Степень окисления марганца в соединении манганат калия равна


K2MnO4, степень окисления марганца и др элементов

Общие сведения о манганате калия и степени окисления в K2MnO4

Брутто-формула – K2MnO4. Молярная масса – 197,132 г/моль.Устойчив в сильно щелочном растворе. Кристаллогидратов не образует.

Рис. 1. Манганат калия. Внешний вид.

Проявляет окислительно-восстановительные свойства. Быстро разлагается водой в кислотной среде.

K2MnO4, степени окисления элементов в нем

Чтобы определить степени окисления элементов, входящих в состав манганата калия, сначала необходимо разобраться с тем, для каких элементов эта величина точно известна.

Степень окисления калия постоянна и равна номеру группы в Периодической таблице Д.И. Менделеева, в которой он находится, со знаком плюс, т.е. (+1). Степень окисления кислорода в составе неорганических кислот, а, следовательно, и в составе их кислотных остатков, всегда равна (-2). Для нахождения степени окисления марганца примем её значение за «х» и определим его при помощи уравнения электронейтральности:

2× (+1) + х + 4×(-2) = 0;

2 + х — 8 = 0;

x — 6 = 0;

x = +6.

Значит степень окисления марганца в манганате калия равна (+6):

K+12Mn+6O-24.

Примеры решения задач

Понравился сайт? Расскажи друзьям!

алкенов и манганат калия (VII) (перманганат)

Если продукт имеет одну углеводородную группу и один водород

Например, предположим, что первая стадия реакции была:

В этом случае первая молекула продукта имеет метильную группу и водород, присоединенный к карбонильная группа. Это другой вид соединения, известный как альдегид.

Альдегиды легко окисляются с образованием карбоновых кислот, содержащих группу -COOH.Таким образом, на этот раз реакция пойдет на следующую стадию с получением этановой кислоты, CH 3 COOH.

Структура кислоты была немного изменена, чтобы она больше походила на то, как мы обычно извлекаем кислоты, но в итоге кислород оказался между углеродом и водородом.

Таким образом, общий эффект манганата калия (VII) на этот вид алкена составляет:

Очевидно, если бы к обоим атомам углерода на концах двойной связи углерод-углерод был присоединен атом водорода, вы бы получили две молекулы карбоновой кислоты, которые могли бы быть одинаковыми или разными, в зависимости от того, были ли одинаковые алкильные группы. или другое.

Поиграйте с этим, пока не будете довольны. Нарисуйте несколько алкенов, каждый из которых имеет водород, присоединенный к обоим концам двойной углерод-углеродной связи. Меняйте алкильные группы - иногда одинаковые на каждом конце двойной связи, иногда разные. Окислите их, чтобы образовались кислоты, и посмотрите, что у вас получится.

Если продукт содержит два атома водорода, но не содержит углеводородной группы

Можно было ожидать, что при этом будет образована метановая кислота, как в уравнении:

Но это не так! Это потому, что метановая кислота также легко окисляется раствором манганата калия (VII).Фактически, он полностью окисляет его до двуокиси углерода и воды.

Таким образом, уравнение в таком случае могло бы быть, например:

Точная природа другого продукта (в данном примере пропанона) будет варьироваться в зависимости от того, что было присоединено к правому атому углерода в двойной связи углерод-углерод.

Если бы на обоих концах двойной связи было по два атома водорода (другими словами, если бы у вас был этен), то все, что вы получили бы, - это диоксид углерода и вода.

 

Сводка

Подумайте о обоих концах двойной связи углерод-углерод по отдельности, а затем объедините результаты.

  • Если на одном конце связи есть две алкильные группы, эта часть молекулы даст кетон.

  • Если есть одна алкильная группа и один водород на одном конце связи, эта часть молекулы даст карбоновую кислоту.

  • Если на одном конце связи есть два атома водорода, эта часть молекулы даст диоксид углерода и воду.

 

В чем смысл всего этого?

Работа с результатами поможет вам определить структуру алкена. Например, алкен C 4 H 8 имеет три структурных изомера:

Определите, какие из них дали бы каждый из следующих результатов, если бы их обрабатывали горячим концентрированным раствором манганата (VII) калия. Вышеуказанные изомеры: , а не в порядке A, B и C.

Не читайте ответы в зеленой рамке, пока не попробуете это.

  • Изомер A дает кетон (пропанон) и диоксид углерода.

  • Изомер B дает карбоновую кислоту (пропановую кислоту) и диоксид углерода.

  • Изомер C дает карбоновую кислоту (этановую кислоту).

.

Окисление алкенов манганатом калия

Двойные связи углерод-углерод в алкенах, таких как этен, реагируют с раствором манганата калия (VII) (раствор перманганата калия).

Окисление алкенов холодным разбавленным раствором манганата (VII) калия

Алкены реагируют с раствором манганата (VII) калия на холоде. Изменение цвета зависит от того, используется ли манганат калия (VII) в кислых или щелочных условиях.

  • Если раствор манганата (VII) калия подкисить разбавленной серной кислотой, фиолетовый раствор станет бесцветным.
  • Если раствор манганата калия (VII) сделать слабощелочным (часто путем добавления раствора карбоната натрия), пурпурный раствор сначала становится темно-зеленым, а затем образует темно-коричневый осадок.

Химия реакции

Посмотрим на реакцию с этеном. Точно так же реагируют и другие алкены. Ионы манганата (VII) являются сильным окислителем и в первую очередь окисляют этен до этан-1,2-диола (старое название: этиленгликоль). Рассматривая уравнение исключительно с точки зрения органической реакции:

Уравнения этого типа довольно часто используются в органической химии.Кислород, написанный в квадратных скобках, означает «кислород окислителя». Причина этого в том, что более нормальное уравнение имеет тенденцию скрывать органические изменения массой других деталей - как вы увидите ниже!

Полное уравнение зависит от условий.

  • В кислых условиях ионы манганата (VII) восстанавливаются до ионов марганца (II).

  • В щелочных условиях ионы манганата (VII) сначала восстанавливаются до ионов зеленого манганата (VI).. .

. . . а затем к темно-коричневому твердому оксиду марганца (IV) (диоксид марганца).

Эту последнюю реакцию вы также получили бы, если бы реакцию проводили в нейтральных условиях. Вы заметите, что в левой части уравнения нет ни ионов водорода, ни ионов гидроксида.

Возможно, вы помните, что дальше на странице говорится, что манганат калия (VII) часто слегка подщелачивают, добавляя раствор карбоната натрия.- \]

Именно присутствие этих гидроксид-ионов придает раствору карбоната натрия pH в диапазоне 10-11.

Использование реакции для проверки двойных связей углерод-углерод

Если органическое соединение реагирует с разбавленным щелочным раствором манганата калия (VII) на холоде с образованием зеленого раствора с последующим темно-коричневым осадком, то оно может содержать двойную связь углерод-углерод. Но в равной степени это может быть любое из большого числа других соединений, все из которых могут окисляться ионами манганата (VII) в щелочных условиях.

Ситуация с подкисленным раствором манганата (VII) калия еще хуже, поскольку он имеет тенденцию к разрыву углерод-углеродных связей. Он разрушительно реагирует с большим количеством органических соединений и редко используется в органической химии.

Вы могли бы использовать щелочной раствор манганата калия (VII), если, например, все, что вам нужно было сделать, это выяснить, является ли углеводород алканом или алкеном - другими словами, если нет ничего другого, что можно было бы окислить.Это бесполезный тест. Бромная вода гораздо более понятна.

Окисление алкенов горячим концентрированным подкисленным раствором манганата (VII) калия

Диолы, такие как этан-1,2-диол, которые являются продуктами реакции с холодным разбавленным манганатом калия (VII), сами по себе довольно легко окисляются ионами манганата (VII). Это означает, что реакция не остановится на p в этот момент до

.

марганца | Использование, факты и соединения

Марганец (Mn) , химический элемент, один из серебристо-белых, твердых, хрупких металлов группы 7 (VIIb) периодической таблицы. Он был признан элементом в 1774 году шведским химиком Карлом Вильгельмом Шееле при работе с минералом пиролюзитом и в том же году выделен его соратником Йоханом Готлибом Ганом. Хотя он редко используется в чистом виде, марганец необходим для выплавки стали.

Encyclopædia Britannica, Inc.

Британская викторина

118 символов и названий периодической таблицы викторины

Тм

Свойства элемента
атомный номер 25
атомный вес 54.938
точка плавления 1,246 ° C (2275 ° F)
точка кипения 2,062 ° C ( 3744 ° F)
плотность 7.21–7,44 г / см 3 при 20 ° C (68 ° F)
степени окисления +2, +3, +4, +5, +6, +7
электронная конфигурация [Ar] 3 d 5 4 s 2

Встречаемость, использование и свойства

Марганец в сочетании с другими элементами широко распространен в земной коре. По содержанию в земной коре марганец уступает только железу среди переходных элементов; он примерно похож на железо по своим физическим и химическим свойствам, но тверже и хрупче.Он встречается в ряде крупных месторождений, из которых наиболее важные руды (которые в основном представляют собой оксиды) состоят в основном из диоксида марганца (MnO 2 ) в форме пиролюзита, романехита и вата. Марганец необходим для роста растений и участвует в усвоении нитратов зелеными растениями и водорослями. Это важный микроэлемент у высших животных, у которых он участвует в действии многих ферментов. Недостаток марганца вызывает атрофию яичек. Избыток этого элемента у растений и животных токсичен.

марганец Марганец. Tomihahndorf

Марганцевые руды преимущественно добываются в Австралии, Южной Африке, Китае, Габоне и Бразилии. Большие площади дна океана покрыты конкрециями марганца, также называемыми полиметаллическими конкрециями, конкрециями марганца с некоторым количеством железа, кремния и алюминия. Количество марганца в конкрециях оценивается намного больше, чем в земельных запасах.

Большая часть производимого марганца используется в виде ферромарганцевых и силикомарганцевых сплавов для производства чугуна и стали.Марганцевые руды, содержащие оксиды железа, сначала восстанавливают в доменных или электрических печах углеродом с получением ферромарганца, который, в свою очередь, используется в сталеплавильном производстве. Добавление марганца, который имеет большее сродство к сере, чем железо, превращает легкоплавкий сульфид железа в стали в тугоплавкий сульфид марганца. Сталь, произведенная без марганца, раскалывается при горячей прокатке или ковке. Стали обычно содержат менее 1% марганца. Марганцовистая сталь используется для очень тяжелых условий эксплуатации; Содержащий 11–14 процентов марганца, он обеспечивает твердую, износостойкую и самообновляющуюся поверхность поверх прочного небьющегося сердечника.Чистый марганец, полученный электролитическим способом, в основном используется для получения цветных сплавов меди, алюминия, магния и никеля, а также для производства химикатов высокой чистоты. Практически все промышленные сплавы алюминия и магния содержат марганец для улучшения коррозионной стойкости и механических свойств. Алюминиевые банки содержат около 1,5% марганца. (Для получения подробной информации о добыче, рафинировании и применении марганца, см. обработка марганца.)

Britannica Premium: удовлетворение растущих потребностей искателей знаний. Получите 30% подписки сегодня. Подпишись сейчас

Весь природный марганец представляет собой стабильный изотоп марганца-55. Он существует в четырех аллотропных модификациях; сложная кубическая структура так называемой альфа-фазы является формой, устойчивой при обычных температурах. По общей химической активности марганец чем-то напоминает железо. На воздухе металл окисляется поверхностно, а на влажном воздухе ржавеет. Он горит на воздухе или в кислороде при повышенных температурах, как и железо; медленно разлагает воду в холодной и быстро при нагревании; и легко растворяется в разбавленных минеральных кислотах с выделением водорода и образованием соответствующих солей в степени окисления +2.

Марганец довольно электроположителен, легко растворяется в разбавленных неокисляющих кислотах. Хотя он относительно нереагирует с неметаллами при комнатной температуре, он реагирует со многими при повышенных температурах. Таким образом, марганец горит в хлоре с образованием хлорида марганца (II) (MnCl 2 ), реагирует с фтором с образованием фторида марганца (II) (MnF 2 ) и фторида марганца (III) (MnF 3 ), горит в азоте при температуре около 1200 ° C (2200 ° F) с образованием нитрида марганца (II) (Mn 3 N 2 ) и сгорает в кислороде с образованием оксида марганца (II, III) (Mn 3 O 4 ).Марганец также напрямую соединяется с бором, углеродом, серой, кремнием или фосфором, но не с водородом.

Соединения

Из широкого разнообразия соединений, образованных марганцем, наиболее стабильные находятся в степенях окисления +2, +6 и +7. Примерами их являются, соответственно, соли марганца (с марганцем в качестве иона Mn 2+ ), манганаты (MnO 4 2-) и перманганаты (MnO 4 - ). Как и в случае титана, ванадия и хрома, наивысшая степень окисления (+7) марганца соответствует общему количеству 3 d и 4 s электронов.Это состояние встречается только в перманганате оксогрупп (MnO 4 -), гептоксиде марганца (Mn 2 O 7 ) и фториде триоксида марганца (MnO 3 F), которые показывают некоторое сходство с соответствующими соединения галогенов - например, в нестабильности оксида. Марганец в степени окисления +7 сильно окисляется, обычно восстанавливаясь до марганца в состоянии +2. Промежуточные степени окисления известны, но, за исключением некоторых соединений в состояниях +3 и +4, они не имеют особого значения.

Основные промышленные соединения марганца включают несколько оксидов. Оксид марганца (II) или оксид марганца (MnO) используется в качестве исходного материала для производства солей марганца, в качестве добавки к удобрениям и в качестве реагента в текстильной печати. Он встречается в природе как зеленый минерал манганозит. Его также можно получить в промышленных масштабах путем нагревания карбоната марганца в отсутствие воздуха или пропускания водорода или монооксида углерода над диоксидом марганца.

Наиболее важным соединением марганца является диоксид марганца, в котором марганец находится в степени окисления +4, а черный минерал пиролюзит является основным источником марганца и всех его соединений.Он также широко используется в качестве химического окислителя в органическом синтезе. Диоксид марганца используется в качестве катодного материала в сухих аккумуляторных батареях. Его получают непосредственно из руды, хотя значительные количества также получают синтетическим путем. Синтетический оксид получают разложением нитрата марганца; реакцией сульфата марганца, кислорода и гидроксида натрия; или электролизом водного раствора сульфата марганца.

Щелочная батарея из диоксида марганца: вид в разрезе Вид в разрезе силовой элемент из щелочно-диоксида марганца. Encyclopædia Britannica, Inc.

Различные соли марганца также имеют коммерческое значение. Сульфат марганца (MnSO 4 ) добавляют в почву для стимулирования роста растений, особенно цитрусовых. Кроме того, он является хорошим восстановителем, особенно полезным при производстве сушилок для краски и лака. Перманганат калия темно-фиолетового цвета (KMnO 4 ) имеет множество применений, в первую очередь в качестве дезинфицирующего средства, очистителя воды и антисептика.

Эта статья была последней отредактирована и обновлена ​​Адамом Августином, управляющим редактором, Справочное содержание.

Узнайте больше в этих связанных статьях Britannica:

  • месторождение полезных ископаемых: месторождения марганца

    Марганец очень похож на железо по химии, а также по способу его распределения и концентрации в горных породах. Дело в том, что марганец, как и железо, имеет два важных валентных состояния: Mn 2+ и Mn 4+ .В состоянии +2 марганец образует растворимые соединения…

  • Керамика: Живопись

    Марганец дает цвета, варьирующиеся от ярко-красно-пурпурного, похожего на перманганат калия, до темно-пурпурно-коричневого, который может быть почти черным.Баклажановый пурпур китайцев был получен из этого оксида. Сурьма дает отличный желтый цвет.…

  • Керамика: Цветная глазурь

    … или баклажан, изредка можно увидеть глазурь на основе марганца. Чаши для Brinjal, украшенные гравированными цветами, имеют баклажан в сочетании с зеленой и желтой глазурью.(Brinjal, на самом деле, означает баклажан или баклажан, который является любимым блюдом в некоторых частях Востока.) Чаши с выгравированными драконами и…

.

Внимание! | Cloudflare

Почему я должен заполнять CAPTCHA?

Заполнение CAPTCHA доказывает, что вы человек, и дает вам временный доступ к веб-ресурсу.

Что я могу сделать, чтобы этого не произошло в будущем?

Если вы используете личное соединение, например, дома, вы можете запустить антивирусное сканирование на своем устройстве, чтобы убедиться, что оно не заражено вредоносными программами.

Если вы находитесь в офисе или в общей сети, вы можете попросить администратора сети запустить сканирование сети на предмет неправильно сконфигурированных или зараженных устройств.

Еще один способ предотвратить появление этой страницы в будущем - использовать Privacy Pass. Возможно, вам потребуется загрузить версию 2.0 прямо сейчас из Магазина дополнений Firefox.

.

Смотрите также