Содержание отчета по лабораторной работе

1. Название работы.

2. Цель работы.

3. Уравнения реакций в молекулярной и ионной форме, результаты проведения реакций, ответы на вопросы.

Лабораторная работа № 12. VII в группа. Подгруппа марганца

Цель работы: изучение химических свойств элементов подгруппы марганца.

Общие сведения

В побочную группу седьмой группы входят элементы марганец, технеций и рений. Главным представителем подгруппы является марганец. Технеций в природе практически не встречается, рений также принадлежит к числу самых редких элементов. По химическому поведению оба аналога марганца более близки к своим соседям по ряду (Mo–RuиW–Osсоответственно) и только по валентному состоянию подобны марганцу.

Марганец соответственно номеру группы имеет максимальную степень окисления +7, но может существовать и в более низких степенях окисления. Устойчивыми состояниями марганца являются +2, +4 и +7, однако существуют соединения со степенью окисления марганца +6, а также +5 и +3. С увеличением степени окисления у марганца уменьшается основной характер гидроксида и усиливается кислотный. Почти все соединения марганца окрашены. Сходство марганца с галогенами очень невелико и проявляется только для соединений Mn⁺⁷. В других валентных состояниях марганец больше похож на соседние с ним по ряду хром и железо. В двухвалентном состоянии марганец проявляет восстановительные свойства, в степени окисления +4, +6 и +7 усиливаются окислительные свойства. Соединения семивалентного марганца – перманганаты являются самыми сильными окислителями.

Выполнение работы

Опыт 1. Гидроксид марганца (II) и его свойства.В две пробирки внести по 3–4 капли раствора соли марганца (II) и по 2–3 капли 2 н. раствора щелочи. Каков цвет полученного осадка гидроксида марганца (II)? Размешать осадок стеклянной палочкой и отметить его побурение вследствие окисления марганца (II) до Мn (IV). Во вторую пробирку с осадком гидроксида марганца добавить 2–3 капли 2 н. раствора серной кислоты. Что наблюдается? Какие свойства характерны для гидроксида Мn (II)?

Написать уравнения реакций: а) получения гидроксида марганца (II) и его окисления кислородом воздуха в МnО(ОН)₂; б) взаимодействия гидроксида марганца с серной кислотой.

Опыт 2. Осаждение марганца (II).

А.Отобрать в пробирку 3–4 капли раствора соли марганца (II) и добавить 3–4 капли раствора карбоната натрия (или карбоната аммония). Образуется белый осадок, содержащийMnCO₃. При стоянии на воздухе осадок потемнент из-за частичного окисления марганца (II) до марганца (IV).

Б.В две пробирки отобрать равный объем сульфида аммония. К одной пробе прибавить 2–3 капли раствора аммиака, другую подкислить 2 каплями разбавленной соляной кислоты. К содержимому пробирок прибавить 3–4 капли раствора сульфата марганца (II). В кислой среде образование сульфида не идет, т.к. концентрация ионовS²⁻оказывается не достаточной для достижения произведения растворимостиMnS.

В.К раствору соли марганца (II) прибавить несколько капель раствора дигидроортофосфата натрия и немного аммиака. К полученному осадкуMn(NH₄)PO₄·H₂Oприбавить несколько капель перекиси водорода. Осадок приобретет темный цвет. Почему?

Опыт 3. Окисление Mn (II).К двум каплям раствора соли марганца (II) прибавить 2 мл 6 н. раствора азотной кислоты и немного твердого висмутата натрия (на кончике шпателя). Смесь перемешать. При этом образуется раствор марганцевой кислоты розового цвета:

.

Опыт 4. Окислительные и восстановительные свойства соединений марганца (IV).

А. Окислительные свойства диоксида марганца.В пробирку поместить диоксида марганца и 2–3 капли концентрированной соляной кислоты (d= 1,19 г/см³). По цвету и запаху определить, какой газ выделяется. Если реакция идет недостаточно энергично, пробирку осторожно подогреть маленьким пламенем горелки.

Б. Восстановительные свойства диоксида марганца.В тигель положить по небольшому кусочку твердого едкого натра (брать пинцетом) и кристаллического нитрата калия. Тигель поставить на сетку или в фарфоровый треугольник и нагреть пламенем горелки до расплавления смеси (осторожно!). Не прекращая нагревания, добавить в расплав очень немного (на кончике шпателя) диоксида марганца и продолжать нагревание, пока масса не загустеет. Отметить окраску полученного расплава и сохранить его для опыта. Написать уравнение реакции окисления диоксида марганца нитратом калия в щелочной среде до Na₂MnO₄. В какое соединение перешел нитрат калия?

Опыт 5. Окислительные свойства перманганата калия.

А. Кислая среда. В три пробирки налить по 1–2 капли раствора перманганата калия и добавить столько же 2 н. серной кислоты. В первую пробирку добавить 5 капель раствора йодида калия, во вторую – столько же раствора сульфата железа (II), в третью – столько же раствора сульфита натрия.

Б. Нейтральная среда.В две пробирки налить по 3 капли раствора перманганата калия; в первую пробирку добавить столько же раствора сульфита натрия, во вторую – раствора сульфата марганца (II).

В. Сильнощелочная среда.В пробирку налить три капли раствора перманганата калия, столько же раствора щелочи и 3–4 капли раствора сульфита натрия.

Отметить изменение окраски растворов во всех пробирках. Установить, в какой среде окислительные свойства перманганата калия выше.