Соединения марганца
Марганец — это химический элемент с атомным номером 25. Он находится в побочной подгруппе VII группы периодической системы химических элементов Д. И. Менделеева. Марганец является твёрдым, хрупким металлом серебристо-белого цвета. В природе он встречается в виде соединений, которые могут быть использованы для получения чистого металла.
Оксиды и гидроксиды марганца
Оксид марганца (II) MnO — это порошок зелёного цвета, который не растворяется в воде. Оксид марганца (IV) MnO₂ — это чёрные кристаллы, которые также нерастворимы в воде. Оба оксида проявляют основные свойства. При взаимодействии с кислотами они образуют соли марганца (II):
MnO + 2HCl = MnCl₂ + H₂O
Гидроксид марганца Mn(OH)₂ образуется при действии щёлочи на соли марганца (II). Это вещество белого цвета, которое на воздухе быстро темнеет, окисляясь до бурого гидроксида марганца (IV):
2Mn(OH)₂ + O₂ = 2MnO(OH)₂
При взаимодействии с кислотными оксидами и кислотами гидроксид марганца проявляет основные свойства:
Mn(OH)₂ + CO₂ = MnCO₃↓ + H₂O
Mn(OH)₂ + 2HNO₃ = Mn(NO₃)₂ + 2H₂O
Соли марганца
Соли, образованные марганцем в степени окисления +2, обычно имеют бледно-розовую окраску раствора. По химическим свойствам эти соли похожи на соответствующие соли магния. Соли марганца (II), как правило, хорошо растворимы в воде, кроме сульфата марганца, который выпадает в осадок при добавлении щёлочи к раствору соли.
Соли марганца в степени окисления +4 проявляют окислительные свойства. Например, перманганат калия KMnO₄ используется в качестве окислителя в химических реакциях. Перманганаты являются сильными окислителями, поэтому их применяют в медицине как антисептические средства.
В зависимости от среды перманганаты восстанавливаются по-разному:
Например, при восстановлении перманганата калия сульфитом натрия в кислой среде образуется сульфат марганца:
2KMnO₄ + 5Na₂SO₃ + 3H₂SO₄ = 2MnSO₄ + K₂SO₄ + 5Na₂SO₄ + 3H₂O.
Применение соединений марганца
Соединения марганца широко используются в различных областях промышленности. Они применяются в металлургии для производства стали, в сельском хозяйстве в качестве микроудобрений и в химической промышленности для синтеза органических веществ.
Перманганат калия используется в быту и медицине как дезинфицирующее средство. Его раствор применяется для обработки ран, полоскания горла и промывания желудка. Также перманганат калия используют в фотографии, кожевенном производстве и органическом синтезе.
Диоксид марганца используется в производстве сухих батарей и аккумуляторов. Сульфат марганца применяется в текстильной промышленности для окрашивания тканей. Хлорид марганца находит применение в производстве стекла и керамики.
Таким образом, соединения марганца играют важную роль в жизни человека. Они используются в различных отраслях промышленности и повседневной жизни.
Вопросы для закрепления материала
Примеры заданий
Напишите уравнения реакций, с помощью которых можно осуществить следующие превращения:Mn → MnO → MnSO₄ → Mn(OH)₂ → MnO(OH)₂.
Закончите уравнение реакции:KMnO₄ + Na₂S + H₂SO₄ → … .
Составьте уравнение реакции взаимодействия хлорида марганца с алюминием.
Решение
Уравнения реакций:2Mn + O₂ → 2MnO;MnO + H₂SO₄ → MnSO₄ + H₂O;MnSO₄ + 2KOH → Mn(OH)₂↓ + K₂SO₄;2Mn(OH)₂ + O₂ → 2MnO(OH)₂.
Уравнение реакции:2KMnO₄ + 5Na₂S + 8H₂SO₄ → 5S↓ + 2MnSO₄ + K₂SO₄ + 5Na₂SO₄ + 8H₂O.
Уравнение реакции:3MnCl₂ + 2Al → 2AlCl₃ + 3Mn.