A mangán maximális oxidációs állapota az. Mangán

A mangán +7 legmagasabb oxidációs állapota a savas Mn2O7 oxidnak, a HMnO4 mangánsavnak és sóinak felel meg. permanganátok.

A mangán (VII) vegyületek erős oxidálószerek. A Mn2O7 zöldesbarna olajos folyadék, amellyel érintkezve az alkoholok és az éterek meggyulladnak. A Mn(VII)-oxid a HMnO4 permangánsavnak felel meg. Csak megoldásokban létezik, de az egyik legerősebbnek számít (α - 100%). A HMnO4 maximális lehetséges koncentrációja az oldatban 20%. HMnO4 sók - permanganátok - a legerősebb oxidálószerek; vizes oldatokban, akárcsak maga a sav, bíbor színűek.

Redox reakciókban A permanganátok erős oxidálószerek. A környezet reakciójától függően vagy kétértékű mangán (savas környezetben), mangán (IV) oxid (semleges) vagy mangán (VI) vegyületek - manganátok - (lúgos környezetben) sóivá redukálódnak. . Nyilvánvaló, hogy savas környezetben az Mn+7 oxidációs képessége a legkifejezettebb.

2KMnO4 + 5Na2SO3 + 3H2SO4 → 2MnSO4 + 5Na2SO4 + K2SO4 + 3H2O

2KMnO4 + 3Na2SO3 + H2O → 2MnO2 + 3Na2SO4 + 2KOH

2KMnO4 + Na2SO3 + 2KOH → 2K2MnO4 + Na2SO4 + H2O

A permanganátok savas és lúgos közegben egyaránt oxidálódnak szerves anyag:

2KMnO4 + 3H2SO4 + 5C2H5OH → 2MnSO4 + K2SO4 + 5CH3COH + 8H2O

alkohol aldehid

4KMnO4 + 2NaOH + C2H5OH → MnO2↓ + 3CH3COH + 2K2MnO4 +

Melegítéskor a kálium-permanganát lebomlik (ezt a reakciót használják oxigén előállítására a laboratóriumban):

2KMnO4 K2MnO4 + MnO2 + O2

Ily módon, a mangánnál ugyanezek a függőségek figyelhetők meg: alacsonyabb oxidációs állapotból magasabbra lépve az oxigénvegyületek savas tulajdonságai megnőnek, az OB reakciókban pedig a redukáló tulajdonságokat oxidáló tulajdonságok váltják fel.

A szervezet számára a permanganátok erős oxidáló tulajdonságaik miatt mérgezőek.

Permanganát-mérgezés esetén ecetsavas közegben hidrogén-peroxidot használnak ellenszerként:

2KMnO4 + 5H2O2 + 6CH3COOH → 2(CH3COO)2Mn + 2CH3COOK + 5O2 + 8H2O

A KMnO4 oldat kauterizáló és baktériumölő szer a bőr és a nyálkahártyák felületének kezelésére. A KMnO4 erős oxidáló tulajdonságai savas környezetben támasztják alá a permanganatometriai analitikai módszert, amelyet a klinikai elemzésben használnak a vizeletben lévő víz, húgysav oxidálhatóságának meghatározására.

Az emberi szervezet körülbelül 12 mg Mn-t tartalmaz különféle vegyületekben, és 43%-a koncentrálódik benne csontszövet. Befolyásolja a vérképzést, a csontszövet képződését, a növekedést, a szaporodást és néhány más testfunkciót.

mangán(II)-hidroxid gyengén bázikus tulajdonságokkal rendelkezik, a légköri oxigén és más oxidálószerek hatására permangánsavvá vagy sóivá oxidálódik manganit:

Mn(OH)2 + H2O2 → H2MnO3↓ + H2O permangánsav

(barna csapadék) Lúgos környezetben a Mn2+ MnO42-vé, savas környezetben MnO4--vé oxidálódik:

MnSO4 + 2KNO3 + 4KOH → K2MnO4 + 2KNO2 + K2SO4 + 2H2O

A mangán H2MnO4 és a mangán HMnO4 savak sói képződnek.

Ha a kísérletben az Mn2+ redukáló tulajdonságokat mutat, akkor az Mn2+ redukáló tulajdonságai gyengén fejeződnek ki. A biológiai folyamatokban nem változtatja meg az oxidáció mértékét. A stabil Mn2+ biokomplexek stabilizálják ezt az oxidációs állapotot. A stabilizáló hatás a hidratáló héj hosszú retenciós idejében jelentkezik. Mangán(IV)-oxid A MnO2 egy stabil természetes mangánvegyület, amely négy változatban fordul elő. Minden módosítás amfoter jellegű, és redox kettős. Példák a redox kettősségre MnO2: МnО2 + 2КI + 3СО2 + Н2О → I2 + МnСО3 + 2КНСО3

6MnO2 + 2NH3 → 3Mn2O3 + N2 + 3H2O

4MnO2 + 3O2 + 4KOH → 4KMnO4 + 2H2O

Mn(VI) vegyületek- instabil. Oldatokban Mn (II), Mn (IV) és Mn (VII) vegyületté alakulhatnak: mangán (VI) oxid Az MnO3 sötétvörös massza, amely köhögést okoz. A MnO3 hidratált formája egy gyenge permangánsav H2MnO4, amely csak vizes oldatban létezik. Sói (manganátok) hidrolízissel és melegítéssel könnyen elpusztulnak. 50°C-on a MnO3 lebomlik:

2MnO3 → 2MnO2 + O2 és vízben oldva hidrolizál: 3MnO3 + H2O → MnO2 + 2HMnO4

A Mn(VII) származékai a mangán(VII)-oxid Mn2O7 és hidratált formája, a sav HMnO4, amely csak oldatban ismert. A Mn2O7 10°C-ig stabil, robbanással bomlik: Mn2O7 → 2MnO2 + O3

Amikor feloldódik benne hideg víz sav Mn2O7 + H2O → 2HMnO4 keletkezik

Permangánsav sói HMnO4- permanganátok. Az ionok okozzák az oldatok lila színét. EMnO4 nH2O típusú kristályos hidrátokat képeznek, ahol n = 3-6, E = Li, Na, Mg, Ca, Sr.

Permanganát A KMnO4 vízben jól oldódik . Permanganátok - erős oxidálószerek. Ezt a tulajdonságot használják az orvosi gyakorlatban fertőtlenítésre, a gyógyszerkönyvi elemzésben a H2O2 azonosítására KMnO4-vel savas környezetben történő kölcsönhatás révén.

A test számára a permanganátok mérgek., semlegesítésük a következőképpen történhet:

Akut permanganátmérgezés kezelésére 3%-os, ecetsavval megsavanyított vizes H2O2-oldatot használunk. A kálium-permanganát oxidálja a szöveti sejtek és a mikrobák szerves anyagait. Ebben az esetben a KMnO4 MnO2-vé redukálódik. A mangán (IV)-oxid kölcsönhatásba léphet a fehérjékkel is, barna komplexet képezve.

A KMnO4 kálium-permanganát hatására a fehérjék oxidálódnak és koagulálódnak. Ennek alapján alkalmazása antimikrobiális és cauterizáló tulajdonságokkal rendelkező külső gyógyszerként. Sőt, hatása csak a bőr felszínén és a nyálkahártyákon nyilvánul meg. KMnO4 vizes oldatának oxidációs tulajdonságai használat mérgező szerves anyagok semlegesítésére. Az oxidáció következtében kevésbé mérgező termékek keletkeznek. Például a morfin gyógyszer biológiailag inaktív oximorfinná alakul. Kálium-permanganát alkalmaz titrimetriás analízisben különféle redukálószerek tartalmának meghatározására (permanganatometria).

A permanganát magas oxidációs képessége használat ökológiában a szennyvíz szennyezettségének felmérésére (permanganát módszer). A víz szerves szennyeződéseinek tartalmát az oxidált (elszíneződött) permanganát mennyisége határozza meg.

A permanganát módszert (permanganatometria) alkalmazzák klinikai laboratóriumokban is a vér húgysavtartalmának meghatározására.

A mangánsav sóit permanganátoknak nevezik. A leghíresebb a KMnO4 kálium-permanganát sója - egy sötétlila kristályos anyag, vízben gyengén oldódik. A KMnO4 oldatok sötét karmazsin színűek, nagy koncentrációban pedig lila, ami a MnO4-anionokra jellemző.

Permanganát a kálium hevítéskor lebomlik

2KMnO4 = K2MnO4 + MnO2 + O2

A kálium-permanganát nagyon erős oxidálószer, könnyen oxidál számos szervetlen és szerves anyagot. A mangán redukció mértéke nagymértékben függ a közeg pH-jától.

visszaállítás A kálium-permanganát különböző savasságú közegekben a következő séma szerint halad:

Savas pH<7

mangán (II) (Mn2+)

KMnO4 + redukálószer Semleges környezet pH = 7

mangán (IV) (MnO2)

Lúgos pH>7

mangán(VI) (MnO42-)

A KMnO4 oldat Mn2+ elszíneződése

MnO2 barna csapadék

MnO42 - az oldat zöldre vált

Reakció példák kálium-permanganát részvételével különböző közegekben (savas, semleges és lúgos).

pH<7 5K2SO3 + 2KMnO4 + 3H2SO4= 2MnSO4 + 6K2SO4 + 3H2O

MnO4 - +8H++5℮→ Mn2++ 4H2O 5 2

SO32- + H2O - 2ē → SO42-+2H+ 2 5

2MnO4 - +16H++ 5SO32- + 5H2O → 2Mn2++ 8H2O + 5SO42- +10H+

2MnO4 - +6H++ 5SO32- → 2Mn2++ 3H2O + 5SO42-

pH = 7 3K2SO3 + 2KMnO4 + H2O = 2MnO2 + 3K2SO4 + 2KOH

MnO4- + 2H2O + 3ē \u003d MnO2 + 4OH- 3 2

SO32- + H2O - 2ē → SO42-+2H+- 2 3

2MnO4 - + 4H2O + 3SO32- + 3H2O → 2MnO2 + 8OH- + 3SO42- + 6H + 6H2O + 2OH-

2MnO4 - + 3SO32- + H2O → 2MnO2 + 2OH- + 3SO42

pH>7 K2SO3 + 2KMnO4 + 2KOH = 2K2MnO4 + K2SO4 + H2O

MnO4- +1 ē → MnO42- 1 2

SO32- + 2OH- - 2ē → SO42-+ H2O 2 1

2MnO4- + SO32- + 2OH- → 2MnO42- + SO42- + H2O

KMnO4 kálium-permanganátot használnak az orvosi gyakorlatban fertőtlenítőként és fertőtlenítőként sebmosásra, öblítésre, öblítésre stb. A KMnO4 világos rózsaszín oldatát belsőleg gyomormosásra használják mérgezésre.

A kálium-permanganátot nagyon széles körben használják oxidálószerként.

Sok gyógyszert KMnO4-al elemeznek (például a H2O2-oldat százalékos koncentrációját (%)).

Általános jellemzők a VIIIB alcsoport d-elemei. Az atomok szerkezete. A vascsalád elemei. Oxidációs állapotok a vegyületekben. Fizikai és Kémiai tulajdonságok mirigy. Alkalmazás. A vascsalád d-elemeinek elterjedtsége, megtalálásának formái a természetben. Vassók (II, III). Vas (II) és vas (III) összetett vegyületei.

Általános tulajdonságok VIIIB alcsoport elemei:

1) Általános elektronikus képlet az utolsó szintek (n - 1)d(6-8)ns2.

2) Ebben a csoportban minden korszakban 3 elem van, amelyek triádokat (családokat) alkotnak:

a) A vas család: vas, kobalt, nikkel.

b) A könnyű platinafémek családja (palládium család): ruténium, ródium, palládium.

c) A nehéz platinafémek családja (platina család): ozmium, irídium, platina.

3) Az egyes családok elemeinek hasonlóságát az atomi sugarak közelsége magyarázza, ezért a családon belüli sűrűség közeli.

4) A sűrűség a periódusszám növekedésével nő (az atomtérfogatok kicsik).

5) Ezek a fémek magas hőmérsékletek olvadás és forrás.

6) Az egyes elemek maximális oxidációs foka a periódus számával növekszik (ozmiumnál és ruténiumnál eléri a 8+-ot).

7) Ezek a fémek képesek hidrogénatomokat beépíteni a kristályrácsba, jelenlétükben atomos hidrogén jelenik meg - aktív redukálószer. Ezért ezek a fémek a hidrogénatom addíciós reakciók katalizátorai.

8) Ezen fémek vegyületei elszíneződnek.

9) Jellemző vas oxidációs foka +2, +3, instabil vegyületekben +6. A nikkel +2, az instabil +3. A platina +2, az instabil +4.

Vas. Vasat szerezni(ezek a reakciók hevítés közben mennek végbe)

*4FeS2 + 11O2 = 2Fe2O3 + 8SO2. Állapot: vaspiritek égetése.

*Fe2O3 + 3H2 = 2Fe + 3H2O. *Fe2O3 + 3CO = 2Fe + 3CO2.

*FeO + C = Fe + CO.

*Fe2O3 + 2Al = 2Fe + Al2O3 (termit módszer). Állapot: fűtés.

* = Fe + 5CO (a vas-pentakarbonil bomlását nagyon tiszta vas előállítására használják).

A vas kémiai tulajdonságai Reakciók egyszerű anyagokkal

*Fe + S = FeS. Állapot: fűtés. *2Fe + 3Cl2 = 2FeCl3.

*Fe + I2 = FeI2 (a jód kevésbé erős oxidálószer, mint a klór; FeI3 nem létezik).

*3Fe + 2O2 = Fe3O4 (A FeO Fe2O3 a legstabilabb vas-oxid). Nedves levegőben Fe2O3 nH2O képződik.

1. RÉSZ

1. Az oxidációs állapot (s.o.) az Egy összetett anyagban lévő kémiai elem atomjainak feltételes töltése, amelyet abból a feltételezésből számítanak ki, hogy az egyszerű ionokból áll.

Tudni kell!

1) Kapcsolatban. ról ről. hidrogén = +1, kivéve a hidrideket .
2) A vegyületekben. ról ről. oxigén = -2, kivéve a peroxidokat  és a fluoridokat 
3) A fémek oxidációs állapota mindig pozitív.

A fő alcsoportok fémeihez első három csoportokkal ról ről. állandó:

Az IA csoport fémei – o. ról ről. = +1,
IIA. csoport fémek – o. ról ről. = +2,
A IIIA csoport fémei - p. ról ről. = +3. 4

A szabad atomoknak és egyszerű anyagok tól től. ról ről. = 0,5

Összesen s. ról ről. az vegyület összes eleme = 0.

2. A névképzés módja kételemű (bináris) vegyületek.

4. Töltse ki a "Kettős vegyületek nevei és képletei" táblázatot.

5. Határozza meg a komplex vegyület kiemelt elemének oxidációs fokát!

2. RÉSZ

1. Határozza meg a vegyületekben lévő kémiai elemek oxidációs fokát képletük alapján! Írd le ezeknek az anyagoknak a nevét!

2. Osszuk két csoportra a FeO, Fe2O3, CaCl2, AlBr3, CuO, K2O, BaCl2, SO3 anyagokat. Írja le az anyagok nevét, jelezve az oxidáció mértékét!

3. Állítson fel egyezést egy kémiai elem atomjának neve és oxidációs állapota és a vegyület képlete között!

4. Készítsen képleteket az anyagokról név szerint!

5. Hány molekulát tartalmaz 48 g kén-oxid (IV)?

6. Internet és egyéb információforrások felhasználásával készítsen jelentést bármely bináris kapcsolat használatáról az alábbi terv szerint:

1) képlet;
2) név;
3) ingatlanok;
4) alkalmazás.

H2O víz, hidrogén-oxid. A víz normál körülmények között folyékony, színtelen, szagtalan, vastag rétegben - kék. A forráspont körülbelül 100⁰С. Jó oldószer. Egy vízmolekula két hidrogénatomból és egy oxigénatomból áll, ez a minőségi és mennyiségi összetétele. Ez egy összetett anyag, a következő kémiai tulajdonságok jellemzik: kölcsönhatás alkálifémekkel, alkáliföldfémekkel.

A vízzel való cserereakciókat hidrolízisnek nevezzük. Ezek a reakciók nagy jelentőséggel bírnak a kémiában.

7. A mangán oxidációs állapota a K2MnO4 vegyületben:

8. A krómnak van a legalacsonyabb oxidációs állapota egy olyan vegyületben, amelynek képlete:

1) Cr2O3


9. A maximális fokozat A klór oxidációja olyan vegyületben megy végbe, amelynek képlete:

A mangán keményfém szürke színű. Az atomjai azok elektronikus konfiguráció külső burok

A fém-mangán kölcsönhatásba lép vízzel és savakkal reagál, és mangán(II)-ionokat képez:

A mangán különféle vegyületekben kimutatja az oxidációs állapotokat, minél magasabb a mangán oxidációs állapota, annál nagyobb a megfelelő vegyületeinek kovalens jellege. A mangán oxidációs állapotának növekedésével oxidjainak savassága is növekszik.

mangán (II)

A mangánnak ez a formája a legstabilabb. Külső elektronikus konfigurációja van, egy elektronnal mind az öt -pályán.

Vizes oldatban a mangán (II) ionok hidratálódnak, halvány rózsaszín hexaakvamangán (II) komplex iont képeznek, amely savas környezetben stabil, lúgos környezetben viszont fehér mangán-hidroxid csapadékot képez. Mangán (II) az oxid bázikus oxidok tulajdonságaival rendelkezik.

mangán (III)

A mangán (III) csak összetett vegyületekben létezik. A mangán ezen formája instabil. Savas környezetben a mangán (III) aránytalanul mangánra (II) és mangánra (IV) válik szét.

Mangán (IV)

A mangán(IV) legfontosabb vegyülete az oxid. Ez a fekete vegyület vízben oldhatatlan. Ionos szerkezetű. A stabilitás a magas rácsentalpiának köszönhető.

A mangán (IV)-oxid gyengén amfoter tulajdonságokkal rendelkezik. Erős oxidálószer, például kiszorítja a klórt a tömény sósavból:

Ez a reakció felhasználható klór előállítására a laboratóriumban (lásd a 16.1 pontot).

mangán (VI)

A mangánnak ez az oxidációs állapota instabil. A kálium-manganát (VI) úgy állítható elő, hogy a mangán (IV)-oxidot valamilyen erős oxidálószerrel, például kálium-kloráttal vagy kálium-nitráttal olvasztják össze:

A manganát (VI) kálium zöld színű. Csak lúgos oldatban stabil. Savas oldatban mangánra (IV) és mangánra (VII) aránytalanul bomlik:

Mangán (VII)

A mangán erősen oxidációs állapotú savas oxid. A mangán (VII) legfontosabb vegyülete azonban a kálium-manganát (VII) (kálium-permanganát). Ez a szilárd anyag nagyon jól oldódik vízben, és sötétlila oldatot képez. A manganát tetraéderes szerkezetű. Enyhén savas környezetben fokozatosan lebomlik, és mangán (IV) oxidot képez:

Lúgos környezetben a kálium-manganát (VII) redukálódik, és először zöld kálium-manganát (VI), majd mangán (IV) oxid képződik.

A kálium-manganát (VII) erős oxidálószer. Kellően savas környezetben redukálódik, mangán(II)-ionok képződnek. Ennek a rendszernek a standard redoxpotenciálja , amely meghaladja a rendszer standard potenciálját, ezért a manganát a kloridiont klórgázzá oxidálja:

A kloridion-manganát oxidációja az egyenlet szerint megy végbe

A kálium-manganátot (VII) széles körben használják oxidálószerként a laboratóriumi gyakorlatban, pl.

oxigén és klór előállítása (lásd 15. és 16. fejezet);

a kén-dioxid és a kénhidrogén analitikai vizsgálatának elvégzéséhez (lásd a 15. fejezetet); preparatív szerves kémiában (lásd 19. fejezet);

volumetrikus reagensként a redox-titrimetriában.

A kálium-manganát (VII) titrimetriás alkalmazására példa a vas (II) és az etándioátok (oxalátok) mennyiségi meghatározása vele:

Mivel azonban a kálium-manganátot (VII) nehéz beszerezni magas fok tisztaságú, nem használható elsődleges titrimetriás standardként.

Olimpiai feladatok kémiából

(1 iskolai szakasz)

1. Teszt

1. A vegyületben a mangán a legmagasabb oxidációs állapotú

2. A semlegesítési reakciók megfelelnek a redukált ionos egyenletnek

1) H + + OH - = H 2 O

2) 2H + + CO 3 2- = H 2 O + CO 2

3) CaO + 2H + = Ca 2+ + H 2 O

4) Zn + 2H + = Zn 2+ + H2

3. Lépjen kapcsolatba egymással

2) MnO és Na2O

3) P 2 O 5 és SO 3

4. A redox reakció egyenlete a

1) KOH + HNO 3 = KNO 3 + H 2 O

2) N 2 O 5 + H 2 O \u003d 2 HNO 3

3) 2N 2 O \u003d 2N 2 + O 2

4) VaCO 3 \u003d BaO + CO 2

5. A cserereakció kölcsönhatás

1) kalcium-oxid salétromsavval

2) szén-monoxid oxigénnel

3) etilén oxigénnel

4) sósav magnéziummal

6. A savas esőt a légkörben való jelenlét okozza

1) nitrogén- és kén-oxidok

4) földgáz

7. A metán a benzinnel és a gázolajjal együtt belső égésű motorok (járművek) üzemanyagaként használatos. A gáznemű metán elégetésének termokémiai egyenlete a következő:

CH 4 + 2O 2 \u003d CO 2 + 2H 2 O + 880 kJ

Mekkora kJ hő szabadul fel a 112 literes (n.o.) térfogatú CH 4 égésekor?

Válaszd ki a megfelelő választ:

2. Feladatok

1. Rendezd el az együtthatókat a redox reakcióegyenletben az általad ismert módon!

SnSO 4 + KMnO 4 + H 2 SO 4 = Sn(SO 4) 2 + MnSO 4 + K 2 SO 4 + H 2 O

Adja meg az oxidáló és redukáló anyag nevét, valamint az elemek oxidációs állapotát! (4 pont)

2. Írja fel a reakcióegyenleteket a következő transzformációkhoz:

(2) (3) (4) (5)

CO 2 → Ca(HCO 3) 2 → CaCO 3 → CaO → CaCl 2 → CaCO 3

(5 pont)

3. Határozza meg az alkadién képletét, ha relatív sűrűsége levegőben 1,862! (3 pont)

4. 1928-ban a General Motors Research Corporation amerikai vegyészének, Thomas Midgley Jr.-nak sikerült laboratóriumában szintetizálnia és izolálnia egy kémiai vegyületet, amely 23,53% szénből, 1,96% hidrogénből és 74,51% fluorból állt. A keletkező gáz 3,52-szer nehezebb volt a levegőnél, és nem égett. Vezesse le a vegyület képletét, írja le a kapott molekulaképletnek megfelelő szerves anyagok szerkezeti képleteit, nevezze meg őket! (6 pont).

5. 140 g 0,5%-os sósavoldatot összekeverünk 200 g 3%-os sósavoldattal. Hány százalék a sósav az újonnan kapott oldatban? (3 pont)

3. Keresztrejtvény

Találd ki a keresztrejtvényben titkosított szavakat

Jelmagyarázat: 1→ - vízszintesen

1↓ - függőleges

↓ Vaskorróziós termék.

→ Bázikus oxiddal való kölcsönhatás során keletkezik (6).

→ A hőmennyiség mértékegysége.

→ Pozitív töltésű ion.

→ Olasz tudós, akiről az egyik legfontosabb állandót nevezték el.

→ A 14. számú elem külső szintjén lévő elektronok száma.

→ ...... gáz - szén-monoxid (IV).

→ A nagy orosz tudós, többek között a mozaikfestmények alkotója, az epigráfia szerzője.

→ A nátrium-hidroxid és a kénsav oldatai közötti reakció típusa.

Adjon példát az (1→) reakcióegyenletére!

Adja meg a (4) pontban említett állandó értéket.

Írd fel a (8) reakcióegyenletet!

Írja fel az elektronikus szerkezetet! elem atom, amely az (5) pontban szerepel. (13 pont)