением высших соединений марганца: Mn(NO₃)₂ MnO₂ + 2NO₂ Mn(NO₃)₂ + PbO₂ MnO₂ + Pb(NO₃)₂ 2KMnO₄ + 8MnSO₄ + 2H₂O = 5MnO₂ + K₂SO₄+ 2H₂SO₄

При растворении MnO₂ в соляной кислоте образуется хлорид марганца (II) и выделяется хлор:

4HCl + MnO₂ = MnCl₂ + 2H₂O + Cl₂↑

При нагревании в концентрированной серной кислоте MnO₂ образует сульфат марганца (II) с выделением кислорода: 2MnO₂ + 2H₂SO₄ = 2MnSO₄ + O₂ + 2H₂O

Кислотные свойства MnO₂ проявляются при сплавлении с щелочами без доступа воздуха:

MnO₂ + 2KOH K₂MnO₄ + 2H₂O

Оксид марганца (IV) в зависимости от условий реакции и веществ, с которыми он взаимодействует, проявляет либо окислительные, либо восстановительные свойства:

3MnO₂ + 3K₂CO₃ + KClO₃ = 3K₂MnO₄ + KCl + 3CO₂ NaClO₃ + 3MnO₂ + 6NaOH = 3Na₂MnO₄ + NaCl + 3H₂O

MnO₂ + H₂SO₄ + H₂O₂ = MnSO₄ + O₂ + 2H₂O MnO₂ + H₂SO₄ + KNO₂ = MnSO₄ + KNO₃ + H₂O

MnO₂ + 2H₂SO₄ + 2FeSO₄ = Fe₂(SO₄)₃ + MnSO₄ + 2H₂O MnO₂ + SO₂ = MnSO₄

MnO₂ + 2Fe(NO₃)₂ + 4HNO₃ = Mn(NO₃)₂ + 2Fe(NO₃)₃ + 2H₂O

Оксид марганца (VII) неустойчивое соединение, при слабом нагревании разлагается на оксид марганца (IV) и кислород: 2Mn₂O₇ 4MnO₂ + 3O₂

Получить оксид марганца (VII) можно действием концентрированной серной кислоты на кристаллический перманганат калия: 2KMnO₄ + H₂SO₄ = K₂SO₄ + Mn₂O₇ + H₂O

Оксид марганца (VII) – кислотный оксид, который взаимодействует с основными оксидами и основаниями:

Mn₂O₇ + СaO = Ca(MnO₄)₂ Mn₂O₇ + 2KOH = 2KMnO₄ + H₂O

При взаимодействии с водой он образует марганцевую кислоту: Mn₂O₇ + H₂O = 2HMnO₄

Гидроксиды. Марганец образует ряд гидроксидов, кислотно-основные свойства которых зависят от степени окисления марганца.

Mn⁺²(OН)₂ Mn⁺⁴(OН)₄ НMn⁺⁷O₄

основный амфотерный кислотный

Основные свойства гидроксида марганца (II) проявляются во взаимодействии с кислотами и кислотными оксидами: Mn(OН)₂ + 2HCl = MnCl₂ + 2H₂O Mn(OH)₂ + SO₃ = MnSO₄

Гидроксид марганца (II) на воздухе быстро темнеет, окисляясь в гидроксид марганца (IV):

2Mn(OH)₂ + O₂ + 2H₂O → 2Mn(OH)₄

Восстановительные свойства у соединений марганца (II) преобладают.

2Mn(OH)₂ + 5KBrO + 2KOH = 2KMnO₄ + 5KBr + 3H₂O Мn(OH)₂ + H₂O₂ = MnO₂ + 2H₂O Mn(OH)₂ + Br₂ = MnO₂ + 2HBr 2Mn(OH)₂ + Ca(ClO)₂ = 2MnO₂ + CaCl₂ + 2H₂O

Гидроксид марганца (VII) – марганцевая кислота (HMnO₄).

HMnO₄ устойчива лишь в растворах с концентрацией не более 20%. При больших концентрациях, она разлагается с выделением кислорода: 4HMnO₄ = 4MnO₂ + 2H₂O + 3O₂

Это сильная кислота, в водном растворе она практически полностью диссоциирована:HMnO₄ → H⁺ + MnO₄^─

Соединения марганца (VII) сильные окислители:

3PH₃ + 8HMnO₄ = 8MnO₂ + 3H₃PO₄ + 4H₂O 3H₂S + 2HMnO₄ = 2MnO₂ + 3S + 4H₂O

Соли. MnSO₄ + H₂O₂ + 2NaOH = MnO₂ + Na₂SO₄ + 2H₂O

MnSO₄+NaClO+2NaOH=MnO₂+ NaCl+Na₂SO₄+H₂O 2Mn(NO₃)₂+5PbO₂+6HNO₃=2HMnO₄+5Pb(NO₃)₂+ 2H₂O

Соли марганца (VII). 2KMnO₄ → MnO₂ + K₂MnO₄ + O₂↑ 2KMnO₄ + H₂SO₄ = K₂SO₄ + H₂O + Mn₂O₇

Перманганат калия – сильный окислитель. В зависимости от рН среды KMnO₄ (точнее, ион MnO₄^─) может восстанавливаться до различной степени окисления.

H⁺ Mn²⁺ (бесцветный раствор)

KMnO₄ (MnO₄^─) H₂O MnO₂ (бурый осадок)

OH^─ MnO₄^2─ (раствор зеленого цвета)

2KMnO₄ + 5H₂O₂ + 3H₂SO₄ = 5O₂ + 2MnSO₄ + K₂SO₄ + 8H₂O

10KI + 2KMnO₄ + 8H₂SO₄ = 2MnSO₄ + 5I₂ + 6K₂SO₄ + 8H₂O

2KMnO₄ + 10KBr + 8H₂SO₄ = 2MnSO₄ + 5Br₂ + 6K₂SO₄ + 8H₂O

2KMnO₄ + 5H₂S + 3H₂SO₄ = 2MnSO₄ + 5S + K₂SO₄ + 8H₂O

2KMnO₄ + 16HCl = 2MnCl₂ + 5Cl₂ + 2KCl + 8H₂O

2KMnO₄ + 10FeSO₄ + 18H₂SO₄ = 2MnSO₄ + 5Fe₂(SO₄)₃ + K₂SO₄ + 18H₂O

KMnO₄ + 5FeCl₂ + 4H₂SO₄ = 3FeCl₃ + MnSO₄ + Fe₂(SO₄)₃ + KCl + 4H₂O

5SO₂ + 2KMnO₄ + 2H₂O = 2MnSO₄ + K₂SO₄ + 2H₂SO₄

2KMnO₄ + 2NН₃ = 2MnO₂ + N₂ + 2КОН + 2H₂O

2KMnO₄ + 3MnSO₄ + 2H₂O = 5MnO₂ + K₂SO₄ + 2H₂SO₄

2KMnO₄ + 3KNO₂ + H₂O = 3KNO₃ + 2MnO₂ + 2KOH

2KMnO₄ + 5Na₂SO₃ + 2KOH = 2K₂MnO₄ + 5Na₂SO₄ + H₂O

3KMnO₄ + Al + 4KOH = 3K₂MnO₄ + K[Al(OH)₄]

Свойства соединений марганца (VI): K₂MnO₄ + 2KI + H₂O = MnO₂ + I₂ + 4KOH

2K₂MnO₄ + Cl₂ = 2KMnO₄ + 2KCl 3K₂MnO₄ + HСl = 2KMnO₄ + MnO₂ + 4KCl + 2H₂O

1. Нитрат марганца (II) прокалили, к полученному твердому бурому веществу прилили концентрированную хлороводородную кислоту. Выделившийся газ пропустили через сероводородную кислоту. Образовавшийся раствор образует осадок с хлоридом бария.

2. Бурый осадок, полученный при взаимодействии сульфита натрия с водным раствором перманганата калия, отфильтровали и обработали концентрированной серной кислотой. Выделяющийся газ при нагревании реагирует с алюминием, а образующееся вещество – с раствором соляной кислоты.

3. Твердое вещество, которое образуется при нагревании фосфора и пятихлористого фосфора, растворили в большом количестве воды. Часть полученного раствора добавили в подкисленный серной кислотой раствор перманганата калия, при этом последний обесцветился.

4.

1. Mn(NO₃)₂ MnO₂ + 2NO₂ МnO₂ + 4HCl = MnCl₂ + Cl₂ ↑ + 2H₂ 4Cl₂ + H₂S + 4H₂O 8HCl + H₂SO₄ H₂SO₄ + BaCl₂ = BaSO₄ + 2HCl

2. 3Na₂SO₃ + 2KMnO₄ + H₂O = 3Na₂SO₄ + 2MnO₂ + 2KOH 4MnO₂ + 6H₂SO_4(конц.)= 2Mn₂(SO₄)₃ + O₂↑+ 6H₂O 3O₂ + 4Al = 2Al₂O₃ Al₂O₃ + 6HCl = 2AlCl₃ + 3H₂O

3) 2P + 3PCl₅ = 5PCl₃ PCl₃ + 3H₂O = H₃PO₃ + 3HCl↑

5H₃PO₃ + 2KMnO₄ + 3H₂SO₄ = 5H₃PO₄ + K₂SO₄ + 2MnSO₄ + 3H₂O

2KMnO₄ + 16HCl = 2MnCl₂ + 2KCl + 5Cl₂↑ + 8H₂O

4)2KMnO₄ K₂MnO₄ + MnO₂ + O₂ MnO₂ + 4HCl = MnCl₂ + Cl₂ + 2H₂O

MnCl₂ + 2NaOH = Mn(OH)₂ + 2NaCl Mn(OH)₂ + 4KMnO₄ + 6KOH = 5K₂MnO₄ + 4H₂O

2K₂MnO₄ + Cl₂ = 2KMnO₄ + 2KCl 2KMnO₄ + 3KNO₃ + H₂O = 2MnO₂ + 3KNO₂ + 2KOH

3MnO₂ + 4Al 3Mn + 2Al₂O₃