KMnO4 + восстановители | ||
в кислой среде Mn+2 | в нейтральной среде Mn+4 | в щелочной среде Mn+6 |
(соль той кислоты, которая участвует в реакции) MnSO4, MnCl2 | MnO2 | Манганат (K2MnO4 или KNaMnO4, Na2MnO4) - |
Окислительно-восстановительные свойства соединений марганца в различных средах
Марганец – элемент 4 периода VII группы подгруппы В. Электронная формула атома марганца:
1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 3d5 4s2
валентные электроны
В соединениях марганец способен проявлять степени окисления от +2 до +7. Наиболее устойчивыми являются соединения, в которых степень окисления марганца равна +2, +4, +7.
Соединения марганца (II)
MnO - оксид марганца (II), Mn(OH)2 – гидроксид марганца (II).
MnO – кристаллы зеленовато – серого цвета.
Эти соединения проявляют окислительно – восстановительную двойственность, но у них восстановительные свойства преобладают.
Восстановительные свойства:
На воздухе гидроксид марганца (II) быстро темнеет, окисляясь в гидроксид марганца (IV):
2 Mn+2(OH)2 + O20 + 2 H2O = 2 Mn+4(O-2H)4
белый бурый
2 Mn+2 - 2е → Mn+4 - окисление
восстановитель
1 O20 + 4е → 2O-2 - восстановление
окислитель
Под действием более сильных окислителей соли марганца (II) превращаются в соединения марганца (VII):
2Mn+2SO4 + 5Pb+4O2 + 6HNO3 = 2HMn+7O4 + 2PbSO4 + 3Pb+2(NO3)2 + H2O
2 Mn+2 - 5е → Mn+7 - окисление
восстановитель
5 Pb+4 + 2e → Pb+2 - восстановление
окислитель
В сильнощелочной среде соли марганца (II) превращаются в соединения марганца (VI):
Mn+2SO4 + 2KN+5O3 + 4KOH = K2Mn+6O4 + 2 KN+3O2 + K2SO4 + 2H2O
1 Mn+2 - 4e → Mn+6 - окисление
восстановитель
2 N+5 + 2е → N+3 - восстановление
окислитель
Окислительные свойства:
С сильными восстановителями соединения марганца (II) проявляют окислительные свойства:
Mn+2Cl2 + Mg0 = Mn0 + Mg+2Cl2
1 Mn+2 + 2e → Mn0 - восстановление
окислитель
1 Mg0 - 2е → Mg+2 - окисление
восстановитель
Соединения марганца (IV)
MnO2 -диоксид марганца (IV), Mn(OH)4 - гидроксид марганца (IV).
MnO2 – твердое вещество серо - черного цвета, в природе минерал пиролюзит.
Амфотерные соединения, обладают окислительно – восстановительной двойственностью.
Восстановительные свойства:
При взаимодействии соединений марганца (IV) с сильными окислителями образуются производные Mn(VI) и Mn(VII).
Например, в щелочной среде образуются манганат ионы MnO4 2-:
3Mn+4O2 + KCl+5O3 + 6 KOH = 3K2Mn+6O4 + KCl-1 + 3H2O
3 Mn+4 - 2e → Mn+6 - окисление
восстановитель
1 Cl+5 + 6e → Cl-1 - восстановление
окислитель
В кислой среде – продуктами окисления являются перманганат ионы MnO4-:
2Mn+4O2 + 3Pb+4O2 + 6HNO3 = 2HMn+7O4 + 3Pb+2(NO3)2 + 2H2O
2 Mn+4 - 3e → Mn+7 - окисление
восстановитель
3 Pb+4 + 2e → Pb+2 - восстановление
окислитель
Исключение:
4Mn+4O2 + 3Cl20+ 8KOH → 2KMn+7O4 + 6KCl-+ 4H2O
2 Mn+4 - 3e → Mn+7 - окисление
восстановитель
3 Cl20 +2e → 2Cl - - восстановление
oкислитель
Окислительные свойства:
При растворении MnO2 в концентрированной соляной кислоте образуется хлорид марганца (II) и выделяется хлор:
Mn+4O2 + 4HCl-(конц) = Mn+2Cl2 + Cl20↑ + 2H2O
 |
1 Mn+4 +2e → Mn+2 - восстановление
окислитель
1 2Cl - -2e → Cl20 - окисление
восстановитель
При нагревании в концентрированной серной кислоте MnO2 образует сульфат марганца (II) c выделением кислорода:
2Mn+4O2 -2 + 2H2SO4(конц) = 2Mn+2SO4 + O20↑ + 2H2O
 |
2 Mn+4 +2e → Mn+2 - восстановление
окислитель
1 2O-2 - 4e → O20 - окисление
Восстановитель
В кислой среде MnO2 проявляет сильные окислительные свойства:
2Mn+4O2 + 2Fe+2SO4 + 2H2SO4 = Mn+2SO4 + Fe2+3(SO4)3 + 2H2O
1 Mn+4 +2e → Mn+2 - восстановление
окислитель
1 2Fe+2 - 2e → 2Fe+3 - окисление
восстановитель
Соединения марганца (VII)
Mn2O7 - неустойчивое соединение, зеленовато – черная маслянистая жидкость, при слабом нагревании оно разлагается со взрывом на оксид марганца(IV) и кислород:
t
2Mn2+7O7-2 = 4Mn+4O2 + 3O20↑
4 Mn+7 + 3e → Mn+4 - восстановление
окислитель
3 2O-2 - 4e → O20 - окисление
восстановитель
Mn2O7 – cильнейший окислитель, он поджигает любые горючие вещества, при контакте с ним они воспламеняются:
2Mn2+7O7 + C2-2H5OH = 4Mn+4O2 + 2C+4O2 + 3H2O
2 Mn2+7 + 3e → Mn+4 - восстановление
окислитель
1 C2-2 - 6e → C+4 - окисление
восстановитель
Mn2O7 - кислотный оксид, который взаимодействует с основаниями, основными оксидами, водой соответственно с образованием солей и марганцoвой кислоты:
Mn2O7 + 2KOH = 2KMnO4 + H2O
Mn2O7 + H2O = 2HMnO4
KMnO4 - наиболее важная соль марганцовой кислоты, представляет собой темно – фиолетовые кристаллы. KMnO4 является очень сильным окислителем, причем в зависимости от рН среды образуются разные продукты восстановления KMnO4.
Степень восстановления перманганат – ионов в различных средах можно представить схематично:
H+ кислая среда Mn+2 бесцветный раствор
КMn+7O4 Н2О нейтральная среда Mn+4O2 бурый осадок
ОН- щелочная среда Mn+6O42- раствор зеленого цвета
Например:
В кислой среде:
2KMn+7O4 + 16HCl-(конц) = 2Mn+2Cl2 + 2KCl + 5Cl20 + 8H2O
бесцветный раствор
2 Mn+7 + 5e → Mn+2 - восстановление
окислитель
5 2Cl - -2e → Cl20 - окисление
восстановитель
В нейтральной среде:
2KMn+7O4 + Н2О + 3К2S+4O3 = 2Mn+4O2↓ + 3K2S+6O4 + 2KOH
бурый осадок
2 Mn+7 + 3e → Mn+4 - восстановление
окислитель
3 S+4 - 2e → S+6 - окисление
восстановитель
В щелочной среде:
2KMn+7O4 + 3К2S+4O3 + KOH = K2Mn+6O4 + K2S+6O4 + H2O
зеленый раствор
2 Mn+7 + e → Mn+6 - восстановление
окислитель
1 S+4 - 2e → S+6 - окисление
восстановитель
ДИХРОМАТ И ХРОМАТ КАК ОКИСЛИТЕЛИ.
K2C2O7 (кислая и нейтральная среда), K2CrO4 (щелочная среда) + восстановители всегда получается Cr+3 | ||
кислая среда | нейтральная среда | щелочная среда |
Соли тех кислот, которые участвуют в реакции: CrCl3, Cr2(SO4)3 | Cr(OH)3 | K3[Cr(OH)6] в растворе, K3CrO3 или KCrO2 в рас-плаве |
ПОВЫШЕНИЕ СТЕПЕНЕЙ ОКИСЛЕНИЯ ХРОМА И МАРГАНЦА
Cr+3 + очень сильные окислители Cr+6 (всегда независимо от среды!) | ||
Cr2O3, Cr(OH)3, со-ли, гидроксоком-плексы | + очень сильные окислители: а)KNO3, кислородсодержащие соли хлора (в щелочном рас-плаве) б) Cl2, Br2, H2O2 (в щелочном растворе) | Щелочная среда: образуется ХРОМАТ K2CrO4 |
Cr(OH)3, соли | + очень сильные окислители в кислой среде (HNO3 или CH3COOH): PbO2, KBiO3 | Кислая среда: образуется ДИХРОМАТ K2Cr2O7 или ДИХРОМОВАЯ КИСЛО-ТА H2Cr2O7 |
Mn+2,+4 – оксид, гид-роксид, соли | + очень сильные окислители: KNO3, кислородсодержащие соли хлора (в расплаве) | Щелочная среда: Mn+6 K2MnO4 – манганат |
Mn+2 – соли | + очень сильные окислители в кислой среде (HNO3 или CH3COOH): PbO2, KBiO3 | Кислая среда: Mn+7 KMnO4- перманганат HMnO4 - марганцевая ки-слота |
Окислительно – восстановительные свойства соединений хрома в различных средах
|
Из за большого объема этот материал размещен на нескольких страницах:
1 2 3 4 5 6 |
