Какие степени окисления проявляет марганец в соединениях. Степень окисления

Марганец – химический элемент: что это такое, какова формула вещества и степень окисления

Какие степени окисления проявляет марганец в соединениях. Степень окисления

Долгое время одно из соединений этого элемента, а именно его двуокись (известна под названием пиролюзит) считалось разновидностью минерала магнитный железняк. Лишь в 1774 году один из шведских химиков выяснил, что в пиролюзите есть неизученный металл.

В результате нагревания этого минерала с углем удалось получить тот самый неизвестный металл. Вначале его называли манганум, позже появилось современное название — марганец. Химический элемент обладает многими интересными свойствами, речь о которых пойдет далее.

Марганец как химический элемент

Расположен в побочной подгруппе седьмой группы периодической таблицы (важно: все элементы побочных подгрупп — металлы). Электронная формула 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d5 (типичная формула d-элемента).

Марганец как свободное вещество имеет серебристо-белый цвет. Из-за химической активности в природе встречается лишь в виде соединений, таких как окислы, фосфат и карбонат.

Вещество тугоплавкое, температура плавления составляет 1244 градуса по шкале Цельсия.

Интересно! В природе встречается только один изотоп химического элемента, имеющий атомную массу 55. Остальные изотопы получены искусственным путем, и наиболее устойчив радиоактивный изотоп с атомной массой 53 (период полураспада примерно такой же, как у урана).

Степень окисления марганца

У него шесть разных степеней окисления. В нулевой степени окисления элемент способен образовывать комплексные соединения с органическими лигандами (например, P(C5H5)3), а также неорганическими лигандами:

  • окисью углерода (декакарбонил димарганца),
  • азотом,
  • трифторидом фосфора,
  • окисью азота.

Степень окисления +2 типична для солей марганца. Важно: у этих соединений сугубо восстановительные свойства. Наиболее устойчивые соединения, имеющие степень окисления +3, — оксид Mn2O3, а также гидрат этого оксида Mn(OH)3. В степени окисления +4 наиболее устойчивы MnO2 и амфотерный оксид-гидроксид MnO(OH)2.

Степень окисления марганца +6 типична для существующей только в водном растворе марганцеватой кислоты и ее солей.

Степень окисления +7 типична для существующей только в водном растворе марганцевой кислоты, ее ангидрида, а также солей — перманганатов (аналогия с перхлоратами) — сильных окислителей.

Интересно, что при восстановлении перманганата калия (в быту называется марганцовкой) возможны три разные реакции:

  • В присутствии серной кислоты анион MnO4- восстанавливается до Mn2+.
  • Если среда нейтральная, ион MnO4- восстанавливается до MnO(OH)2 или MnO2.
  • В присутствии щелочи анион MnO4- восстанавливается до манганат-иона MnO42-.

Марганец как химический элемент

Химические свойства

В обычных условиях малоактивен. Причина — появляющаяся при воздействии кислорода воздуха оксидная пленка. Если же порошок металла слегка нагреть, он сгорает, превращаясь в MnO2.

При нагревании взаимодействует с водой, вытесняя водород. В результате реакции получается практически нерастворимый гидрат закиси Mn(OH)2. Это вещество препятствует дальнейшему взаимодействию с водой.

Интересно! Водород растворим в марганце, и при повышении температуры растворимость увеличивается (получается раствор газа в металле).

При очень сильном нагревании (температура выше 1200 градусов по шкале Цельсия) взаимодействует с азотом, при этом получаются нитриды. Эти соединения могут иметь различный состав, что типично для так называемых бертоллидов. Взаимодействует с бором, фосфором, кремнием, а в расплавленном виде — с углеродом. Последняя реакция протекает при восстановлении марганца коксом.

При взаимодействии с разбавленной серной и соляной кислотами получается соль и выделяется водород. А вот взаимодействие с крепкой серной кислотой иное: продукты реакции — соль, вода и двуокись серы (вначале серная кислота восстанавливается в сернистую; но из-за неустойчивости сернистая кислота распадается на диоксид серы и воду).

! Что такое алканы: строение и химические свойства

При реакции с разбавленной азотной кислотой получается нитрат, вода, окись азота.

Образует шесть оксидов:

  • закись, или MnO,
  • окись, или Mn2O3,
  • закись-окись Mn3O4,
  • двуокись, или MnO2,
  • марганцеватый ангидрид MnO3,
  • марганцевый ангидрид Mn2O7.

Интересно! Закись под воздействием кислорода воздуха постепенно превращается в окись. Ангидрид марганцеватой кислоты не выделен в свободном виде.

Закись-окись — соединение с так называемой дробной степенью окисления. При растворении в кислотах образуются соли двухвалентного марганца (соли с катионом Mn3+ неустойчивы и восстанавливаются до соединений с катионом Mn2+).

Двуокись, окись, закись-окись — наиболее устойчивые оксиды. Марганцевый ангидрид неустойчив. Прослеживаются аналогии с другими химическими элементами:

  • Mn2O3 и Mn3O4 — основные оксиды, и по свойствам похожи на аналогичные соединения железа;
  • MnO2 — амфотерный оксид, по свойствам похож на оксиды алюминия и трехвалентного хрома;
  • Mn2O7 — кислотный оксид, по свойствам весьма похож на высший оксид хлора.

Несложно заметить и аналогию с хлоратами и перхлоратами. Манганаты, подобно хлоратам, получаются косвенным путем. А вот перманганаты можно получить как прямым путем, то есть при взаимодействии ангидрида и оксида/гидроксида металла в присутствии воды, так и косвенным.

В аналитической химии катион Mn2+ попал в пятую аналитическую группу. Есть несколько реакций, позволяющих обнаружить этот катион:

  • При взаимодействии с сульфидом аммония выпадает осадок MnS, его цвет — телесный; при добавлении минеральных кислот наблюдается растворение осадка.
  • При реакции с щелочами получается белый осадок Mn(OH)2; однако при взаимодействии с кислородом воздуха цвет осадка меняется с белого на бурый — получается Mn(OH)3.
  • Если к солям с катионом Mn2+ добавить перекись водорода и раствор щелочи, выпадает темно-бурый осадок MnO(OH)2.
  • При добавлении к солям с катионом Mn2+ окислителя (двуокись свинца, висмутат натрия) и крепкий раствор азотной кислоты, раствор окрашивается в малиновый цвет — это значит, что Mn2+ окислился до HMnO4.

Валентности марганца

Элемент находится в седьмой группе. Типичные валентности марганца – II, III, IV, VI, VII.

Нулевая валентность типична для свободного вещества. Двухвалентные соединения — соли с катионом Mn2+, трехвалентные – оксид и гидроксид, четырехвалентные – двуокись, а также оксид-гидроксид. Шести- и семивалентные соединения — соли с анионами MnO42- и MnO4-.

Как получить и из чего получают марганец? Из марганцевых и железо-марганцевых руд, а также из растворов солей. Известно три разных способа получения марганца:

  • восстановление коксом,
  • алюмотермия,
  • электролиз.

В первом случае в качестве восстановителя используется кокс, а также окись углерода. Восстанавливается металл из руды, где есть примесь оксидов железа. В результате получается как ферромарганец (сплав с железом), так и карбид (что такое карбид? это соединение металла с углеродом).

Для получения более чистого вещества используется один из способов металлотермии — алюмотермия. Сначала прокаливается пиролюзит, при этом получается Mn2O3. Затем полученный оксид смешивают с порошком алюминия. В ходе реакции выделяется много теплоты, в результате получающийся металл плавится, а оксид алюминия покрывает его шлаковой «шапкой».

Марганец — металл средней активности и стоит в ряду Бекетова левее водорода и правее алюминия. Это значит, что при электролизе водных растворов солей с катионом Mn2+ на катоде восстанавливается катион металла (при электролизе весьма разбавленного раствора на катоде восстанавливается и вода). При электролизе водного раствора MnCl2 протекают реакции:

MnCl2  Mn2+ + 2Cl-

Катод (отрицательно заряженный электрод): Mn2+ + 2e  Mn0

Анод (положительно заряженный электрод): 2Cl- — 2e  2Cl0 Cl2

Итоговое уравнение реакции:

MnCl2 (эл-з)  Mn + Cl2

При электролизе получается наиболее чистый металлический марганец.

Применение

Применение марганца довольно широко. Используется как сам металл, так и его различные соединения. В свободном виде используется в металлургии для разных целей:

  • как «раскислитель» при плавке стали (связывается кислород, и образуется Mn2O3);
  • в качестве легирующего элемента: получается прочная сталь с высокими показателями износостойкости и ударопрочности;
  • для выплавки так называемой броневой марки стали;
  • как компонент бронзы и латуни;
  • для создания манганина, сплава с медью и никелем. Из этого сплава делают различные электротехнические устройства, например реостаты

Для изготовления гальванических элементов Zn-Mn используется MnO2. В электротехнике применяются MnTe и MnAs.

! Уроки химии: что это такое галогены

Интересные факты

Перманганат калия, часто называемый марганцовкой, широко применяется как в быту (для лечебных ванночек), так и в промышленности и лабораториях.

Малиновая окраска перманганата обесцвечивается при пропускании через раствор ненасыщенных углеводородов с двойными и тройными связями. При сильном нагревании перманганаты разлагаются.

При этом получаются манганаты, MnO2, а также кислород. Это один из способов получить химически чистый кислород в лабораторных условиях.

Получить соли марганцеватой кислоты можно лишь косвенным путем. Для этого MnO2 смешивают с твердой щелочью и в присутствии кислорода нагревают. Другой способ получения твердых манганатов – прокаливание перманганатов.

Растворы манганатов имеют красивую темно-зеленую окраску. Однако эти растворы неустойчивы и подвергаются реакции диспропорционирования: темно-зеленая окраска меняется на малиновую, также выпадает бурый осадок. В результате реакции получается перманганат и MnO2.

! Для чего делают и что это такое гидролиз солей

Диоксид марганца применяется в лаборатории как катализатор при разложении хлората калия (бертолетовой соли), а также для получения чистого хлора.

Интересно, что в результате взаимодействия MnO2 с хлороводородом получается промежуточный продукт – крайне неустойчивое соединение MnCl4, распадающееся на MnCl2 и хлор.

Нейтральные или подкисленные растворы солей с катионом Mn2+ имеют бледно-розовую окраску (Mn2+ создает комплекс с 6 молекулами воды).

Вывод

Такова краткая характеристика марганца и его химические свойства. Это серебристо-белый металл средней активности, взаимодействует с водой лишь при нагревании, в зависимости от степени окисления проявляет как металлические, так и неметаллические свойства. Его соединения используются в промышленности, в быту и в лабораториях для получения чистого кислорода и хлора.

Источник: https://znaniya.guru/himiya/chto-takoe-marganets.html

ПОИСК

Какие степени окисления проявляет марганец в соединениях. Степень окисления
    Марганец и хлор находятся в VII группе периодической таблицы, но хлор — в главной подгруппе, а марганец — в побочной.

Формально они могут проявлять максимальную валентность (7 + ) и давать соединения с меньшими степенями окисления, причем марганец как элемент побочной подгруппы должен иметь мало сходства с хлором — элементом главной подгруппы.

(Электронная конфигурация марганца дана в задаче 15.) Электронная конфигурация хлора С1 следующая  [c.

379]
    Какие валентности и степени окисления проявляет марганец в соединениях Какие валентные состояния наиболее устойчивы для марганца  [c.168]

    Соединения марганца и рения. В своих многочисленных соединениях марганец н рений проявляют переменную степень окисления, вплоть до +7. [c.292]

    В соединениях марганец проявляет степени окисления + 2, -ЬЗ, 4-4, -)-6, 4-7. С повышением степени окисления усиливается кислотный характер соединений оксидов и гидроксидов Мп(0Н)2 — основание, Мп(0Н)4 — амфотерен с очень слабо выраженными основными и кис- [c.99]

    В реакции изменяют степень окисления химические элементы марганец и азот  [c.161]

    В практическом отношении наиболее важны соединения мар-ганца(И). диоксид марганца и соли марганцовой кислоты—перманганаты, в которых марганец находится в степени окисленности +7. [c.663]

    Марганец проявляет все степени. окислейия от О до +7. На примере марганца очень хорошо видна зависимость кислотно-основных свойств соединений от степени окисления образующего их элемента Мп(ОН)г — основание средней силы, Мп(0Н)4 (точнее МпОг-хНгО) очень слабое основание, НМПО4 — сильная кислота, [c.546]

    В кислой среде марганец в различных степенях окисления образует следующие частицы  [c.284]

    В приведенных соединениях изменяют степень окисления только марганец и железо  [c.215]

    Теперь необходимо подобрать коэффициенты в этом уравнении. Используем метод электронного баланса . Из схемы (2) видно, что степень окисления серы изменилась на 2, а марганца на 5. Такое изменение степени окисления возможно только в том случае, если 5 ” отдаст два электрона (2е), а марганец примет [c.198]

    В соединениях Мп(И) и Мп(П1) химические связи ближе к ионным, а соединения, в которых марганец имеет более высокие степени окисления, образованы ковалентными связями.

Для соединений Мп(П) и Мп(1П) характерны восстановительные свойства, а для соединений Mn(IV), Mn(VI) и Мп(УП) — окислительные свойства, которые наиболее активно проявляются у Mп(VII).

Соединения Мп( У 1) —манганаты — малоустойчивы и в нейтральных и кислых растворах подвергаются диспропорционированию  [c.248]

    Потенциометрическое титрование марганца, хрома и ванадия широко применяют при анализе сплавов, минералов, руд и прочих технически важных материалов, после разложения которых определяемые компоненты, как правило, переходят в раствор в степенях окисления марганец(П), хром(III), ванадий(V) и частично(1У). Определение основано на титровании стандартным раствором соли Мора после переведения их в высшую степень окисления. [c.132]

    Какие степени окисления могут иметь марганец и хром в соединениях Приведите примеры конкретных соединений. [c.406]

    Хотя при уравнивании полуреакции этим методом нет необходимости пользоваться степенями окисления элементов, с их помощью можно проверить результаты. В данном примере МпО содержит марганец в степени окисления + 7. Поскольку степень окисления марганца изменяется от -Ь 7 до +2, он должен присоединять пять электронов, как это и было только что установлено. [c.201]

    В сульфате железа (II) елезо имеет степень окисления +2, в результате оно превращается в сульфат железа (III) со степенью окисления +3, т. е. окисляется, отдавая один электрон. Марганец меняет свою степень окисления от +7 до +2, т. е. восстанавливается, присоединяя 5 электронов. Составим схему электронного баланса  [c.109]

    Химическая активность простых веществ в ряду Мп—Тс—Re понижается. Так, в ряду напряжений Мп располагается до водорода, а Тс и Re — после него.

Марганец довольно активно взаимодействует с разбавленной НС1 и H2SO4, а технеций и рений реагируют лишь с HNO3.

В соответствии с устойчивыми степенями окисления взаимодействие марганца с разбавленными кислотами приводит к образованию катионного аквокомплекса [Мп (ОН 2) [c.570]

    Марганец получают либо электролизом раствора MnS04, либо восстановлением из его оксидов кремнием в электрических печах. Второй (силикотермический) метод более экономичен, но дает менее чистый продукт.

При электролитическом методе руду восстанавливают до соединений марганца со степенью окисленности – -2, а затем растворяют в смеси серной кислоты с сульфатом аммония. Получающийся раствор подвергают электролизу.

Снятые с катодов осадки металла переплавляют в слитки. [c.662]

    Почему марганец в высшей степени окисления находится в водных растворах в виде одноядерных оксокомплексов, а не в виде гидратированного иона, напр нмер [Мп(Н20)4] +  [c.631]

    Известно, что марганец в соединениях проявляет все степени окисления от ( — 1) до ( + УП). Расположите указанные соединения в порядке возрастания степени окисления марганца и назовите их  [c.280]

    Если амфотерному элементу в соединениях отвечает несколько степеней окисления, то амфотерность соответствующих оксидов и гидроксидов (а следовательно, и амфотерность самого элемента) будет выражена по-разному.

Для низких степеней окисления у гидроксидов и оксидов наблюдается преобладание основных свойств, а у самого элемента—металлических свойств, поэтому он почти всегда входит в состав катионов.

Для высоких степеней окисления, напротив, у гидроксидов и оксидов наблюдается преобладание кислотных свойств, а у самого элементанеметаллических свойств, поэтому он почти всегда входит в состав анионов.

Так, у оксида и гидроксида марганца (II) доминируют основные свойства, а сам марганец входит в состав катионов типа [Мп (HjO) ] , тогда как у оксида и гидроксида марганца (Vil) доминируют кислотные свойства, а сам марганец входит в состав анионов типа МПО4. Амфотерным гидроксидам с большим преобладанием кислотных свойств приписывают формулы и названия по образцу кислотных гидроксидов, напри- [c.14]

    В состав этой подгруппы входят элементы побочной подгруппы седьмой группы марганец, технеций и рзний. Отношение между ними и элементами главной подгруппы седьмой группы — галогенами— приблизительно такое же, как и между элементами главной и побочной подгрупп шестой группы.

Имея в наружном электронном слое атома всего два электрона, марганец и его аналоги не способны присоединять электроны и, в отличие от галогенов, соединений с водородом не образуют.

Однако высшие кислородные соединения этих элементов до некоторой степени сходны с соответствующими соединениями галогенов, так как в образовании связей с кислородом у них, как и у галогенов, могут участвовать семь электронов. Поэтому их высшая степень окисленности равна – -7. [c.662]

    С помощью изложенных правил легко найти степени окисления элементов в различных соединениях. Так, наиример, в соединениях Каа ЗО.Г и Ма ЗОл степени окисления серы равны соответственно +4 и +6 марганец в КМПО4 имеет степень окисления.  [c.45]

    По химическим свойствам марганец и рений существенно огли-чаются друг от друга. Марганец является довольно сильным восстановителем, репий же более сходен со своими соседями по периоду — вольфрамом и осмием, чем с марганцем. Для рения характерна пассивность при низких температурах и устойчивость соединений, в которых он проявляет высшую степень окисления +7 [c.290]

    Рений проявляет некоторое сходство со своими соседями по периодической системе элементов (слева — вольфрам, справа— осмий). Как и марганец, рений образует соединения различных степеней окисления от —1 до +7. Из солей перрениевой кислоты НКе04 наиболее известны калиевая и аммониевая соли. В ряде соединений рения осуществляются связи М—М (разд. 36.11.1). [c.628]

    Электроотрицательность любого элемента можно считать зависящей от его степени окисления.

Какой именно должна быть зависимость электроотрицательности от сге-пени окисления элемента Хотя марганец (Мп) как элемент по своим свойствам совершенно отличается от хлора, свойства оксианиона МПО4 сходны со свойствами СЮ4, Укажите по крайней мере два примера, иллюстрирующие это сходство (возможно, вам придется заглянуть в справочники обратите при этом внимание на такие свойства, как кислотно-основные характеристики, окислительно-восстановительные свойства, растворимость и т.п.), и обсудите установленные вами факты с учетом электроотрицательности центрального атома в каждом оксиа-нионе. [c.332]

    В зависимости от среды — кислой, нейтральной или щелочной — марганец (VII) восстанавливается до различных степеней окисления. В кислой среде ион МпО переходит в ионМп +, в нейтральной, слабощелочной и слабокислой — в МпОг, в снльнощелочной при недостатке восстановителя — в ион МпО .  [c.225]

    С помощью этих Лравил легко определить степень окисления элементов в различных соединениях. Например, в соединениях N32 503 и N31804 степени окисления серы равны соответственно +4 и марганец в КМпО имеет степень окисления +7. [c.49]

    Окислителем в нем является КМПО4, восстановителем — сера. В результате реакции марганец восстанавливается его степень окисления уменьшается от – -7 до – -4, Сера окисляется ее степень окисления увеличивается от О до -)-6. [c.79]

    В разбавленных соляной и серной кислотах марганец растворяется с образованием солей марганца (И) (МпС1г, Мп304) азотной и концентрированной серной кислотами марганец окисляется (в той или другой степени) с образованием солей, соответствующих высшим степеням окисления.

При повышенной температуре марганец вступает в соединение со всеми неметаллами (галогенами, серой, азотом, фосфором, углеродом, кремнием), а с большинством металлов образует сплавы разного состава. В соединениях марганец проявляет степени окисления от 4-2 до +7.

На примере этих соединений можно видеть, как влияет изменение степени окисления элемента на свойства окси-ДОВ 1- и ,1 [c.148]

    Na2S03 2Na+ + SOi ион (анион) SO3 является восстановителем — в нем сера в степени окисления -(-4 отдает 2 электрона и повышает степень окис-лен я до +6, превращаясь в ион (анион) SO4 в молекуле КМПО4 К ” + МпОг ион (анион) МпОГ является окислителем — в нем марганец в степени окисления +7 принимает 5 электронов и понижает степень окисления до +2, превращаясь в катион Мп ” “. [c.151]

    В молекуле перманганата калия КМПО4 четыре атома кислорода, т. е. 8 отрицательных степеней окисления.

Калий имеет степень окисления (1 + ) (атомы его только отдают электроны), отрицательных степеней окисления в молекуле КМПО4 (8—), положительных должно быть столько же.

Одна приходится на калий, а семь остальных на марганец (2—) 4+1+х=0, (8—)Ч-+ l-(-x=0. Отсюда степень окисления марганца равна j =(7- -) (обозначается обычно Мп +). [c.188]

    Марганец принадлежит к элементам побочной подгруппы VII группы периодической системы элементов Д. И. Менделеева. Конфигурация его валентных электронных подуровней выражается формулой 3dHs . Обладая семью валентными электронами, марганец может проявлять степени окисления -f-2, – -3, -f4, +6, +7, которым соответствуют оксиды  [c.262]

    Это можно обьяснить тем, что с возрастанием степени окисления положительный заряд атома марганца увеличивается, а его радиус — уменьшается. В результате этого напряженность положительного электрического поля вблизи атома марганца возрастает, что приводит к усилению связи марганец—кислород и к более сильному отталкиванию протонов гидроксидов. [c.262]

    Манганаты — соли, в частности, формулы М МпО , например К2МПО4— манганат калия. Содержат шестивалентный марганец. Получают окислением соединений марганца низших степеней валентности. Манганаты (например, К2МПО4) образуют зеленые растворы (зеленый цвет принадлежит манганат-иону МПО4″). [c.531]

    Находят окислитель и восстановитель. Сера в N 80, повышает свою степень окисления, т.е, теряет электроны, является восста-новителег г и в процессе реакции окисляется. Марганец в КМпО . понижает СЕОЮ степень окисления, т.е, присоединяет электроны, является окислителем и в процессе реакции восстанавливается. Следовательно, в этой реакции – восстановитель, аКМкО - [c.69]

    Марганец относится к активным металлам. На воздухе он окисляется и покрывается видимой пленкой оксидов, вначале красноватой, затем почти черной.

С водой на холоду марганец взаимодействует очень медленно при повышении температуры скорость реакции окисления марганца водой увеличивается. В разбавленных кислотах марганец растворяется с образованием солей марганца (П). В растворах щелочей марганец устойчив.

В соединениях марганец имеет окислительные числа +2, +3, +4, +6 и +7. Наиболее устойчивы соединения Мп (И), Мп (IV) и Мп (VII).

Наиболее часто возможные степени окисления марганца выражены в его оксидах МпО — одноокись, Мп Оз — полутораокись, МпОа—двуокись, МпОз—трехокись и Мп О, — полусемиокись. С повышением окислительного числа характер оксидов и гидроксидов изменяется от основного до кислотного  [c.248]

Источник: https://www.chem21.info/info/219047/

Марганец, цинк и серебро

Какие степени окисления проявляет марганец в соединениях. Степень окисления

Содержится в количестве 0,03% по массе в земной коре. Наряду с железом и его сплавами относится к черным металлам.

Для соединений марганца характерны степени окисления +2, +3, +4, +6 +7. В соединения +2 и +3 марганец проявляет основные свойства, +4 – амфотерные, +6, +7 – кислотные.

Наиболее известными минералами, в которых содержится марганец, являются:

  • MnO2 – пиролюзит
  • MnO(OH) – бурая марганцевая руда, манганит
  • 3Mn2O3*MnSiO3 – браунит

Получают марганец алюминотермией, восстановлением коксом, электролизом.

MnO2 + Al = (t) Al2O3 + Mn

MnO2 + C = (t) Mn + CO

MnSO4 + H2O = (электролиз) Mn + O2 + H2SO4

Химические свойства

  • Реакции с неметаллами
  • На воздухе марганец вступает во взаимодействие с кислородом, пассивируется: на поверхности металла образуется оксидная пленка.

    Mn + O2 = MnO2

    При нагревании марганец реагирует с азотом, углеродом, кремнием, бором и фосфором.

    Mn + N2 = (t) Mn3N2

    Mn + C = (t) Mn3C

    Mn + Si = (t) Mn2Si

    Mn + P = (t) Mn3P2

  • Реакция с водой
  • При нагревании марганец вытесняет водород из воды.

    Mn + H2O = (t) Mn(OH)2 + H2↑

  • Реакции с кислотами
  • Марганец стоит в ряду напряжений до водорода и способен вытеснить его из кислот.

    Mn + HCl = MnCl2 + H2↑

    Под воздействием кислот, которые обладают окислительными свойствами, марганец окисляется.

    Mn + H2SO4(конц.) = MnSO4 + SO2 + H2O

    Mn + HNO3(конц.) = (t) Mn(NO3)2 + NO2 + H2O

    Mn + HNO3(разб.) = (t) Mn(NO3)2 + NO + H2O

Соединения марганца II

Для соединений марганца II характерны основные свойства. Оксид марганца II может быть получен разложением карбоната марганца, либо восстановлением оксида марганца IV до оксида марганца II.

При растворении (и нагревании!) марганца в воде образуется гидроксид марганца II.

Mn + H2O = (t) Mn(OH)2 + H2↑

MnSO4 + KOH = (t) Mn(OH)2 + K2SO4

Соединения марганца II на воздухе неустойчивы, Mn(OH)2 быстро буреет, превращаясь в оксид-гидроксид марганца IV.

Mn(OH)2 + O2 = MnO2 + H2O

Оксид и гидроксид марганца II проявляют основные свойства. При реакции с кислотами дает соответствующие соли.

Mn(OH)2 + HCl = MnCl2 + H2O

Соли марганца II получается при его растворении в разбавленных кислотах. Эти соли способны вступать в реакции с другими солями, кислотами, если выпадает осадок, выделяется газ или образуется слабый электролит.

Mn + HCl = MnCl2 + H2

MnSO4 + (NH4)2S = MnS↓ + (NH4)2SO4

При действии сильных окислителей ион Mn2+ способен переходить в ион Mn7+

MnSO4 + PbO2 + HNO3 = HMnO4 + PbSO4 + Pb(NO3)2 + H2O

Соединения марганца IV проявляют амфотерный характер. Оксид марганца IV можно получить разложением нитрата марганца II.

Mn(NO3)2 = (t) MnO2 + NO2 + O2

В реакциях с щелочами марганец переходит в СО +6, в кислой среде – принимает СО +2.

MnO2 + Na2CO3 + NaNO3 = Na2MnO4 + NaNO2 + CO2

MnO2 + HCl = MnCl2 + Cl2 + H2O

Соединения марганца VI – MnO3, H2MnO4 – неустойчивы, в свободном виде не получены. Обладают кислотными свойствами. Наиболее устойчивые соли – манганаты, окрашивающие раствор в зеленый цвет.

Манганаты получают в ходе разложения перманганатов, а также реакциями в щелочной среде.

KMnO4 = (t) K2MnO4 + MnO2 + O2↑ (способ получения кислорода)

Li2SO3 + KMnO4 + LiOH = Li2SO4 + K2MnO4 + H2O

MnO2 + NaOH + NaNO3 = Na2MnO4 + NaNO2 + H2O

MnSO4 + KClO3 + KOH = K2MnO4 + KCl + K2SO4

В водной среде манганаты разлагаются на с.о. +7 и +4. Манганаты окисляют хлором.

K2MnO4 + H2O = KMnO4 + MnO2 + KOH

K2MnO4 + Cl2 = KMnO4 + KCl

Соединения марганца VII – неустойчивый Mn2O7, и относительно устойчивая в разбавленных растворах HMnO4 – проявляют кислотные свойства. Соли марганцовой кислоты – перманганаты.

В различных средах – кислотной, нейтральной и щелочной – марганец принимает различные степени окисления. Внимательно изучите таблицу ниже.

Оксид марганца VII получают в реакции перманганата с сильными кислотами.

KMnO4 + H2SO4 = Mn2O7 + K2SO4

При растворении оксида марганца VII (кислотного оксида) в щелочи образуются соли марганцовой кислоты – перманганаты.

Mn2O7 + KOH = KMnO4 + H2O

Марганцовая кислота получается в реакциях сильных окислителей с солями марганца II.

Mn(NO3)2 + PbO2 + HNO3 = HMnO4 + Pb(NO3)2 + H2O

В растворах с концентрацией марганцовой кислоты более 20% происходит ее разложение.

HMnO4 = MnO + O2 + H2O

При нагревании перманганата калия (в быту – марганцовка) разлагается с образованием бурого MnO2, выделением кислорода.

KMnO4 = (t) K2MnO4 + MnO2 + O2↑

При стоянии в растворе постепенно разлагается водой.

KMnO4 + H2O = MnO2 + KOH + O2↑

В кислой среде марганец принимает наиболее устойчивую (для кислой среды) – Mn2+, в щелочной – Mn6+.

KMnO4 + H2SO4 = MnSO4 + O2↑ + K2SO4 + H2O

KMnO4 + KOH = K2MnO4 + O2 + H2O

Цинк

Название цинка, вероятно, связано формой его кристаллитов: в переводе с немецкого Zinke – зубец. С древнейших времен известен сплав меди с цинком – латунь.

Для цинка характерна постоянная степень окисления +2.

Наиболее известные минералы, в которых содержится цинк:

  • ZnS – цинковая обманка, сфалерит
  • ZnO – цинкит
  • ZnCO3 – симсонит, цинковый шпат
  • 2ZnO*SiO2*H2O – гемиморфит

Получение

Пирометаллургический метод получения цинка заключается в обжиге цинковой обманки, и последующем восстановлении оксида цинка различными восстановителями: чаще всего C, также возможно CO и H2.

ZnS + O2 = (t) ZnO + SO2

ZnO + C = (t) Zn + CO

ZnO + H2 = (t) Zn + H2O

ZnO + CO = (t) Zn + CO2

Гидрометаллургический метод получения основывается на электролизе сульфата цинка.

ZnSO4 + H2O = (электролиз) Zn + H2SO4 + O2

Химические свойства

  • Реакции с неметаллами (и аммиаком 🙂
  • На воздухе цинк покрывается оксидной пленкой. При нагревании цинк реагирует с галогенами, фосфором, серой, селеном.

    Zn + O2 = ZnO

    Zn + Br2 = (t) ZnBr2

    Zn + P = (t) Zn3P2

    Zn + S = (t) ZnS

    Для цинка не характерны реакции с водородом, бором, кремнием, азотом, углеродом. Нитрид цинка можно получить в ходе реакции цинка с аммиаком.

    Zn + NH3 = (t) Zn3N2 + H2↑

  • Реакции с кислотами
  • Zn + HCl = ZnCl2 + H2↑

    Zn + H2SO4(разб.) = ZnSO4 + H2↑

    Zn + H2SO4(конц.) = ZnSO4 + H2S↑ + H2O

  • Реакции с щелочами
  • Цинк способен проявлять амфотерные (двойственные) свойства: реагирует как с кислотами, так и с основаниями. При добавлении цинка в раствор щелочи выделяется водород.

    Zn + H2O + NaOH = Na2[Zn(OH)4] + H2↑ (тетрагидроксоцинкат натрия)

Соединения цинка II

Эти соединения обладают амфотерными свойствами. Оксид цинка II можно получить в ходе реакции горения цинка или при разложении нитрата цинка.

Zn + O2 = (t) ZnO

Zn(NO3)2 = (t) ZnO + NO2↑ + O2↑

Оксид цинка II проявляет амфотерные свойства, реагирует как с кислотами, так и с щелочами.

ZnO + HCl = ZnCl2 + H2O

ZnO + H2SO4 = ZnSO4 + H2O

ZnO + H2O + 2NaOH = Na2[Zn(OH)4] (тетрагидроксоцинкат натрия)

Комплексные соли образуются в растворе, при прокаливании они не образуются.

ZnO + 2NaOH = (t) H2O + Na2ZnO2 (цинкат натрия)

Оксид цинка II может быть восстановлен до чистого цинка различными восстановителями.

ZnO + C = (t) Zn + CO

ZnO + H2 = (t) Zn + H2O

ZnO + CO = (t) Zn + CO2

Гидроксид цинка II получается в ходе реакций между растворимыми солями цинка и щелочами.

ZnSO4 + NaOH = Na2SO4 + Zn(OH)2↓

Гидроксид цинка II обладает амфотерными свойствами, реагирует как с кислотами, так и с основаниями.

Zn(OH)2 + HCl = ZnCl2 + H2O

Zn(OH)2 + HNO3 = Zn(NO3)2 + H2O

Zn(OH)2 + NaOH = Na2[Zn(OH)4]

При прокаливании комплексные соли распадаются, вода испаряется.

Na2[Zn(OH)4] = (t) Na2ZnO2 + H2O

Zn(OH)2 + NaOH = (t) Na2ZnO2 + H2O

Серебро

Драгоценный металл, известный человеку с древнейших времен. Встречаемся в самородном виде. Будучи благородным металлом, серебро обладает низкой реакционной способностью.

Химические свойства

  • Реакции с неметаллами
  • Серебро не окисляется кислородом даже при высокой температуре. Галогены легко окисляют серебро до соответствующих галогенидов. При нагревании с серой получается сульфид серебра.

    Ag + Cl2 = AgCl

    Ag + S = (t) Ag2S

  • Реакции с кислотами
  • Серебро не растворяется в соляной и разбавленной серной кислотах, однако способно реагировать с концентрированными кислотами.

    Ag + HNO3(конц.) = AgNO3 + NO2↑ + H2O

    Потемнение серебряных изделий обусловлено реакцией серебра с сероводородом в присутствии кислорода.

    Ag + H2S + O2 = Ag2S + H2O

  • С солями
  • Ag + FeCl3 = AgCl + FeCl2

  • С органическими веществами
  • В дальнейшем, при изучении органической химии, вы не раз столкнетесь с соединением серебра – аммиачным раствором оксида серебра.

    Будет полезно, если вы уже сейчас познакомитесь с его формулой на примере реакции окисления уксусного альдегида до уксусной кислоты.

    CH3CHO + [Ag(NH3)2]OH = CH3COOH + Ag + NH3 + H2O

Источник: https://studarium.ru/article/179

Поделиться:
Нет комментариев

    Добавить комментарий

    Ваш e-mail не будет опубликован. Все поля обязательны для заполнения.