Марганец

Степени окисления: +2, (+3), +4, (+6), +7.

Мп(II) - слабый восстановитель [ф°(МпО^-₄ /Мn²⁺) = + 1,51 В, ф°(MnO₂/Mn^2f) = + 1,23 В, ф°(Мn³⁺/Мn²⁺) = + 1,51 В].

Гидроксид марганца(П) окисляется до гидроксида марганца(IV)

Мn(ОН)₂ + О₂ + Н₂О -> MnO₂•2H₂Ol-> H₂MnO₃ + Н₂О

Эта реакция используется в санитарно-гигиенической практике для количественного определения концентрации кислорода в анализируемой воде.

Качественные реакции на ион марганца(П) основаны на образовании марганцевой кислоты НМnO₄ розового цвета при взаимодействии солей марганца(П) с очень сильными окислителями (более сильными чем перманганат-ион), такими как персульфат аммония (NH4)₂S₂O₈, висмутат натрия NaBiO₃, оксид свинца(IV).

Мп(III) — устойчив только в виде комплексных соединений, иначе диспропорционирует по реакции.

2Мn³⁺ + 2Н₂О -> Мп²⁺ + МпО₂ + 4Н⁺

В организме в супероксиддисмутазах, содержащих марганец (в мито­хондриях), а также при дегидрировании в хлоропластах осуществляется важное равновесие:

Мп³⁺ + е  Мп²⁺

Для Мп(IV) в равной степени характерны и окислительные (в кислой среде), и восстановительные (в щелочной среде) свойства [ф°(МnО₂, Н⁺/Мn²⁺) = + 1,23 В, ф°(МпО₄^2-, ОH/МпО₂) = + 0,58 В].

МnО₂ (ох) + 4НС1 -> МпС1₂ + С1₂ + 2Н₂О

ЗМпО₂ (red) + КСlO₃ + 6КОН --> ЗК₂МnО₄ + КС1 + ЗН₂О

MnO₂ - самое устойчивое соединение марганца с этой степенью окисления.

Мп(VI) - сильный окислитель, устойчив только в сильнощелочной среде, в остальных средах - диспропорционирует.

ЗК₂МпО₄ + 2Н₂О  2KMnO₄ + MnO₂ + 4KOH

Мп(VII) - сильный окислитель, более токсичен, чем Мп(П), с восстановителями в нейтральных средах взаимодействует по следующей реакции:

МnО^-₄ + red -- > МnО₂ + ох

Для организма иерманганат-ион ядовит. При острых отравлениях перманганатом в качестве антидота используют 3%-ный раствор пер-оксида водорода в среде уксусной кислоты.

2КМnО₄ + 5Н₂О₂ + 6СН₃СООН -> 2(СН₃СОО)₂Мn + 5О₂ + 2СН₃СООН + 8Н₂0

В медицине разбавленные растворы перманганата калия используются как антисептики (промывание ран, полоскание горла), дезинфицирующие (при ожогах, язвах), кровоостанавливающие средства, а также как антидо­ты при отравлении цианидом калия и алкалоидами.

В объемном анализе широко применяется метод перманганатометрии, в основе которого лежит следующая полуреакция:

МnО₄^-+ 8Н⁺ + 5е-  Мn²⁺ + 4Н₂О

Метод нашел применение в экологии для оценки загрязненности сточных вод при нахождении важной характеристики воды — ее окисляемости. В клинических лабораториях метод перманганатометрии лежит в основе определения содержания мочевой кислоты в крови.

Раствор перманганата калия на свету и при нагревании неустойчив.

Кислотно-основные свойства соединений d-элементов

Как отмечалось выше, характерной особенностью d-металлов является достаточно широкий набор степеней окисления. Это приводит к значи­тельной вариации и в характере гидроксидов, которые они образуют. В общем, при увеличении степени окисления усиливаются кислотные свойства оксидов и гидроксидов.

Кислотно-основные свойства соединений биометаллов не имеют с точки зрения функционирования живых организмов столь важного значе­ния как их комплексообразующие и окислительно-восстановительные свойства. Поэтому в данной лекции они подробно не рассматриваются. Отметим только некоторые специфические свойства производных хрома(VI) и особенности гидролиза солей железа(Ш).