Студопедия Главная Случайная страница Обратная связь

Разделы: Автомобили Астрономия Биология География Дом и сад Другие языки Другое Информатика История Культура Литература Логика Математика Медицина Металлургия Механика Образование Охрана труда Педагогика Политика Право Психология Религия Риторика Социология Спорт Строительство Технология Туризм Физика Философия Финансы Химия Черчение Экология Экономика Электроника

Свойства простых веществ





Серебристо – белые, твердые, стойкие на воздухе, тугоплавкие металлы; в подгруппе сверху вниз устойчивость высшей степени окисления увеличивается. Самая устойчивая степень окисления для Mn + 4. Вследствие довольно высокой активности Mn легко окисляется при нагревании, особенно в порошкообразном состоянии, кислородом, галогенами, серой. Компактный металл на воздухе устойчив, так как покрывается оксидной пленкой, которая препятствует дальнейшему окислению металла. Еще более устойчивая пленка образуется при действии на металл холодной азотной кислоты Mn растворяется в разбавленных соляной и серной кислотах.

 
Степень окисления +2

Данная степень окисления характерна только для марганца. Он образует основной оксид переменного состава – MnO - MnO1,5, гидроксид - Mn(OH)2 . Оксид Mn (II) образуется при прокаливании карбоната марганца в атмосфере азота или водорода:

MnСО3 = MnO +СО2.

Так как гидроксид марганца нерастворим в воде, его получают косвенным путем:

Mn2++ 2OH¯= Mn(OH)2

Он легко растворяется в кислотах, со щелочами реагирует только при сильном и длительном нагревании:

Mn(OH)2+ 2H+ = Mn2+ + 2H2O

Mn(OH)2 + 4OH ¯(конц.) = [Mn (ОН)6] 4 –

Гидроксид в степени окисления +2 неустойчив и окисляется на воздухе, значительно легче идет окисление галогенами:

Mn(ОН)2 + Br2 + 2NaOH→ MnO2 + 2 NaBr +2H2O

1 │ Mn(ОН)2 – 2ē + 2ОН ¯ → MnO2 + 2H2O

1 Br2 +2е → 2Br¯

Mn(ОН)2 + 2ОН ¯+ Br2 → MnО2 + 2H2O+2Br¯.

 

В зависимости от силы окислителя и рН среды ион Mn2+ может окисляться до степеней окисления +4, +6 и +7:

3MnSO4 + 2KMnO4 +3H2O = 5MnO2↓ + K2SO4 + 3H2SO4

3 │ Mn2+ – 2ē + 2H2O → MnO2 + 4H+

2 MnO4¯ +3ē + 2H2O→ MnO2 + 4ОН ¯

3 Mn2+ + 6H2O + 2MnO4¯ +4H2O → 3MnO2 +12H+ + 2MnO2 +8ОН ¯

3MnSO4 + 2KС1O3 + 12KOH сплав 3 K2MnO4 +3K2SO4 + 2KCI + 6H2O

3 Mn2+ – 4ē + 8ОН ¯→ MnO42- + 4H2O

2 С1О3 ¯ + 6е + 3H2O → С1 ¯ + 6 ОН ¯

3 Mn2+ + 24ОН ¯ + 2С1О3 ¯ + 6H2O →3MnO42- +4H2O+ 2С1¯+12ОН¯

2Mn(NO3)2 + 5NaBiO3 + 16HNO3 2HMnO4+ 5Bi(NO3)3+ 5NaNO3 + 7H2O

2 Mn2+ – 5ē + 4H2O → MnO4- + 8H+

5 BiO3 - + 2е + 6H+ Bi 3+ + 3H2O

2Mn2+ + 8 H2O + 5 BiO3 - + 30 H+ → MnO4- + 16H+ + 5 Bi3+ +15H2O

Последняя реакция используется в аналитической химии как качественная реакция на соединения марганца.

Из комплексных соединений Mn2+ устойчивы только цианиды, осталь-ные манганаты (11) в разбавленных водных растворах распадаются.

Для технеция и рения степень окисления +2 нехарактерна.

Степень окисления +4:

Наиболее устойчивым соединением марганца в степени окисления +4 является MnO2 черно-бурое твердое вещество, обычно переменного состава, оно широко распространено в земной коре. Кристаллы MnО2 построены по типу кристаллов рутила. При обычных температурах MnО2 в воде не растворяется и довольно инертен - без нагревания устойчив к действию большинства кислот. По химической природе оксид марганца (11) – амфотерен. При сплавлении со щелочами или основными оксидами образуются оксоманганаты (1У):

MnО2 + СаО = Са MnО4.

Соединения Mn(1У) сильные окислители:

MnO2 + 4HCl = MnCl2 + Cl2↑ + 2H2O

1 MnО2 + 2е +4H+→ Mn2+ + 2H2O

1 С1 ¯ - 2е → С12

MnО2 + 4H++ С1 ¯ → Mn2+ + 2H2O + С12

При этом аквакомплексы не образуются. При взаимодействии с горячей серной или азотной кислотой диоксид марганца разлагается с выделение кислорода. В качестве дешевого окислителя диоксид марганца широко используется в технике и лабораторной практике.

При взаимодействии MnО2 с наиболее сильными окислителями проявляет восстановительные свойства, образуются производные марганца (У1) и (У11), например

tº

3MnO2 + КС1О3+6KOH сплав 3K2MnO4 + КС1 + 3H2O

3 MnО2– 2ē + 4ОН ¯→ MnO42- + 2H2O

1 С1О3 ¯ + 6е + 3H2O → С1 ¯ + 6 ОН ¯

3MnO2 +12ОН ¯+С1О3 +3H2O→ 3 MnO42- + 6H2O +С1 ¯+6ОН ¯

 

2MnО2 + 3PbO2 + 6HNO3 → 2НMnO4 +3Pb(NO3)2 + 2H2O

2 MnО2 - 3е + 2H2O → MnО4- + 4H+

3 PbO2 + 2е + 4H+ → Pb2+ + 2H2O

2 MnО2 + 4 H2O + 3PbO2 + 12 H+ → MnO4- +8H+ + 3Pb2+ + 6 H2O

Для рения и технеция известны соединения типа ЭО2,ЭНа14, М2ЭО3. Производные Тс(1У) относительно устойчивее однотипных соединений марганца и рения.

Степень окисления +6:

Соединения, в которых степень окисления марганца и его аналогов равна +6, немногочисленны. Из них более устойчивы соединения рения и технеция, для которых известны оксиды, фториды, хлориды и ряд оксогало-генидов.

Соли в водном растворе устойчивы только при избытке щелочи, в нейт-ральной среде они быстро диспропорционируют:

3 K2MnO4 + 2H2O = 2KMnO4 + MnO2 ↓ + 4KOH

2 MnO42- – ē → MnO4¯

1 MnO42- + 2е + 2H2O → MnО2+ 4ОН ¯

2MnO42- + MnO42- + 2H2O → MnO4¯ + MnО2+ 4ОН ¯

В свободном виде выделены манганаты калия и натрия - твердые вещества зеленого цвета. Еще менее устойчивы кислоты Н2ЭO4 , они разлагаются уже при получении

2 H2ЭO4 → 2HЭO4 + ЭO2 + 2H2O

 

Для манганатов наиболее характерны окислительные свойства, в нейтральной и слабощелочной среде они восстанавливаются до MnO2, в кислой – до Mn2+, однако в присутствии более сильного окислителя проявляют восстановительные свойства:

2K2MnO4 + Cl2 → 2KMnO4 + 2KCl.

 
Производные технеция и рения легко окисляются даже кислородом воздуха:

4 К2ЭO4 + О2 + 2 Н2О→ 4КЭO4 + 4КОН.

Степень окисления + 7:

 
Устойчивость соединений в ряду Mn (VII), Тс (VII) и Re (VII) повыша-ется. Так, для Mn (VII) известны только оксид и оксофторид, тогда как для Re(VII) получена вся гамма соединений ряда ReF7 – ReOF5 – ReO2F3 – ReO3F – Re2O7 . Оксид Mn (VII) можно получить по реакции:

2KMnO4 (тверд.) + Н2 SO4 → Mn2O7 + К2 SO4 + Н2О.

Оксидам Э(VII) соответствуют кислоты НЭO4, которые существуют в растворе. Сила кислот в растворах и их окислительная способность уменьшаются от марганцовой к реневой кислоте. Кислотам отвечают соли КЭO4, большинство из которых растворимы в воде. Термическая устойчивость солей в ряду KMnO4, К ТсО4 , КReO4 возрастает. KMnO4 легко разлагается при нагревании:

2KMnO4 → K2MnO4 + MnO22.

Перманганат калия является наиболее сильным окислителем в кислой среде. В зависимости от реакции среды получаются различные продукты восстановления перманганат иона:

5Na2SO3 + 2KMnO4 + 3H2SO4 → 2MnSO4 + 5Na2SO4 + 3H2O

2 MnO4¯+5e + 8Н+ → Mn2+ +4H2O

5 SO32- – 2ē + Н2О → SO4 2- + 2Н+

2 MnO4¯+16Н+ +5 SO32- + 5Н2О → Mn2+ +8H2O + SO4 2- + 10Н+

 

3Na2SO3 + 2KMnO4 + H2O = 2MnO2↓ + 3Na2SO4 + 2KOH

2 MnO4¯+3e + 2H2O → Mn2+ +4ОН¯

3 SO32- – 2ē + Н2О → SO4 2- + 2Н+

2 MnO4¯+4H2O+ 3SO32- + 3Н2О → MnО2 + 8ОН¯+ 3SO4 2- + 6Н+

 

Na2SO3 + 2KMnO4 + 2КOН → 2K2MnO4+ Na2SO4 + H2O

2 MnO4¯+e → MnO4 2-

1 SO32- – 2ē + 2ОН ¯ → SO4 2- + H2O

2 MnO4¯+ SO32- + 2ОН¯ → 2MnO4¯ + SO4 2- + H2O

Соединения рения (У11) можно перевести в более низкие степени окисления только под действием очень сильных восстановителей.







Дата добавления: 2015-09-04; просмотров: 581. Нарушение авторских прав; Мы поможем в написании вашей работы!




Аальтернативная стоимость. Кривая производственных возможностей В экономике Буридании есть 100 ед. труда с производительностью 4 м ткани или 2 кг мяса...


Вычисление основной дактилоскопической формулы Вычислением основной дактоформулы обычно занимается следователь. Для этого все десять пальцев разбиваются на пять пар...


Расчетные и графические задания Равновесный объем - это объем, определяемый равенством спроса и предложения...


Кардиналистский и ординалистский подходы Кардиналистский (количественный подход) к анализу полезности основан на представлении о возможности измерения различных благ в условных единицах полезности...

Понятие и структура педагогической техники Педагогическая техника представляет собой важнейший инструмент педагогической технологии, поскольку обеспечивает учителю и воспитателю возможность добиться гармонии между содержанием профессиональной деятельности и ее внешним проявлением...

Репродуктивное здоровье, как составляющая часть здоровья человека и общества   Репродуктивное здоровье – это состояние полного физического, умственного и социального благополучия при отсутствии заболеваний репродуктивной системы на всех этапах жизни человека...

Случайной величины Плотностью распределения вероятностей непрерывной случайной величины Х называют функцию f(x) – первую производную от функции распределения F(x): Понятие плотность распределения вероятностей случайной величины Х для дискретной величины неприменима...

Толкование Конституции Российской Федерации: виды, способы, юридическое значение Толкование права – это специальный вид юридической деятельности по раскрытию смыслового содержания правовых норм, необходимый в процессе как законотворчества, так и реализации права...

Значення творчості Г.Сковороди для розвитку української культури Важливий внесок в історію всієї духовної культури українського народу та її барокової літературно-філософської традиції зробив, зокрема, Григорій Савич Сковорода (1722—1794 pp...

Постинъекционные осложнения, оказать необходимую помощь пациенту I.ОСЛОЖНЕНИЕ: Инфильтрат (уплотнение). II.ПРИЗНАКИ ОСЛОЖНЕНИЯ: Уплотнение...

Studopedia.info - Студопедия - 2014-2025 год . (0.012 сек.) русская версия | украинская версия