Это элемент побочной подгруппы 7 группы 4 периода периодической
системы химических элементов Д. И. Менделеева с атомным номером 25.
Обозначается символом Mn. Электронная структура внешнего
энергетического уровня его атома выражается формулой 3d 5 4s 2 . Марганец —
металл, поэтому не может находиться в отрицательных степенях окисления.
Высшая степень окисления = № группы=7. Для него характерны степени
окисления +2, +4 и +6, менее устойчивы соединения, в которых марганец
находится в степени окисления +3. Mn(2+) проявляют основные свойства,
Mn(+4) — амфотерные, Mn(+6) и Mn(+7) — кислотные.
Получение
1.Алюмотермия:
3MnO2+4Al=2Al2O3+3Mn
2.Восстановсление коксом:
MnO2+2C=Mn+2CO
3.Электролиз солей:
2MnSO 4+2H2O=2Mn +O2+2H2SO4
Подробнее про электролиз можно почитать в этой статье:
Химические свойства металла
1.Взаимодействие с водой:
а)при обычных условия не реагирует
б)при нагревании реагирует с образованием основного оксида с выделением
Н2:
Mn+2H2O=Mn(OH)2+H2
2.Взаимодействие с кислотами-неокислителями:
Mn+2HCl(разб)=MnCl2+H2
Mn+2H2SO4(разб)=MnSO4+2H2
Mn находится в ряду активности металлов до водорода, поэтому может
вытеснять его из растворов кислот.
3.Взаимодействие с кислотами-окислителями:
Mn в свободном виде проявляет восстановительные свойства, окисляясь до
Mn(2+):
Mn+2H2SO4 (конц)=MnSO4+SO2+2H2O
3Mn+8HNO3 (разб)=3Mn(NO3)2 +2NO+4H2O
Mn+4HNO3 (конц)=Mn(NO3)2+2NO2+2H2O
Подробнее про продукты восстановления кислот-окислителей можно
почитать в статьях про азотную кислоту и серную кислоту.
4.Окисление неметаллами:
а)кислородом:
При окислении на воздухе Mn пассивируется, на поверхности металла
образуется прочная оксидная пленка:
Mn+O2=MnO2
б)Галогенами:
Mn+F2=MnF2
Mn+Cl2=MnCl2
Mn+Br2=MnBr2
Mn+I2=MnI2
в) С другими неметаллами при нагревании:
3Mn +N2=Mn3N2
3Mn +C=Mn3C
2Mn+Si=Mn2Si
3Mn+2P=Mn3P2
Соединения марганца (II)
При действии сильных окислителей ион Mn2+ способен переходить в ион
Mn7+:
MnSO4+PbO2+HNO3=HMnO4+PbSO4+Pb(NO3)2+H2O
MnSO4+Br2+4KOH=MnO2+2KBr+K2SO4+2H2O
Соединения марганца (II) на воздухе неустойчивы, Mn(OH)2 быстро буреет,
превращаясь в оксид-гидроксид марганца (IV).
Mn(OH)2+O2=MnO2+H2O
Оксид MnO
Имеет зеленую окраску, нерастворим в воде.
Химические свойства:
1.Основные свойства:
а)Взаимодействие с кислотами с образованием соответствующих солей:
MnO+2HCl=MnCl2+H2O
б)Взаимодействие с кислотными оксидами с образованием соответствующих
солей:
MnO+SiO2=MnSiO3
2.Восстановительные свойства:
2MnO+O2=2MnO2
Способы получения
1.Разложением солей и основания двухвалентного Mn при нагревании:
MnCO3=MnO+CO2
2.Восстановлением четырёхвалентного оксида Mn различными
восстановителями при нагревании:
MnO2+H2=MnO+H2O
MnO2+CO=MnO+CO2
MnO2+C=MnO+C
Химические свойства Mn(OH)2
1.Разложение при нагревании:
Mn(OH)2=MnO+H2O
2.Основные свойства:
Взаимодействие с кислотами с образованием соответствующих солей:
Mn(OH)2+2HCl=MnCl2+H2O
3.Восстановительные свойства: ярко выражены в щелочной среде
4Mn(OH)2+O2=4MnO(OH)+2H2O
Mn(OH)2+Br2+2KOH=MnO2+2KBr+2H2O
При действии сильных окислителей в нейтральной среде:
Mn(OH)2+H2O2=MnO2+H2O
Mn(OH)2+Br2=MnO2+2HBr
В результате образуется бурый осадок гидроксида марганца (4)
Соединения марганца (+4)
Оксид MnO2
Это темно-бурое нерастворимое в воде вещество, наиболее устойчивое
кислородное соединение марганца при обычных условиях.
Химические свойства
1.Амфотерные свойства:
а)Кислотные свойства выражены сильнее
Взаимодействие со щелочами при сплавлении с образованием
манганатов:
MnO2+2NaOH=Na2MnO3
б)Щелочные свойства выражны очень слабо: при взаимодействии с
концентрированной H2SO4 выделяется крайне неустойчивую соль Mn(SO4)2
2.Окислительные свойства более отчётливо проявляются в кислой среде,
окисляют как сильные, так и слабые восстановители:
MnO2 +4HCl =MnCl2+Cl2+2H2O
MnO2+2FeSO4+2H2SO4=MnSO4+Fe2(SO4)3+2H2O
MnO2+KNO2+H2SO4=MnSO4+KNO3+H2O
3.Окислительные свойства:
Действием более сильных окислителей MnO2 может быть окислен до
соединений Mn (VI), Mn (VII):
2MnO2+2KOH+KNO3=K2MnO4+H2O+KNO2
Соединения марганца (+6)
Манганаты
K2MnO4 − манганат калия, соль не выделенной в
свободном состоянии марганцовистой кислоты H2MnO4. Не
получен и оксид Mn (VI) – MnO3. Растворы манганатов
окрашены в темно-зеленый цвет, присущий ионам
MnO42−. Они устойчивы только в сильнощелочной среде.
Химические свойства
1.Диспропорционирование при разбавлении раствора водой
3K2MnO4+2H2O=2КMnO4+MnO2+4KOH
Данная реакция протекает, так как для марганца более устойчивыми
степенями окисления являются +4 и +7, чем +6.
2.Окислительные свойства:
K2MnO4+8HCl(конц)=MnCl2+2Cl2+2KCl+4H2O
3.Восстановительные свойства:
K2MnO4+Сl2 =2КMnO4+2KCl
Соединения марганца (+7)
Оксид марганца (VII) Mn2O7 – зеленовато-черная жидкость, сильный
окислитель. Растворим в воде.
Химические свойства
Кислотные свойства: взаимодействие с водой с образованием
соответствующей кислоты:
Mn2O7+H2O=2HMnO4
Перманганаты
Окислительные свойства
Продукт восстановления зависит от среды, в которой протекает реакция:
а)кислая среда:
2KMnO4+16HCl(конц)=2MnCl2+5Cl2+2KCl+8H2O
2KMnO4+5H2O2+3H2SO4=2MnSO4+5O2+K2SO4+8H2O
б)Нейтральная среда:
2KMnO4+5KI+H2O=2MnO2+KIO3+2KOH
в)Щелочная среда:
Проявляют довольно слабые окислительные свойства и способны окислить
только сильные восстановители:
2KMnO4+K2SO3+2KOH=2K2MnO4+K2SO4+H2O
2KMnO4+2KI=2K2MnO4+I2
