Марганец и его соединения
Нахождение в природе
Нахождение в природе
Нахождение в природе
Строение атома
Физические свойства
Химические свойства марганца
Химические свойства марганца
Химические свойства марганца
Применение
Биологическая роль марганца
Содержание в живых и растительных организмах
Оксиды и гидроксиды марганца
Соединения марганца (II)
Соединения марганца (II)
Соединения марганца (II)
Соединения марганца (IV)
Соединения марганца (VI)
Соединения марганца (VI)
Соединения марганца (VII)
Соединения марганца (VII)
Соединения марганца (VII)
Соединения марганца (VII)
KMnO4 c восстановителями в разных средах
1.25M
Категория: ХимияХимия

Марганец и его соединения

1. Марганец и его соединения

МАРГАНЕЦ И ЕГО
СОЕДИНЕНИЯ

2. Нахождение в природе

В земной коре - около 0,1 % марганца по
массе.
В свободном виде марганец не встречается.
Из руд наиболее распространены:
пиролюзит - MnO2(63,2 %),
манганит - MnO2·Mn(OH)2 (62,5 %),
браунит - Mn2O3 (69,5 %),
родохрозит - MnCО3 (47,8 %),
псиломелан - mMnO·MnO2·nH2O (45—60%).

3. Нахождение в природе

Пиролюзит
Браунит
Мангинит
Родохрозит
Псиломелан

4. Нахождение в природе

Марганец содержат марганцевые конкреции,
которые находятся на дне Тихого,
Атлантического и Индийского океанов.
В морской воде содержится около 1,0·10–8 %
марганца.

5. Строение атома

55
25
Mn
+ 25
n= 30
6
) ) ) )
2 8 13 2
5
6
1s² 2s² 2p 3s² 3p 3d 4s²
4s
2
N=4
↓↑
↑ ↑ ↑ ↑ ↑
↓↑ ↓↑ ↓↑
N=3
↓↑
↓↑ ↓↑ ↓↑
N=2
↓↑
N=1
↓↑
+2, +3, +4, +6, +7

6. Физические свойства

Марганец - твердый хрупкий металл
T плавления = 1244°C
Т кипения = 2080°C
Серебристо-белого цвета с розовым отливом
•На воздухе покрывается
оксидной пленкой

7. Химические свойства марганца

Порошкообразный марганец сгорает в
кислороде:
Mn + O2 → MnO2
При нагревании разлагает воду,
вытесняя водород:
Mn + 2H2O →Mn(OH)2 + H2↑
Углерод реагирует с расплавленным
марганцем, образуя карбиды Mn3C:
3Mn + C → Mn3C

8. Химические свойства марганца

При нагревании реагирует с серой и
фосфором:
Mn + S
MnS (MnS2)
3Mn + 2P
Mn3P2
C оксидами металлов:
5Mn + Nb2O5
5MnO + 2Nb
Образует также силициды, бориды,
фосфиды.

9. Химические свойства марганца

C соляной и серной кислотами реагирует по
уравнению:
Mn + 2H+ → Mn2+ + H2↑
С концентрированной серной кислотой:
Mn + 2H2SO4(конц.) → MnSO4 + SO2↑ + 2H2O
С разбавленой азотной кислотой:
3Mn + 8HNO3(разб.) → 3Mn(NO3)2 + 2NO↑ + 4H2O
В щелочном растворе марганец устойчив.

10. Применение

Более 90% производимого марганца
идет в черную металлургию:
- как добавку к сталям для
раскисления;
- для легирования сталей;
- в медных, алюминиевых и магниевых сплавах.
Покрытия из марганца на
металлических поверхностях
обеспечивают их антикоррозионную
защиту.

11. Биологическая роль марганца

Марганец содержится в организмах всех
растений и животных, он оказывает
значительное влияние на жизнедеятельность,
то есть является микроэлементом.
Марганец оказывает влияние
на рост, образование крови и
функции половых желёз.

12. Содержание в живых и растительных организмах

Особо богаты марганцем
листья свёклы — до 0,03 %.
В организмах рыжих муравьёв
— до 0,05 %.
Некоторые бактерии содержат до нескольких
процентов марганца.

13. Оксиды и гидроксиды марганца

Mn (II)
Mn (III)
Mn (IV)
Mn (VI)
Mn (VII)
Оксиды:
MnO
Основный
(серо-зел.
крист., н.)
Mn2O3
Основный
(бурые крист.,
н.)
MnO2
Амфортерный
(черн. крист.,
н.)
MnO3
Кислотный (не
получен)
Mn2O7
Кислотный
(зел.-чер.
масл., ж., р.)
H2MnO4
(неустойчивая
кислота)
HMnO4
(сильная
кислота.
Устойчив
только в
растворах)
Гидроксиды:
Mn(OH)2
(нерастворимо
е основание
белого цв. )
Mn(OH)3
(нерастворимо
е основание
темно-коричн.
цв. )
Mn(OH)4
(амфотерный
гидроксид
бурого цв. )
Усиление кислотных свойств
Усиление окислительных свойств

14. Соединения марганца (II)

Mn+2O (основный оксид) – порошок
зелёно-серого цвета, нерастворим в воде.
Оксид марганца может быть получен при
разложении карбоната марганца:
MnCO3 = MnO+CO2
Либо при восстановлении диоксида
марганца водородом:
MnO2+H2 = MnO+H2O

15. Соединения марганца (II)

Mn+2(OH)2 (основание) – белый осадок.
При растворении в воде (при
нагревании)образуется гидроксид Mn(II):
Mn+2HOH =Mn(OH)2+H2
Гидроксид марганца можно получить в виде
белого осадка при действии на растворы солей
двухвалентного марганца щелочью:
MnSO4+2NaOH =Mn(OH)2 +Na2SO4

16. Соединения марганца (II)

Соединения Mn(II) на воздухе неустойчивы, и
Mn(OH)2 на воздухе быстро буреет,
превращаясь в оксид-гидроксид
четырёхвалентного марганца.
2Mn(OH)2+O2 =MnO2 + 2Н2O
Гидроксид марганца проявляет только
основные свойства и не реагирует со щелочами,
а при взаимодействии с кислотами даёт
соответствующие соли.
Mn(OH)2+2HCl =MnCl2+2H2O

17. Соединения марганца (IV)

Mn+4O2
Образуется при разложении нитрата марганца(II)
пиролюзит - (амфотерный) - вещество чёрного цвета.
Mn(NO3)2 = MnO2+2NO2
Под действием сильных окислителей в сплаве со щёлочью переходит
в с. о. +6
MnO2 + Na2CO3 +NaNO3 →Na2MnO4+ NaNO2+CO2
MnО2 может окислять галогениды и галогенводороды в кислой
среде и переходит в с.о. +2 :
MnO2+4HCl =MnCl2+Cl2+2H2O

18. Соединения марганца (VI)

Mn+6O3
H2Mn+6O4
проявляют кислотный характер,
в свободном виде не получены.
Степень окисления + 6 у марганца наименее устойчива: существует только с
сильнощелочном растворе в виде солей зелёного цвета – МАНГАНАТОВ
МАНГАНАТЫ получают при восстановлении перманганатов в щелочной среде
2KMnO4 = K2MnO4 + MnO2 + O2
Na2SO3 +2KMnO4 + KOH=Na2SO4+K2MnO4+H2O
MnO2+2KOH+KNO3 = K2MnO2+KNO2+H2O
или при окислении солей и оксидов марганца +2 и +4 сильными окислителями
в присутствии щёлочи:
MnSO4 + 2KClO3 + 12KOH = 3K2MnO4 + 2KCl +3K2SO4 +6H2O

19. Соединения марганца (VI)

Водой манганаты быстро разлагаются
(диспропорционируют на +7 и +4)
2K2MnO4 + 2Н2О = KMnO4 + MnO2 + 4КОН
Манганаты окисляются хлором
2K2MnO4 + Cl2 = KMnO4 + 4КCl

20. Соединения марганца (VII)

Mn2+7O7 (кислотный) - жидкое маслянистое
вещество тёмно-зелёного цвета, очень неустойчивое; в
смеси с концентрированной серной кислотой
воспламеняет органические вещества. При 90 °C
Mn2O7 разлагается со взрывом.
Получение:
2KMnO4 + H2SO4 = Mn2O7 + K2SO4 + H2O
При растворении в щелочах образует
перманганаты:
Mn2O7 + 2KOH = 2KMnO4 + H2O

21. Соединения марганца (VII)

HMn+7O4 – марганцевая кислота - одна из самых
сильных кислот.
марганцевая кислота устойчива только в разбавленных
растворах (до 20%). Эти растворы могут быть получены
действием сильных окислителей на соединения марганца
двухвалентного:
2Mn(NO3)2+PbO2+6HNO3=2HMnO4+5Pb(NO3)2+2H2O
При концентрации HMnO4 выше 20% происходит
разложение её по уравнению:
4HMnO4 = 4MnO+3O2 +2H2O

22. Соединения марганца (VII)

В семивалентном состоянии марганец проявляет
только окислительные свойства. Среди
применяемых в лабораторной практике и в
промышленности окислителей широко применяется
перманганат калия KMnO4, в быту называемый
марганцовкой. Перманганат калия представляет
собой кристаллы чёрно-фиолетового цвета. Водные
растворы окрашены в фиолетовый цвет,
характерный для иона MnO4-.

23. Соединения марганца (VII)

При нагревании сухого перманганата калия до температуры
выше 2000С он разлагается.
2KMnO4 = K2MnO4 + MnO2 + O2
При стоянии в растворе постепенно распадается:
4KMnO4 + 2H2O = 4MnO2 + 4KOH + 3O2
Под действием серной кислоты (60%) и горячей щелочи
перманганат также выделяет кислород:
4KMnO4 +6H2SO4 = 4MnSO4 + 5O2 + 2K2SO4 + 6H2O
4KMnO4 +4KOH = 4K2MnO4 + O2 + 2H2O

24. KMnO4 c восстановителями в разных средах

H +
-
Mn
H2O
OH
+2
Mn обесцвечивание
+4
MnO2 (Mn )
Бурый осадок
2-
MnO4 зелёный

25.

?
Mn
?
MnO
?
MnCl2
?
Mn(OH)2
?
MnO
Осуществите цепочки превращений:
KMnO4
t
O2
+S
X1
+O2
X2
+H2O
X3
Mn
English     Русский Правила