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:

• в кислой среде с образованием солей марганца (II);
• в нейтральной среде с образованием оксида марганца (IV);
• в щелочной среде с образованием манганатов.

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

1. Какие степени окисления может проявлять марганец?
2. Каковы физические свойства марганца?
3. Как получают оксид марганца (II)?
4. Что такое перманганат калия?
5. Где применяются соединения марганца?

Примеры заданий

1. Напишите уравнения реакций, с помощью которых можно осуществить следующие превращения:Mn → MnO → MnSO₄ → Mn(OH)₂ → MnO(OH)₂.

2. Закончите уравнение реакции:KMnO₄ + Na₂S + H₂SO₄ → … .

3. Составьте уравнение реакции взаимодействия хлорида марганца с алюминием.

Решение

1. Уравнения реакций:2Mn + O₂ → 2MnO;MnO + H₂SO₄ → MnSO₄ + H₂O;MnSO₄ + 2KOH → Mn(OH)₂↓ + K₂SO₄;2Mn(OH)₂ + O₂ → 2MnO(OH)₂.

2. Уравнение реакции:2KMnO₄ + 5Na₂S + 8H₂SO₄ → 5S↓ + 2MnSO₄ + K₂SO₄ + 5Na₂SO₄ + 8H₂O.

3. Уравнение реакции:3MnCl₂ + 2Al → 2AlCl₃ + 3Mn.