Подгруппа марганца
Подгруппа марганца
Побочная подгруппа VII группы
Свойства элементов подгруппы марганца
Физические свойства
Серебристо-белые, тугоплавкие металлы.
Химические свойства
1. В ряду Mn – Tc – Re химическая активность понижается. Mn – металл средней активности, в ряду напряжений стоит до водорода и растворяется в соляной и серной кислотах:
Mn + 2H+ ® Mn2+ + H2
Re и Tc стоят в ряду напряжений после водорода. Они реагируют только с азотной кислотой:
3Tc + 7HNO3 ® 3HTcO4 + 7NO + 2H2O
2. С увеличением степени окисления усиливается кислотный характер оксидов и гидроксидов. (RO – основные; R2O7 – кислотные, им соответствуют кислоты HRO4).
Марганец и его соединения
Марганец
Получение
Алюмотермия: 3MnO2 + 4Al ® 2Al2O3 + 3Mn
Химические свойства
Металл средней активности. На воздухе покрывается тонкой плёнкой оксидов. Реагирует с неметаллами, например, с серой:
Mn + S ® MnS
Растворяется в кислотах:
Mn + 2HCl ® MnCl2 + H2
(При этом образуются соединения двухвалентного марганца).
Соединения Mn(II)
Оксид марганца (II) MnO получается восстановлением природного пиролюзита MnO2 водородом:
MnO2 + H2 ® MnO + H2O
Гидроксид марганца (II) Mn(OH)2 - светло-розовое нерастворимое в воде основание:
MnSO4 + 2NaOH ® Mn(OH)2¯ + Na2SO4
Mn2+ + 2OH- ® Mn(OH)2
Легко растворимо в кислотах:
Mn(OH)2 + 2HCl ® MnCl2 + 2H2O
Mn(OH)2 + 2H+ ® Mn2+ + 2H2O
На воздухе Mn(OH)2 быстро темнеет в результате окисления:
2Mn(OH)2 + O2 + 2H2O ® 2[MnO2 • 2H2O]
При действии сильных окислителей наблюдается переход Mn2+ в MnO4-:
2Mn(OH)2 + 5Br2 + 12NaOH –кат.CuSO4® 2NaMnO4 + 10NaBr + 8H2O
2Mn(NO3)2 + 5PbO2 + 6HNO3 ® 2HMnO4 + 5Pb(NO3)2 + 2H2O
2Mn(NO3)2 + 5NaBiO3 + 16HNO3 ® 2HMnO4 + 5NaNO2 + 5Bi(NO3)3 + 7H2O
Оксид марганца (IV) MnO2 - тёмно-коричневый порошок, нерастворимый в воде. Образуется при термическом разложении нитрата марганца (II):
Mn(NO3)2 –t°® MnO2 + 2NO2
При сильном нагревании теряет кислород, превращаясь в Mn2O3 (при 600°C) или Mn3O4 (при 1000°C).
Сильный окислитель:
MnO2 + 4HCl ® MnCl2 + Cl2 + 2H2O
При сплавлении с содой и селитрой образует манганат натрия тёмно - зелёного цвета:
MnO2 + Na2CO3 + NaNO3 –t°® Na2MnO4 + NaNO2 + CO2
Манганаты также могут быть получены при восстановлении перманганатов в щелочной среде:
Na2SO3 + 2KMn+7O4 + 2KOH ® Na2SO4 + 2K2Mn+6O4 + H2O
Гидролиз манганатов протекает по схеме:
За способность обратимо менять окраску манганат калия называют "минеральным хамелеоном".
Оксид марганца (VII) Mn2O7 - тёмно-зелёная жидкость, кислотный оксид. Получают действием концентрированной серной кислоты на кристаллический KMnO4 (марганцевая кислота HMnO4 нестабильна):
2KMnO4 + H2SO4 ® Mn2O7¯ + K2SO4 + H2O
При растворении в щелочах образует перманганаты:
Mn2O7 + 2KOH ® 2KMnO4 + H2O
Перманганат калия KMn+7O4 -тёмно-фиолетовое кристаллическое вещество, растворимое в воде. При нагревании разлагается с выделением кислорода:
2KMnO4 –t°® K2MnO4 + MnO2 + O2
Сильный окислитель, причём восстанавливается в кислой среде до Mn2+, в нейтральной – до Mn+4O2, а в щелочной – до Mn+6O42-.