Химия - Марганец - Химические свойства
28 февраля 2011Оглавление:
1. Марганец
2. История открытия
3. Получение
4. Химические свойства
5. Применение в промышленности
6. Определение методами химического анализа
7. Биологическая роль и содержание в живых организмах
Окисленная форма | Восстановленная форма | Среда | E, В |
---|---|---|---|
Mn | Mn | H | −1,186 |
Mn | Mn | H | +1,51 |
MnO2 | Mn | H | +0,95 |
MnO2 | Mn | H | +1,23 |
MnO2 | Mn2 | OH | −0,05 |
MnO4 | MnO2 | H | +2,26 |
MnO4 | MnO2 | OH | +0,62 |
MnO4 | MnO4 | OH | +0,56 |
MnO4 | H2MnO4 | H | +1,22 |
MnO4 | MnO2 | H | +1,69 |
MnO4 | MnO2 | OH | +0,60 |
MnO4 | Mn | H | +1,51 |
Характерные степени окисления марганца: +2, +3, +4, +6, +7.
При окислении на воздухе пассивируется. Порошкообразный марганец сгорает в кислороде. Марганец при нагревании разлагает воду, вытесняя водород Mn2 + H2↑), образующийся гидроксид марганца замедляет реакцию.
Марганец поглощает водород, с повышением температуры его растворимость в марганце увеличивается. При температуре выше 1200 °C взаимодействует с азотом, образуя различные по составу нитриды.
Углерод реагирует с расплавленным марганцем образуя карбиды Mn3C и другие. Образует также силициды, бориды, фосфиды.
C соляной и серной кислотами реагирует по уравнению:
- Mn + 2H → Mn + H2↑
С концентрированной серной кислотой реакция идёт по уравнению:
- Mn + 2H2SO4 → MnSO4 + SO2↑ + 2H2O
С разбавленой азотной кислотой реакция идёт по уравнению:
- 3Mn + 8HNO3 → 3Mn2 + 2NO↑ + 4H2O
В щелочном растворе марганец устойчив.
Марганец образует следующие оксиды: MnO, Mn2O3, MnO2, MnO3 и марганцевый ангидрид Mn2O7.
Mn2O7 в обычных условиях жидкое маслянистое вещество тёмно-зелёного, очень неустойчивое; в смеси с концентрированной серной кислотой воспламеняет органические вещества. При 90 °C Mn2O7 разлагается со взрывом. Наиболее устойчивы оксиды Mn2O3 и MnO2, а также комбинированный оксид Mn3O4.
При сплавлении оксида марганца со щелочами в присутствии кислорода образуются манганаты:
- 2MnO2 + 4KOH + O2 → 2K2MnO4 + 2H2O
Раствор манганата имеет тёмно-зелёный цвет. При подкислении протекает реакция:
- 3K2MnO4 + 3H2SO4 → 3K2SO4 + 2HMnO4 + MnO2↓ + H2O
Раствор окрашивается в малиновый цвет из-за появления аниона MnO4 и из него выпадает коричневый осадок гидроксида марганца.
Марганцевая кислота очень сильная, но неустойчивая, её невозможно сконцентрировать более, чем до 20 %. Сама кислота и её соли сильные окислители. Например, перманганат калия в зависимости от pH раствора окисляет различные вещества, восстанавливаясь до соединений марганца разной степени окисления. В кислой среде до соединений марганца, в нейтральной до соединений марганца, в сильно щелочной до соединений марганца.
При прокаливании перманганаты разлагаются с выделением кислорода. Реакция идёт по уравнению:
- 2KMnO4 → K2MnO4 + MnO2 + O2↑
Под действием сильных окислителей ион Mn переходит в ион MnO4:
- 2MnSO4 + 5PbO2 + 6HNO3 → 2HMnO4 + 2PbSO4 + 3Pb2 + 2H2O
Эта реакция используется для качественного определения Mn.
При подщелачивании растворов солей Mn из них выпадает осадок гидроксида марганца, быстро буреющий на воздухе в результате окисления. Подробное описание реакции см. в разделе «Определение методами химического анализа».
Соли MnCl3, Mn23 неустойчивы. Гидроксиды Mn2 и Mn3 имеют основной характер, MnO2 амфотерный. Хлорид марганца MnCl4 очень неустойчив, разлагается при нагревании, чем пользуются для получения хлора:
- MnO2 + 4HCl → MnCl2 + Cl2↑ + 2H2O.
Просмотров: 13736
|