Chemia, liceum ogólnokształcące, autorka Katarzyna Czekała

1. Związki manganu w różnych
środowiskach

2. Wiadomości ogólne
• Mangan to
srebrzystobiały metal
o różowym odblasku.
Jest bardzo
reaktywny, zapala się
w powietrzu i reaguje
z wodą tworząc
wodorotlenek.

3. Konfiguracja elektronowa manganu:
25Mn: 1s2
2s2
2p6
3s2
3p6
4s2
3d5
Mangan ma 7 elektronów walencyjnych.
Mangan występuje w związkach chemicznych w stopniu
utlenienia od +II do +VII.

4. W zależności od stopnia utlenienia związki manganu mogą
przyjmować różne barwy:
Bezbarwne
kationy Mn2+
Brunatny MnO2
Zielone
aniony MnO4
2-
Fioletowe
aniony MnO4
-
+II +IV +VI +VII

5. • Związki manganu
występującego na +VII
stopniu utlenienia są
silnymi utleniaczami.
• Jednak ich właściwości
utleniające zależą od
odczynu roztworu.
rozcieńczony roztwór
manganianu (VII) potasu
KMnO4

6. Redukcja anionu MnO4
-
w środowisku kwaśnym:
Reduktor –
roztwór siarczanu
(IV) potasu
Roztwór
manganianu (VII)
potasu
Roztwór kwasu
siarkowego (VI)

7. W obecności reduktora jony MnO4
-
ulegają
redukcji w środowisku kwaśnym aż o pięć
stopni utlenienia.
Roztwór zakwaszonego
reduktora (K2SO3)
odbarwia aniony
manganianowe (VII),
gdyż powstają
bezbarwne kationy
manganu (II)

8. Bezbarwny roztwór po redukcji KMnO4 w
środowisku kwaśnym:

9. Równanie reakcji:
KMnO4 + K2SO3 + H2SO4 -> MnSO4 + K2SO4 + H2O
Bilans elektronowy:
Mn(+VII) -> Mn(+II) -5e / x2
S(+IV) -> S(+VI) + 2e-
/ x5
2 KMnO4 + 5 K2SO3 + 3 H2SO4 -> 2 MnSO4 + 6 K2SO4 + 3 H2O

10. Skrócony zapis jonowy:
2 KMnO4 + 5 K2SO3 + 3 H2SO4 -> 2 MnSO4 + 6 K2SO4 + 3 H2O
• Ponieważ kationy potasu i aniony siarczanowe (VI) z
kwasu nie biorą udziału w reakcji, to częściej stosuje się
skrócony zapis jonowy:
2 MnO4
-
+ 5 SO3
2-
+ 6 H+
-> 2 Mn2+
+ 5 SO4
2-
+ 3 H2O

11. Redukcja anionu MnO4
-
w środowisku obojętnym:
Reduktor –
roztwór siarczanu
(IV) potasu
Roztwór
manganianu
(VII) potasu

12. W obecności reduktora jony MnO4
-
ulegają
redukcji w środowisku obojętnym o trzy
stopnie utlenienia.
Rozcieńczony wodą
roztwór reduktora
(K2SO3) reaguje z
anionami
manganianowymi(VII).
Roztwór staje się
brunatny, po chwili
wytrąca się brunatny
osad MnO2.

13. • Brunatny osad tlenku
manganu (IV) MnO2
powstały po redukcji
KMnO4 w środowisku
obojętnym.
• Nazwa zwyczajowa MnO2
to braunsztyn.

14. Równanie reakcji redukcji KMnO4 w
środowisku obojętnym:
2 KMnO4 + 3 K2SO3 + H2O -> 2 MnO2 + 3 K2SO4 + 2 KOH
jonowo:
2 MnO4
-
+ 3 SO3
2-
+ H2O -> 2 MnO2 + 3 SO4
2-
+ 2 OH-

15. Redukcja anionu MnO4
-
w środowisku zasadowym:
Reduktor –
roztwór siarczanu
(IV) potasu
Roztwór
manganianu
(VII) potasu
Roztwór zasady
(np. sodowej,
potasowej)

16. W obecności reduktora jony MnO4
-
ulegają
redukcji w środowisku zasadowym do
jonów MnO4
2-
.
Zalkalizowany roztwór
reduktora (K2SO3)
reaguje z anionami
manganianowymi(VII).
Roztwór staje się
zielony, ale barwa po
pewnym czasie się
zmienia.

17. • Zielony kolor roztwór
zawdzięcza powstałym
nietrwałym jonom
manganianowym (VI)
MnO4
2-
.

18. Równanie reakcji redukcji KMnO4 w
środowisku zasadowym:
2 KMnO4 + K2SO3 + 2 KOH -> 2 K2MnO4 + K2SO4 + H2O
jonowo:
2 MnO4
-
+ SO3
2-
+ 2 OH-
-> 2 MnO4
2-
+ SO4
2-
+ H2O

19. MnO4
-
Mn2+
MnO4
2-
MnO2
reduktor,
środowisko
kwaśne
reduktor,
środowisko
zasadowe
reduktor,
środowisko
obojętne

20. • Anion manganianowy (VII) najmocniejszym utleniaczem
jest w środowisku kwaśnym (redukuje się o pięć stopni
utlenienia), a najsłabszym w środowisku zasadowym.
the end