Марганец

Относится к d-металлам 4-го периода VIБ группы периодической системы. Атом марганца имеет следующую электронную формулу: 1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d⁵4s². Марганец, подобно другим d-металлам, проявляет в соединениях различные степени окисления, наиболее устойчивы из них +2, +4, +7.

В соответствии с характерными степенями окисления марганец образует три вида оксидов и гидроксидов:

Степени окисления +2 +4 +7

Оксиды MnO MnO₂ Mn₂O₇

Гидроксиды Mn(OH)₂ MnO(OH)₂=H₂MnO₃ HMnO₄

Характер соединения основной амфотерный кислотный

Изменение кислотно-основных свойств кислородных соединений в зависимости от степени окисления марганца можно проследить с помощь. Следующих реакций:

Основные свойства кислотные свойства

MnO + 2HCl = MnCl₂ + H₂O MnO₂ + 2NaOH = Na₂MnO₃ + H₂O

MnO₂ + 4HF = MnF₄ + 2H₂O Mn₂O₇ + 2NaOH = 2NaMnO₄ + H₂O

Окислительно-восстановительные свойства соединений марганца также зависят от степени его окисления:

Степени окисления 0 +2 +4 +7

Соединения Mn MnO, MnSO₄ MnO₂ Mn₂O_7,KMnO₄

Свойства только восстановители окислители только

Восст-ль (ОВ двойственность) окислители

Металлический марганец является восстановителем средней активности, однако более сильным, чем железо и хром. Основная защитная пленка на поверхности Ме защищает его от воздействия атмосферы. В кислотах эта пленка растворяется и марганец реагирует с кислотами аналогично другим d-металлам средней активности, окисляясь до соединений Mn⁺². Со щелочами марганец не взаимодействует.

Соединения марганца с промежуточными степенями окисления (+2, +4) проявляют окислительно-восстановительную двойственность:

Восстановительные свойства (Mn⁺², Mn⁺⁴) окислительные свойства (Mn⁺², Mn⁺⁴)

2MnO + O₂ = 2MnO₂ MnO + CO = Mn + CO₂

2MnO₂ + 3PbO₂ + 6HNO₃=2HMnO₄+3Pb(NO₃)₂+2H₂O MnO₂ + 4HCl = MnCl₂ + Cl₂ + 2H₂O

Соединения, содержащие марганец в высшей степени окисления +7, проявляют только окислительные свойства. Наиболее сильно окислительные свойства KMnO₄ проявляются в кислой среде, при этом Mn⁺⁷ восстанавливается до иона Mn⁺²:

2KMnO₄ + 10FeSO₄ + 8H₂SO₄ = 2MnSO₄ + 5Fe₂(SO₄)₃ + K₂SO₄ + 8H₂O

В нейтральной среде перманганат калия – более слабый окислитель, чем в кислой, при этом степень окисления марганца изменяется от +7 до +4:

2KMnO₄ + 3KNO₂ + H₂O = 2MnO₂ + 3KNO₃ + 2KOH

В щелочной среде окислительные свойства KMnO₄ выражены слабее, чем в нейтральной, что подтверждается изменением степени окисления марганца всего на единицу – от +7 до +6:

2KMnO₄ + NaNO₂ + 2KOH = 2K₂MnO₄ + NaNO₃ + H₂O

Высокая окислительная способность Mn⁺⁷ проявляется в реакции получения кислорода при прокаливании соли KMnO₄:

2KMnO₄ = K₂MnO₄ + MnO₂ + O₂

В этой внутримолекулярной окислительно-восстановительной реакции окислитель Mn⁺⁷ настолько сильный, что отнимает электроны у очень слабого восстановителя О².

Разбавленные растворы перманганата калия применяются в медицине для полоскания горла, промывания ран и ожогов, приема внутрь при некоторых отравлениях. При этом перманганат калия оказывает бактерицидное и дезинфицирующее действие вследствие высоких окислительных свойств.