Главная | Обратная связь

Сполуки з іншими елементами

Мn, Тс та Rе утворюють безпосередньо чи непрямим шляхом з Si, N, P, As, B, S багаточисельні сполуки, тверді речовини, як правило, нестехіометричного складу, практично не розчинні у воді.

Гідроксиди та їх похідні

Гідроксиди та іони солей, що їм відповідають, наведені в таблиці 9.

Таблиця 9

Ступінь окис- нення елемента	Елемент
Mn	Tc	Re
гідроксиди	іони	гідрок-сиди	іони	гідроксиди	іони
+2	Mn(OH)2	Mn2+	–	–	ReO∙H2O	Re2+
Ступінь окис-нення елемента	Елемент
Mn	Tc	Re
гідроксиди	іони	гідрок-сиди	іони	гідроксиди	іони
+3	Mn(OH)3	Mn3+	–	–	Re2O3∙nH2O	Re3+
+4	MnO2∙H2O	Mn4+, MnO32– (манганіт)	–	Tc4+	ReO2∙nH2O	Re4+, ReO32- (реніт)
+5	–	MnO43– (гіпоманганат)	–	–	–	ReO3‾ (гіпоренат)
+6	H2MnO4	MnO42– (манганат)	–	–	H2ReO4	ReO42‾ (ренат)
+7	HMnO4	MnO4– (перманганат)	HTcO4	TcO4‾(пертехнат)	HReO4	ReO4‾ (перренат)

Зі збільшенням ступеню окиснення елементів хімічний характер гідроксидів змінюється від типового основного до типового кислотного. При цьому елементи можуть входити до складу солей і як катіони, і як аніони відповідних кислот.

Гідроксиди, що відповідають ступеням окиснення елементів +2, +3, +4, є малорозчинними осадами, часто змінного складу, основного характеру, а гідроксиди, що відповідають ступеням окиснення елементів +6, +7, – типові кислоти, добре розчинні у воді.

Кислоти Н₂ЕО₄ нестійкі:

2H₂MnO₄ → 2MnO₂ + 2H₂O + O₂.

У водному розчині диспропорціонують:

3H₂MnO₄ → MnO₂ + 2HMnO₄ + 2H₂O.

Солі Н₂МnО₄ – манганати – одержують, сплавляючи МnО₂ з лугами в присутності кисню чи інших окисників:

2MnO₂ + 4KOH + O₂ → 2K₂MnO₄ + 2H₂O;

MnO₂ + 2KOH + KNO₃ → K₂MnO₄ + KNO₂ + H₂O;

3MnO₂ + 6KOH + KClO₃ → 3K₂MnO₄ + KCl + 3H₂O.

Манганати стійкі тільки в лужному середовищі. При нагріванні, під дією розбавлених кислот чи води вони розкладаються:

3K₂MnO₄ 2K₃MnO₄ + MnO₂ + O₂;

3K₂MnO₄ + 2H₂O 2KMnO₄ + MnO₂ + 4KOH;

3K₂MnO₄ + 4CH₃COOH → 2KMnO₄ + H₂MnO₃ + 4KCH₃COO + H₂O;

3K₂MnO₄ + 4HNO₃ → 2KMnO₄ + MnO₂ + 4KNO₃ + 2H₂O;

12K₂MnO₄ + 8CO₂ 8KMnO₄ + 8K₂CO₃ + 2Mn₂O₃ + O₂.

Кислоти НЕО₄ - більш стійкі, але у вільному стані виділена тільки технецієва кислота НТсО₄. НЕО₄ – сильні кислоти.

Перманганати – стійкі сполуки, при нагріванні розкладаються:

2KMnO₄ K₂MnO₄ + MnO₂ + 3O₂

4KMnO₄ 2K₂MnO₃ + 2MnO₂ + 3O₂.

У водних, розчинах є сильними окисниками, продукти відновлення яких визначаються реакцією середовища:

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

2KMnO₄ + 3Na₂SO₃ + H₂O → 2MnO₂ + 3Na₂SO₄ + 2KOH

2KMnO₄ + Na₂SO₃ + 2NaOH → K₂MnO₄ + Na₂MnO₄ + Na₂SO₄ + H₂O.

сильно кисле середовище Мn²⁺

безбарвний

слабкокисле, нейтральне, MnO₂

MnO₄^¯ + відновник слабколужне середовище бурий

фіолетовий

MnO₄^2‾

сильно лужне середовище зелений

 

Солі Мn²⁺ у кислому та нейтральному середовищі стійкі проти дії таких окисників як Cl₂, Br₂, O₂, але окиснюються сильнішими окисниками:

MnSO₄ + O₃ + H₂O → MnO₂ + H₂SO₄ + O₂;

2MnSO₄ + 5PbO₂ + 6HNO₃ → 2HMnO₄ + 3Pb(NO₃)₂ + 2PbSO₄ + 2H₂O;

3MnSO₄ + 2KMnO₄ + 2H₂O → 5MnO₂ + K₂SO₄ + 2H₂SO₄.

Для Мn²⁺ комплексоутворення менш характерне, ніж для іонів інших d-елементів, що пояснюється електронною будовою d⁵ іона Мn²⁺ .

У водних розчинах утворюється аквакомплекс [Mn(H₂O)₆]²⁺. Відомі нестійкі ціанідні [Mn(CN)₆]^4‾ та галогенідні комплекси [MnГ₆]^4‾.

Існує стійкий димер пентакарбонілу мангану Mn₂(CO)₁₀, який реагує з лугами, утворюючи солі аніону [Mn(CO)₅]^–:

_{0 –1}

13Mn₂(CO)₁₀ + 40NaOH → 2MnCO₃ + 8Na₂CO₃ + 24Na[Mn(CO)₅] + 20H₂O.

Лабораторна робота

Дослід 1. Одержання гідроксиду мангану (ІІ) та окиснення його

киснем повітря

Внести у пробірку 3 - 4 краплини розчину солі мангану (ІІ) та 2 – 3 краплини розчину лугу. Якого кольору осад гідроксиду мангану (ІІ) ?

Розмішати осад скляною паличкою. Внаслідок чого спостерігається побуріння осаду ? Написати рівняння відповідних реакцій.

Дослід 2. Окисні та відновні властивості оксиду мангану (IV)

а) Окисна властивість.

У пробірку внести 1 мікрошпатель оксиду мангану (IV) та додати 2 - 3 краплини концетрованої соляної кислоти. Спостерігати виділення газоподібної речовини. Який газ виділяється? Якщо реакція проходить недостатньо швидко, то слід підігріти пробірку на полум’ї.

Написати відповідне рівняння окисно-відновної реакції.

б) Відновна властивість.

У пробірку внести 1 мікрошпатель оксиду мангану (IV) та додати 2 – 3 краплини концентрованого розчину гідроксиду калію, а також внести 1 мікрошпатель кристалічного нітрату калію. Суміш нагріти. Який колір одержаного розчину?

Написати відповідне рівняння окисно-відновної реакції.

Дослід 3. Розклад перманганату калію при нагріванні.

У пробірку внести 3 - 4 кристалика перманганату калію та нагріти на невеликому полум’ї до повного його розкладу на диоксид мангану, манганат калію та кисень. Після охолодження пробірки до сухого залишку додати 5 - 6 краплин води. Який колір набуває одержаний розчин? Яка сполука знаходиться в осаді? Написати рівняння реакцій.

Дослід 4. Відновлення перманганату калію сульфітом натрію в різних

середовищах

У три пробірки внести по 3 - 5 краплин розчину перманганату калію. Додати в першу пробірку 2 - 3 краплини розчину сірчаної кислоти, а потім 3 - 4 краплини розчину сульфіту натрію; у другу пробірку - 3 - 4 краплини розчину сульфіту натрію; в третю - 3 - 4 краплини розчину гідроксиду натрію, а потім 3 - 4 краплини розчину сульфіту натрію.

Написати рівняння окисно-відновних реакцій.

 

Вправи

1. Які кислотно-основні та окисно-відновні властивості мають оксиди мангану MnO, Mn₃O₄, MnO₂, Mn₂O₇? Як можна отримати ці сполуки? Навести рівняння реакцій, що ілюструють відповідь.

2. Закінчити рівняння реакцій:

Mn(CN)₂ + KCN →

MnSO₄ + KMnO₄ + КОH →

MnO₂ + KClO₃ + KOH →

3. Яку сполуку мангану широко використовують у медицині та лабораторіях? Завдяки яким властивостям? Як поводить себе ця сполука, реагуючи з Na₂SO₃ у середовищах з різним значенням рН? Написати рівняння відповідних реакцій.

4. Яка найважливіша природна сполука мангану? Як вилучити манган з руд? Коротко охарактеризувати хімічні властивості мангану. Навести по одній формулі сполук для всіх ступенів окиснення, що проявляє манган.

5. Закінчити рівняння реакцій та вказати окисник та відновник:

KMnO₄ + K₂SO₃ + KOH →

KMnO₄ + K₂SO₃ + H₂O →

K₂MnO₄ + Cl₂ →

6. Скласти рівняння реакцій, що відбуваються під час перетворень:

Mn → MnCl₂ → Mn(OH)₄ → MnO₂ → KMnO₄

7. Яка сполука мангану називається манганатом? Написати рівняння реакцій утворення манганату калію:

MnO₂ + O₂ + KOH →

MnO₂ + KNO₃ + KOH →

MnO₂ + KClO₃ + KOH →

8. Як змінюються кислотно-основні властивості оксидів мангану при переході від MnO до Mn₂O₇? Чим це можна пояснити?

9. Які властивості мангану у ступені окиснення +7 використовують з медичною та лабораторною метою? Як поводить себе окисник перманганат калію у середовищах з різними значеннями рН? Навести приклади.