Марганец и его соединения. Марганец

Электронная конфигурация валентного слоя

Получение

Алюмотермия: 3MnO₂ + 4Al 2Al₂O₃ + 3Mn

Химические свойства

Металл средней активности. На воздухе покрывается тонкой плёнкой оксидов. Реагирует с неметаллами, например, с серой:

Mn + S MnS

Растворяется в кислотах:

Mn + 2HCl MnCl₂ + H₂

(При этом образуются соединения двухвалентного марганца).

Соединения Mn(II)

Оксид марганца (II) MnO получается восстановлением природного пиролюзита MnO2 водородом:

MnO₂ + H₂ MnO + H₂O

Гидроксид марганца (II) Mn(OH)₂ - светло-розовое нерастворимое в воде основание:

MnSO₄ + 2NaOH Mn(OH)₂ + Na₂SO₄

Mn²⁺ + 2OH^- Mn(OH)₂

Легко растворимо в кислотах:

Mn(OH)₂ + 2HCl MnCl₂ + 2H₂O

Mn(OH)₂ + 2H⁺ Mn²⁺ + 2H₂O

На воздухе Mn(OH)₂ быстро темнеет в результате окисления:

2Mn(OH)₂ + O₂ + 2H₂O 2[MnO₂· 2H₂O]

При действии сильных окислителей наблюдается переход Mn²⁺ в MnO₂^-:

2Mn(OH)₂ + 5Br₂ + 12NaOH 2NaMnO₄ + 10NaBr + 8H₂O (кат.CuSO₄)

2Mn(NO3)₂ + 5PbO₂ + 6HNO₃ 2HMnO₄ + 5Pb(NO3)₂ + 2H₂O

2Mn(NO₃)₂ + 5NaBiO₃ + 16HNO 2HMnO₄ + 5NaNO₂ + 5Bi(NO₃)₃ + 7H₂O

Оксид марганца (IV) MnO₂ - тёмно-коричневый порошок, нерастворимый в воде. Образуется при термическом разложении нитрата марганца (II):

Mn(NO₃)₂ MnO₂ + 2NO₂

При сильном нагревании теряет кислород, превращаясь в Mn₂O₃ (при 600⁰C) или Mn₃O₄ (при 1000⁰C).

Сильный окислитель:

MnO₂ + 4HCl MnCl₂ + Cl₂ + 2H₂O

При сплавлении с содой и селитрой образует манганат натрия тёмно - зелёного цвета:

MnO₂ + Na₂CO₃ + NaNO₃ Na₂MnO₄ + NaNO₂ + CO₂

Манганаты также могут быть получены при восстановлении перманганатов в щелочной среде:

Na₂SO₃ + 2KMnO₄ + 2KOH Na₂SO₄ + 2K₂Mn⁺⁶O₄ + H₂O

Гидролиз манганатов протекает по схеме:

3K₂MnO₄ + 2H₂O 2KMnO₄ + MnO₂ + 4KOH

3MnO₄^2- + 2H2O 2MnO₄^- + MnO₂ + 4OH^-

За способность обратимо менять окраску манганат калия называют "минеральным хамелеоном".

Оксид марганца (VII) Mn₂O₇ - тёмно-зелёная жидкость, кислотный оксид. Получают действием концентрированной серной кислоты на кристаллический KMnO₄ (марганцевая кислота HMnO₄ нестабильна):

2KMnO₄ + H₂SO₄ Mn₂O₇ + K₂SO₄ + H₂O

При растворении в щелочах образует перманганаты:

Mn₂O₇ + 2KOH 2KMnO₄ + H₂O

Перманганат калия KMn⁺⁷O₄ -тёмно-фиолетовое кристаллическое вещество, растворимое в воде. При нагревании разлагается с выделением кислорода:

2KMnO4 K₂MnO₄ + MnO₂ + O₂

Сильный окислитель, причём восстанавливается в кислой среде до Mn²⁺, в нейтральной – до Mn⁺⁴O₂, а в щелочной – до Mn⁺⁶O₄^2-.

Хром. Хром – постоянная ^{составная} часть растительных и животных организмов. Биологическая активность хрома объясняется способностью Cr⁺³ образовывать комплексные соединения. Например, ионы Cr⁺³ участвуют в стабилизации структуры нуклеиновых кислот.

Марганец. Это микроэлемент. Функция ионов Mn⁺² состоит в регуляции активности ферментов. Ионы Mn⁺² оказывают влияние на кроветворение, минеральный обмен, рост, размножение и т.д. Кроме того, ионы Mn⁺² стабилизируют структуру нуклеиновых кислот.

В медицине используется перманганат калия KMnO₄ .Этот антисептик применяется в водных растворах для промывания ран, полоскания горла и т.д.