يظهر المنغنيز أعلى حالة أكسدة في المركب. المنغنيز (عنصر كيميائي): الخصائص ، التطبيق ، التعيين ، حالة الأكسدة ، حقائق مثيرة للاهتمام

المنغنيز هو أحد أهم المعادن في علم المعادن. بالإضافة إلى ذلك ، هو بشكل عام عنصر غير عادي إلى حد ما حقائق مثيرة للاهتمام. مهم للكائنات الحية ، مطلوب في إنتاج العديد من السبائك ، مواد كيميائية. المنغنيز - يمكن رؤية صورته أدناه. إنها خصائصها وخصائصها التي سننظر فيها في هذه المقالة.

خصائص العنصر الكيميائي

إذا تحدثنا عن المنغنيز كعنصر ، فمن الضروري أولاً تحديد موقعه فيه.

تقع في الرابعة فترة كبيرة، المجموعة السابعة ، وهي مجموعة فرعية ثانوية.
الرقم الترتيبي - 25. منغنيز - عنصر كيميائي، ذراته تساوي +25. عدد الإلكترونات هو نفسه ، النيوترونات - 30.
قيمة الكتلة الذرية 54.938.
رمز المنغنيز العنصر الكيميائي Mn.
الاسم اللاتيني هو المنغنيز.

وهي تقع بين الكروم والحديد مما يفسر تشابهها معهما في الخصائص الفيزيائية والكيميائية.

المنغنيز - عنصر كيميائي: معدن انتقالي

إذا نظرنا التكوين الإلكترونيةذرة مختزلة ، فإن صيغتها ستبدو كما يلي: 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 4s 2 3d 5. يصبح من الواضح أن العنصر الذي نفكر فيه هو من عائلة d. تشير خمسة إلكترونات على المستوى الفرعي ثلاثي الأبعاد إلى استقرار الذرة ، والذي يتجلى في خواصها الكيميائية.

ومع ذلك ، كمعدن ، فإن المنغنيز هو عامل مختزل معظممركباتها قادرة على إظهار قدرات مؤكسدة قوية جدًا. إنه مرتبط بـ درجات متفاوتهالأكسدة والتكافؤ التي يحتوي عليها هذا العنصر. هذه سمة لجميع معادن هذه العائلة.

وبالتالي ، فإن المنغنيز عنصر كيميائي يقع بين ذرات أخرى وله خصائصه الخاصة. دعونا نلقي نظرة على هذه الخصائص بمزيد من التفصيل.

المنغنيز عنصر كيميائي. حالة الأكسدة

لقد قدمنا بالفعل الصيغة الإلكترونية للذرة. وفقًا لها ، فإن هذا العنصر قادر على إظهار العديد من حالات الأكسدة الإيجابية. هذا:

تكافؤ الذرة هو الرابع. الأكثر ثباتًا هي تلك المركبات التي تحتوي على المنغنيز القيم +2 ، +4 ، +6. تسمح أعلى درجة من الأكسدة للمركبات بالعمل كأقوى عوامل مؤكسدة. على سبيل المثال: KMnO 4 ، Mn 2 O 7.

المركبات التي تحتوي على +2 هي عوامل اختزال ، ولهيدروكسيد المنغنيز (II) خصائص مذبذبة ، مع غلبة الخصائص الأساسية. المؤشرات الوسيطة لحالات الأكسدة تشكل مركبات مذبذبة.

تاريخ الاكتشاف

المنجنيز عنصر كيميائي لم يتم اكتشافه على الفور ولكن بشكل تدريجي وعلى يد علماء مختلفين. ومع ذلك ، فقد استخدم الناس مركباته منذ العصور القديمة. تم استخدام أكسيد المنغنيز (IV) لصهر الزجاج. ذكر أحد الإيطاليين حقيقة أن إضافة هذا المركب في الإنتاج الكيميائي للزجاج يتحول لونها إلى اللون الأرجواني. إلى جانب ذلك ، تساعد نفس المادة في القضاء على الضباب في النظارات الملونة.

في وقت لاحق في النمسا ، تمكن العالم Kaim من الحصول على قطعة من المنغنيز المعدني عن طريق تعريض البيروليسيت (أكسيد المنغنيز (IV)) والبوتاس والفحم لدرجات حرارة عالية. ومع ذلك ، كانت هذه العينة تحتوي على العديد من الشوائب ، والتي فشل في القضاء عليها ، لذلك لم يتم الاكتشاف.

حتى في وقت لاحق ، صنع عالم آخر أيضًا خليطًا كانت نسبة كبيرة فيه عبارة عن معدن نقي. كان بيرغمان هو الذي اكتشف سابقًا عنصر النيكل. ومع ذلك ، لم يكن مقدرا له إنهاء المهمة.

المنغنيز عنصر كيميائي حصل عليه كارل شيله وعزله لأول مرة في عام 1774 على شكل مادة بسيطة. ومع ذلك ، فقد فعل ذلك مع إ. جان ، الذي أكمل عملية صهر قطعة من المعدن. لكن حتى أنهم فشلوا في التخلص منه تمامًا من الشوائب والحصول على عائد منتج بنسبة 100 ٪.

ومع ذلك ، كانت هذه المرة بالتحديد التي تم اكتشاف هذه الذرة. حاول نفس العلماء إعطاء اسم للمكتشفين. اختاروا مصطلح المنغنيزيوم. ومع ذلك ، بعد اكتشاف المغنيسيوم ، بدأ الارتباك ، وتغير اسم المنجنيز إلى الاسم الحديث (H. David ، 1908).

نظرًا لأن المنغنيز عنصر كيميائي ، فإن خصائصه ذات قيمة كبيرة للعديد من العمليات المعدنية ، بمرور الوقت أصبح من الضروري إيجاد طريقة للحصول عليه قدر الإمكان. شكل نقي. هذه المشكلةتم حلها من قبل العلماء في جميع أنحاء العالم ، ولكن لم يتم حلها إلا في عام 1919 بفضل عمل R. Agladze ، الكيميائي السوفيتي. هو الذي وجد طريقة يمكن من خلالها الحصول على معدن نقي بمحتوى مادة 99.98٪ من كبريتات المنغنيز وكلوريداته عن طريق التحليل الكهربائي. الآن يتم تطبيق هذه الطريقة في جميع أنحاء العالم.

التواجد في الطبيعة

المنغنيز عنصر كيميائي ، ويمكن رؤية صورة لمادة بسيطة أدناه. في الطبيعة ، هناك العديد من نظائر هذه الذرة ، يختلف فيها عدد النيوترونات اختلافًا كبيرًا. لذلك ، تختلف أعداد الكتلة من 44 إلى 69. ومع ذلك ، فإن النظير المستقر الوحيد هو عنصر بقيمة 55 Mn ، وكل ما تبقى له إما ضئيل. فترة قصيرةنصف العمر ، أو موجود بكميات صغيرة جدًا.

نظرًا لأن المنغنيز عنصر كيميائي تختلف حالة الأكسدة فيه اختلافًا كبيرًا ، فإنه يشكل أيضًا العديد من المركبات في الطبيعة. في شكله النقي ، لا يحدث هذا العنصر على الإطلاق. في المعادن والخامات ، جارها الدائم هو الحديد. في المجموع ، يمكن التعرف على العديد من الصخور الأكثر أهمية ، والتي تشمل المنغنيز.

بيرولوزيت. الصيغة المركبة: MnO 2 * nH 2 O.
Psilomelane ، جزيء MnO2 * mMnO * nH2O.
المنجانيت ، الصيغة MnO * OH.
براونيت أقل شيوعًا من الآخرين. الصيغة Mn 2 O 3.
Gausmanite ، الصيغة Mn * Mn 2 O 4.
Rhodonite Mn 2 (SiO 3) 2.
خامات كربونات المنغنيز.
صاري التوت أو الرودوكروزيت - MnCO 3.
بوربوريت - Mn 3 PO 4.

بالإضافة إلى ذلك ، يمكن تحديد العديد من المعادن الأخرى ، والتي تشمل أيضًا العنصر المعني. هذا:

الكالسيت.
سيدريت.
معادن الطين
العقيق الأبيض؛
أوبال؛
المركبات الرملية الطينية.

بالإضافة إلى الصخور والصخور الرسوبية والمعادن ، يعتبر المنغنيز عنصرًا كيميائيًا يمثل جزءًا من الكائنات التالية:

الكائنات الحية النباتية. أكبر بطاريات هذا العنصر هي: كستناء الماء ، طحلب البط ، الدياتومات.
صدأ الفطر.
بعض أنواع البكتيريا.
الحيوانات التالية: النمل الأحمر ، القشريات ، الرخويات.
الناس - المتطلبات اليوميةحوالي 3-5 ملغ.
تحتوي مياه المحيطات على 0.3٪ من هذا العنصر.
يبلغ المحتوى الإجمالي في القشرة الأرضية 0.1٪ بالكتلة.

بشكل عام ، هو العنصر الرابع عشر الأكثر شيوعًا على كوكبنا. من بين المعادن الثقيلة ، هو الثاني بعد الحديد.

الخصائص الفيزيائية

من وجهة نظر خصائص المنغنيز ، كمادة بسيطة ، هناك العديد من الخصائص الرئيسية الخصائص البدنيةله.

في شكل مادة بسيطة ، هو معدن صلب إلى حد ما (على مقياس موس ، يكون المؤشر 4). اللون - أبيض فضي ، مغطى بطبقة أكسيد واقية في الهواء ، يتلألأ في القطع.
نقطة الانصهار هي 1246 درجة مئوية.
الغليان - 2061 0 درجة مئوية.
خصائص التوصيل جيدة ، إنها مغناطيسية.
كثافة المعدن 7.44 جم / سم 3.
يوجد في شكل أربعة تعديلات متعددة الأشكال (α ، β ، γ ، σ) ، تختلف في بنية وشكل الشبكة البلورية وكثافة تعبئة الذرات. كما تختلف نقاط انصهارها.

في علم المعادن ، يتم استخدام ثلاثة أشكال رئيسية من المنجنيز: β ، γ ، σ. ألفا نادر لأنه هش للغاية في خصائصه.

الخواص الكيميائية

من حيث الكيمياء ، المنغنيز عنصر كيميائي تختلف شحنته الأيونية بشكل كبير من +2 إلى +7. هذا يترك بصماته على نشاطه. يتفاعل المنجنيز بشكله الحر في الهواء بشكل ضعيف جدًا مع الماء ويذوب في الأحماض المخففة. ومع ذلك ، يتعين على المرء فقط زيادة درجة الحرارة ، حيث يزداد نشاط المعدن بشكل حاد.

لذلك ، فهي قادرة على التفاعل مع:

نتروجين؛
كربون؛
الهالوجينات.
السيليكون.
الفوسفور.
الكبريت وغيرها من اللافلزات.

عند تسخينه دون الوصول إلى الهواء ، يمر المعدن بسهولة في حالة بخار. اعتمادًا على حالة الأكسدة التي يعرضها المنغنيز ، يمكن أن تكون مركباته عوامل اختزال وعوامل مؤكسدة. يعرض البعض خصائص مذبذبة. لذلك ، أهمها هي خصائص المركبات التي تكون فيها +2. مذبذب - +4 ، ومؤكسد حمضي وقوي في أعلى قيمة +7.

على الرغم من حقيقة أن المنغنيز معدن انتقالي ، إلا أن المركبات المعقدة له قليلة. ويرجع ذلك إلى التكوين الإلكتروني المستقر للذرة ، لأن المستوى الفرعي ثلاثي الأبعاد يحتوي على 5 إلكترونات.

كيف تحصل على

هناك ثلاث طرق رئيسية يتم من خلالها الحصول على المنجنيز (عنصر كيميائي) في الصناعة. نظرًا لأن الاسم يقرأ باللاتينية ، فقد حددنا بالفعل - manganum. إذا قمت بترجمتها إلى الروسية ، فستكون "نعم ، أوضح حقًا ، أنا أغير اللون." يدين المنغنيز باسمه للخصائص الظاهرة المعروفة منذ العصور القديمة.

ومع ذلك ، على الرغم من شهرتها ، لم يكن من الممكن الحصول عليها في شكلها النقي للاستخدام إلا في عام 1919. يتم ذلك بالطرق التالية.

كهربائيا ، عائد المنتج 99.98٪. بهذه الطريقة ، يتم الحصول على المنغنيز في الصناعة الكيميائية.
السليكوثرميك ، أو الاختزال بالسيليكون. في هذه الطريقةيتم دمج أكسيد السيليكون والمنغنيز (IV) ، مما يؤدي إلى تكوين معدن نقي. تبلغ المحصول حوالي 68٪ ، ومن الآثار الجانبية الجمع بين المنجنيز والسيليكون لتكوين سليدي. تستخدم هذه الطريقة في صناعة المعادن.
طريقة الألمنيوم - الترميم بالألمنيوم. أيضا لا يعطي الكثير انتاج عاليالمنتج المنغنيز الملوث بالشوائب.

يعتبر إنتاج هذا المعدن مهمًا للعديد من العمليات التي تتم في علم المعادن. حتى إضافة صغيرة من المنجنيز يمكن أن تؤثر بشكل كبير على خصائص السبائك. لقد ثبت أن العديد من المعادن تذوب فيه ، وتملأ شبكتها البلورية.

من حيث استخراج وإنتاج هذا العنصر ، تحتل روسيا المرتبة الأولى في العالم. يتم تنفيذ هذه العملية أيضًا في بلدان مثل:

الصين.
كازاخستان.
جورجيا.
أوكرانيا.

الاستخدام الصناعى

المنغنيز عنصر كيميائي ، واستخدامه مهم ليس فقط في علم المعادن. ولكن أيضًا في مناطق أخرى. بالإضافة إلى المعدن النقي ، أهمية عظيمةلها مركبات مختلفة من ذرة معينة. دعونا نحدد أهمها.

هناك عدة أنواع من السبائك ، بفضل المنغنيز خصائص فريدة من نوعها. لذلك ، على سبيل المثال ، فهي قوية جدًا ومقاومة للاهتراء لدرجة أنها تُستخدم في صهر أجزاء الحفارات ، وآلات معالجة الأحجار ، والكسارات ، وطواحين الكرة ، وأجزاء الدروع.
ثاني أكسيد المنغنيز هو عنصر مؤكسد إلزامي في الطلاء الكهربائي ، ويستخدم في إنشاء مزيلات الاستقطاب.
هناك حاجة إلى العديد من مركبات المنغنيز للتركيبات العضوية للمواد المختلفة.
يستخدم برمنجنات البوتاسيوم (أو برمنجنات البوتاسيوم) في الطب كمطهر قوي.
هذا العنصر هو جزء من البرونز والنحاس الأصفر ، ويشكل سبيكة خاصة به مع النحاس ، والذي يستخدم في صناعة توربينات الطائرات والشفرات وأجزاء أخرى.

الدور البيولوجي

الاحتياج اليومي من المنجنيز للفرد هو 3-5 ملغ. نقص هذا العنصر يؤدي إلى الاكتئاب الجهاز العصبيواضطراب النوم والقلق والدوخة. لم يتم بعد دراسة دورها بشكل كامل ، لكن من الواضح ، أولاً وقبل كل شيء ، أنها تؤثر على:

ارتفاع؛
نشاط الغدد الجنسية.
عمل الهرمونات.
تكوين الدم.

هذا العنصر موجود في جميع النباتات والحيوانات والبشر مما يثبت دوره البيولوجي المهم.

المنغنيز عنصر كيميائي ، حقائق مثيرة للاهتمام يمكن أن تثير إعجاب أي شخص ، وكذلك تجعلك تدرك مدى أهميته. فيما يلي أبسطها ، والتي وجدت بصماتها في تاريخ هذا المعدن.

في اوقات صعبة حرب اهليةفي اتحاد الجمهوريات الاشتراكية السوفياتية ، كان أحد منتجات التصدير الأولى يحتوي على خام عدد كبير منالمنغنيز.
إذا تم خلط ثاني أكسيد المنغنيز مع الملح الصخري ، ثم تم إذابة المنتج في الماء ، فستبدأ التحولات المذهلة. سوف يتحول الحل أولاً إلى اللون الاخضر، ثم سيتغير اللون إلى اللون الأزرق ، ثم الأرجواني. أخيرًا ، سوف يتحول إلى اللون القرمزي وسوف يتساقط الراسب البني تدريجياً. إذا اهتز الخليط ، فسيتم استعادة اللون الأخضر مرة أخرى وسيحدث كل شيء مرة أخرى. ولهذا حصل برمنجنات البوتاسيوم على اسمه ، والذي يُترجم إلى "الحرباء المعدنية".
إذا تم استخدام الأسمدة التي تحتوي على المنغنيز على الأرض ، فسوف تزداد إنتاجية النباتات ويزداد معدل التمثيل الضوئي. القمح الشتويسوف تتشكل الحبوب بشكل أفضل.
تزن الكتلة الأكبر من معدن المنغنيز الرودونيت 47 طنًا وتم العثور عليها في جبال الأورال.
هناك سبيكة ثلاثية تسمى manganin. يتكون من عناصر مثل النحاس والمنغنيز والنيكل. تفرده يكمن في حقيقة أنه يحتوي على ملف المقاومة الكهربائيةالتي لا تعتمد على درجة الحرارة ولكنها تتأثر بالضغط.

بالطبع ، هذا ليس كل ما يمكن أن يقال عن هذا المعدن. المنغنيز عنصر كيميائي ، حقائق مثيرة للاهتمام متنوعة تمامًا. خاصة إذا تحدثنا عن الخصائص التي يعطيها للسبائك المختلفة.

الجزء الأول

1. حالة الأكسدة (s.o.) هيالشحنة الشرطية لذرات عنصر كيميائي في مادة معقدة ، محسوبة على أساس افتراض أنها تتكون من أيونات بسيطة.

يجب أن يعرف!

1) في صلات مع. س. الهيدروجين = +1 ، باستثناء الهيدريدات .
2) في مركبات مع. س. الأكسجين = -2 ، باستثناء البيروكسيدات والفلوريدات
3) تكون حالة أكسدة المعادن إيجابية دائمًا.

للمعادن من المجموعات الفرعية الرئيسية اول ثلاثةمجموعات مع س. ثابت:

معادن المجموعة IA - ص. س. = +1 ،
معادن المجموعة IIA - ص. س. = +2،
معادن المجموعة IIIA - ص. س. = +3. 4

للذرات الحرة والمواد البسيطة ص. س. = 0.5

مجموع s. س. جميع العناصر في المركب = 0.

2. طريقة تكوين الأسماءمركبات ثنائية العنصر (ثنائية).

4. أكمل الجدول "أسماء وصيغ المركبات الثنائية."

5. تحديد درجة أكسدة العنصر المميز للمركب المركب.

الجزء 2

1. تحديد حالات أكسدة العناصر الكيميائية في المركبات وفقًا لصيغها. اكتب أسماء هذه المواد.

2. قسّم المواد FeO، Fe2O3، CaCl2، AlBr3، CuO، K2O، BaCl2، SO3 إلى مجموعتين. اكتب أسماء المواد مع توضيح درجة الأكسدة.

3. إنشاء تطابق بين الاسم وحالة الأكسدة لذرة عنصر كيميائي وصيغة المركب.

4. جعل صيغ المواد بالاسم.

5. كم عدد الجزيئات الموجودة في 48 جرام من أكسيد الكبريت (IV)؟

6. باستخدام الإنترنت ومصادر المعلومات الأخرى ، قم بإعداد تقرير عن استخدام أي اتصال ثنائي وفقًا للخطة التالية:

1) الصيغة ؛
2) الاسم ؛
3) الخصائص.
4) التطبيق.

ماء H2O ، أكسيد الهيدروجين. الماء في الظروف العادية سائل ، عديم اللون ، عديم الرائحة ، في طبقة سميكة - أزرق. تبلغ درجة الغليان حوالي 100 درجة مئوية. إنه مذيب جيد. يتكون جزيء الماء من ذرتين من الهيدروجين وذرة أكسجين واحدة ، وهذا هو تركيبته النوعية والكمية. هذه مادة معقدة ، تتميز بالخصائص الكيميائية التالية: التفاعل مع الفلزات القلوية ، الفلزات القلوية الترابية.

تفاعلات التبادل مع الماء تسمى التحلل المائي. ردود الفعل هذه لها أهمية كبيرة في الكيمياء.

7. حالة أكسدة المنغنيز في مركب K2MnO4 هي:

8. يحتوي الكروم على أقل حالة أكسدة في مركب تكون صيغته:

1) Cr2O3

9. يظهر الكلور أقصى حالة أكسدة في مركب تكون صيغته:

المنغنيز معدن صلب اللون الرمادي. ذراتها لها تكوين إلكترون غلاف خارجي

يتفاعل المنغنيز المعدني مع الماء ويتفاعل مع الأحماض لتكوين أيونات المنغنيز (II):

في المركبات المختلفة ، يكتشف المنجنيز حالات الأكسدة ، فكلما زادت حالة أكسدة المنغنيز ، زادت الطبيعة التساهمية للمركبات المقابلة. مع زيادة حالة أكسدة المنغنيز ، تزداد حموضة أكاسيده أيضًا.

المنغنيز (II)

هذا النوع من المنغنيز هو الأكثر استقرارًا. له تكوين إلكتروني خارجي مع إلكترون واحد في كل من المدارات الخمسة.

في محلول مائي ، يتم ترطيب أيونات المنغنيز (II) ، مكونة أيون مركب سداسي أكوام منغنيز (II) وردي شاحب. هذا الأيون مستقر في بيئة حمضية ، لكنه يشكل ترسبًا أبيض من هيدروكسيد المنغنيز في بيئة قلوية. المنغنيز (II) أكسيد له خصائص الأكاسيد الأساسية.

المنغنيز (III)

المنغنيز (III) موجود فقط في المركبات المعقدة. هذا الشكل من المنغنيز غير مستقر. في بيئة حمضية ، لا يتناسب المنغنيز (III) إلى المنغنيز (II) والمنغنيز (IV).

المنغنيز (IV)

أهم مركب منجنيز (IV) هو الأكسيد. هذا المركب الأسود غير قابل للذوبان في الماء. لها هيكل أيوني. الاستقرار يرجع إلى المحتوى الحراري الشبكي العالي.

أكسيد المنغنيز (IV) له خصائص مذبذبة ضعيفة. إنه عامل مؤكسد قوي ، على سبيل المثال إزاحة الكلور من حمض الهيدروكلوريك المركز:

يمكن استخدام هذا التفاعل لإنتاج الكلور في المختبر (انظر القسم 1.16).

المنغنيز (السادس)

حالة أكسدة المنغنيز هذه غير مستقرة. يمكن الحصول على منجنات البوتاسيوم (VI) عن طريق دمج أكسيد المنغنيز (IV) مع عامل مؤكسد قوي ، مثل كلورات البوتاسيوم أو نترات البوتاسيوم:

البوتاسيوم المنغنيز (VI) له لون أخضر. إنه مستقر فقط في المحلول القلوي. في محلول حمضي ، لا يتناسب مع المنغنيز (IV) والمنغنيز (السابع):

المنغنيز (السابع)

يحتوي المنغنيز على حالة أكسدة في أكسيد حمضي قوي. ومع ذلك ، فإن أهم مركب منجنيز (السابع) هو منغنات البوتاسيوم (السابع) (برمنجنات البوتاسيوم). هذا صلبقابل للذوبان جدا في الماء ، مكونا محلول بنفسجي غامق. يحتوي المنغنات على هيكل رباعي السطوح. في بيئة حمضية قليلاً ، يتحلل تدريجياً ، مكونًا أكسيد المنغنيز (IV):

في البيئة القلوية ، يتم تقليل منجنات البوتاسيوم (VII) ، مكونًا أول منجنات البوتاسيوم الأخضر (VI) ، ثم أكسيد المنغنيز (IV).

منغنات البوتاسيوم (السابع) عامل مؤكسد قوي. في بيئة حمضية بدرجة كافية ، يتم تقليله ، مكونًا أيونات المنغنيز (II). إمكانات الأكسدة والاختزال القياسية لهذا النظام هي ، والتي تتجاوز الإمكانات القياسية للنظام ، وبالتالي فإن المنغنات تؤكسد أيون الكلوريد إلى غاز الكلور:

تتم عملية أكسدة منجنات أيون الكلوريد وفقًا للمعادلة

يستخدم منجنات البوتاسيوم (VII) على نطاق واسع كعامل مؤكسد في الممارسة المختبرية ، على سبيل المثال

للحصول على الأكسجين والكلور (انظر الفصل 15 و 16) ؛

لإجراء اختبار تحليلي لثاني أكسيد الكبريت وكبريتيد الهيدروجين (انظر الفصل 15) ؛ في التحضير الكيمياء العضوية(انظر الفصل 19) ؛

ككاشف حجمي في معايرة الأكسدة والاختزال.

مثال على تطبيق المعايرة لمنجنات البوتاسيوم (السابع) هو الكمياتبمساعدته الحديد (II) و ethanedioates (الأكسالات):

ومع ذلك ، حيث يصعب الحصول على منجنات البوتاسيوم (السابع) بدرجة عاليةنقاء ، لا يمكن استخدامه كمعيار أولي للمعايرة.

لفترة طويلة ، كان أحد مركبات هذا العنصر وهو ثاني أكسيده (المعروف باسم بيرولوزيت) يعتبر مجموعة متنوعة من خام الحديد المغناطيسي المعدني. فقط في عام 1774 ، اكتشف أحد الكيميائيين السويديين أن هناك معدنًا غير مستكشف في البيرولوزيت. نتيجة لتسخين هذا المعدن بالفحم ، كان من الممكن الحصول على نفس المعدن غير المعروف. في البداية كان يطلق عليه manganum ، فيما بعد ظهر الاسم الحديث - المنغنيز. يحتوي العنصر الكيميائي على العديد من الخصائص المثيرة للاهتمام ، والتي سيتم مناقشتها لاحقًا.

تقع في مجموعة فرعية ثانوية من المجموعة السابعة الجدول الدوري(مهم: جميع عناصر المجموعات الفرعية الثانوية هي معادن). الصيغة الإلكترونية 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d5 (صيغة d-element النموذجية). المنغنيز كمادة حرة له لون أبيض فضي. بسبب نشاطه الكيميائي ، فإنه يحدث في الطبيعة فقط في شكل مركبات مثل الأكاسيد والفوسفات والكربونات. المادة مقاومة للحرارة ، درجة الانصهار 1244 درجة مئوية.

مثير للاهتمام!في الطبيعة ، يوجد نظير واحد فقط لعنصر كيميائي ، له كتلة ذرية 55. النظائر المتبقية يتم الحصول عليها صناعيا ، وهي الأكثر استقرارا النظير المشعمع الكتلة الذرية 53 (عمر النصف هو نفس عمر اليورانيوم).

حالة أكسدة المنغنيز

لديه ستة درجات مختلفةأكسدة. في درجة الصفرعنصر الأكسدة قادر على تكوين مركبات معقدة باستخدام الروابط العضوية (على سبيل المثال ، P (C5H5) 3) ، وكذلك الروابط غير العضوية:

أول أكسيد الكربون (دياكاربونيل ديمنغنيز) ،
نتروجين،
الفوسفور ثلاثي فلوريد ،
أكسيد النيتريك.

حالة الأكسدة +2 نموذجية لأملاح المنغنيز. هام: هذه المركبات لها خصائص مختزلة بحتة. أكثر المركبات استقرارًا مع حالة أكسدة +3 هي أكسيد Mn2O3 ، وكذلك هيدرات هذا الأكسيد Mn (OH) 3. عند +4 ، MnO2 وأكسيد هيدروكسيد مذبذب MnO (OH) 2 هما الأكثر استقرارًا.

تعتبر حالة أكسدة المنغنيز +6 نموذجية لحمض البرمنجانيك وأملاحه الموجودة فقط في محلول مائي. تعتبر حالة الأكسدة +7 نموذجية لحمض البرمنجانيك ، أنهيدريده ، الموجود فقط في محلول مائي ، وكذلك الأملاح - البرمنجنات (تشبيهًا بالبيركلورات) - عوامل مؤكسدة قوية. ومن المثير للاهتمام ، عند تقليل برمنجنات البوتاسيوم (يطلق عليه في الحياة اليومية برمنجنات البوتاسيوم) ، يمكن إجراء ثلاثة تفاعلات مختلفة:

في وجود حامض الكبريتيك ، يتم تقليل MnO4- أنيون إلى Mn2 +.
إذا كان الوسط محايدًا ، يتم تقليل MnO4- أيون إلى MnO (OH) 2 أو MnO2.
في وجود القلويات ، يتم تقليل MnO4- أنيون إلى أيون المنغنات MnO42-.

المنغنيز كعنصر كيميائي

الخواص الكيميائية

في ظل الظروف العادية ، يكون غير نشط. والسبب هو طبقة الأكسيد التي تظهر عند تعرضها للأكسجين الجوي. إذا تم تسخين المسحوق المعدني قليلاً ، فإنه يحترق ويتحول إلى MnO2.

عند تسخينه ، يتفاعل مع الماء ، مما يؤدي إلى إزاحة الهيدروجين. نتيجة للتفاعل ، يتم الحصول على هيدرات أكسيد النيتروز غير القابل للذوبان عمليًا Mn (OH) 2. هذه المادة تمنع المزيد من التفاعل مع الماء.

مثير للاهتمام!الهيدروجين قابل للذوبان في المنغنيز ، ومع ارتفاع درجة الحرارة ، تزداد قابلية الذوبان (يتم الحصول على محلول غاز في المعدن).

مع التسخين القوي جدًا (درجة الحرارة فوق 1200 درجة مئوية) يتفاعل مع النيتروجين ، ويتم الحصول على النيتريد. قد تحتوي هذه المركبات على تركيبة مختلفة ، والتي هي نموذجية لما يسمى berthollides. يتفاعل مع البورون والفوسفور والسيليكون وفي صورة منصهرة - مع الكربون. يحدث التفاعل الأخير أثناء اختزال المنجنيز بفحم الكوك.

عند التفاعل مع الكبريت المخفف و حامض الهيدروكلوريكينتج الملح ويتم إطلاق الهيدروجين. لكن التفاعل مع حامض الكبريتيك القوي مختلف: نواتج التفاعل هي الملح والماء وثاني أكسيد الكبريت (في البداية ، يتم تقليل حمض الكبريتيك إلى حمض الكبريتيك ؛ ولكن بسبب عدم الاستقرار ، يتحلل حمض الكبريتيك إلى ثاني أكسيد الكبريت والماء).

عند التفاعل مع حمض النيتريك المخفف ، يتم الحصول على النترات والماء وأكسيد النيتريك.

تشكل ستة أكاسيد:

النيتروز ، أو MnO ،
أكسيد ، أو Mn2O3 ،
أكسيد النيتروز Mn3O4 ،
ثاني أكسيد ، أو MnO2 ،
أنهيدريد المنغنيز MnO3 ،
أنهيدريد المنغنيز Mn2O7.

مثير للاهتمام!أكسيد النيتروز تحت تأثير الأكسجين الجوي يتحول تدريجياً إلى أكسيد. لم يتم عزل أنهيدريد البرمنجنات بشكل حر.

أكسيد النيتروز مركب له حالة أكسدة كسرية. عندما تذوب في الأحماض ، تتشكل أملاح المنجنيز ثنائية التكافؤ (الأملاح مع Mn3 + الكاتيون غير مستقرة ويتم اختزالها إلى مركبات مع Mn2 + الكاتيون).

ثاني أكسيد ، أكسيد ، أكسيد النيتروز هي الأكاسيد الأكثر استقرارًا. أنهيدريد المنغنيز غير مستقر. هناك تشبيهات مع عناصر كيميائية أخرى:

Mn2O3 و Mn3O4 هما أكاسيد أساسية ، وتتشابه في خواصها مع مركبات الحديد المماثلة ؛
MnO2 هو أكسيد مذبذب ، مشابه في خواصه لأكاسيد الألومنيوم والكروم ثلاثي التكافؤ ؛
Mn2O7 هو أكسيد حمضي ، خصائصه مشابهة جدًا لأعلى أكسيد الكلور.

من السهل رؤية التشابه مع الكلورات والبيركلورات. يتم الحصول على المنغنيكات ، مثل الكلورات ، بشكل غير مباشر. ولكن يمكن الحصول على البرمنجنات بشكل مباشر ، أي عن طريق تفاعل أنهيدريد وأكسيد / هيدروكسيد معدني في وجود الماء ، وبشكل غير مباشر.

في الكيمياء التحليلية ، الكاتيون Mn2 + الموجبة في الخامس مجموعة تحليلية. هناك عدة تفاعلات للكشف عن هذا الكاتيون:

عند التفاعل مع كبريتيد الأمونيوم ، وهو راسب من MnS ، يكون لونه بلون اللحم ؛ عند الإضافة أحماض معدنيةلوحظ الذوبان المتعجل.
عند التفاعل مع القلويات ، يتم الحصول على راسب أبيض من Mn (OH) 2 ؛ ومع ذلك ، عند التفاعل مع الأكسجين الجوي ، يتغير لون الراسب من الأبيض إلى البني - Mn (OH) 3.
إذا تمت إضافة بيروكسيد الهيدروجين ومحلول قلوي إلى الأملاح مع Mn2 + الكاتيون ، يترسب راسب بني داكن من MnO (OH) 2.
عند إضافة عامل مؤكسد (ثاني أكسيد الرصاص ، بزموتات الصوديوم) ومحلول قوي من حمض النيتريك إلى الأملاح مع Mn2 + الكاتيون ، يتحول المحلول إلى اللون القرمزي ، مما يعني أن Mn2 + قد تأكسد إلى HMnO4.

الخواص الكيميائية

التكافؤ من المنغنيز

العنصر في المجموعة السابعة. المنغنيز النموذجي - الثاني والثالث والرابع والسادس والسابع.

التكافؤ الصفري نموذجي لمادة حرة. المركبات ثنائية التكافؤ هي أملاح تحتوي على Mn2 + الكاتيون ، والمركبات ثلاثية التكافؤ هي أكسيد وهيدروكسيد ، والمركبات الرباعية التكافؤ هي ثاني أكسيد ، وأيضًا أكسيد هيدروكسيد. المركبات السداسية وسبعية التكافؤ هي أملاح تحتوي على MnO42- و MnO4- الأنيونات.

كيف تحصل ومن ما يتم الحصول على المنجنيز؟ من خامات المنغنيز والحديد والمنغنيز ، وكذلك من المحاليل الملحية. ثلاثة طرق مختلفةالحصول على المنجنيز:

استعادة فحم الكوك ،
الألمنيوم ،
التحليل الكهربائي.

في الحالة الأولى ، يتم استخدام فحم الكوك كعامل اختزال وكذلك أول أكسيد الكربون. يتم استعادة المعدن من الركاز ، حيث يوجد خليط من أكاسيد الحديد. والنتيجة هي كلاً من المنغنيز الحديدي (سبيكة مع الحديد) والكربيد (ما هو الكربيد؟ إنه مركب من معدن به كربون).

للمزيد من مادة نقيةيتم استخدام إحدى طرق المعالجة المعدنية - الألمنيوم. أولاً ، يتم تكليس البيرولوزيت ، ويتم الحصول على Mn2O3. ثم يتم خلط الأكسيد الناتج مع مسحوق الألمنيوم. أثناء التفاعل ، يتم إطلاق الكثير من الحرارة ، ونتيجة لذلك ، يذوب المعدن الناتج ويغطيها أكسيد الألومنيوم بغطاء الخبث.

المنغنيز هو معدن متوسط النشاط ويقع في سلسلة بيكيتوف على يسار الهيدروجين وعلى يمين الألومنيوم. هذا يعني أنه أثناء التحليل الكهربائي للمحاليل المائية للأملاح باستخدام Mn2 + الكاتيون ، يتم تقليل الكاتيون المعدني عند الكاثود (أثناء التحليل الكهربائي لمحلول مخفف للغاية ، يتم أيضًا تقليل الماء عند الكاثود). مع التحليل الكهربائي محلول مائيتستمر تفاعلات MnCl2:

MnCl2 Mn2 + + 2Cl-

كاثود (قطب سالب الشحنة): Mn2 + + 2e Mn0

الأنود (قطب موجب الشحنة): 2Cl- - 2e 2Cl0 Cl2

معادلة التفاعل النهائي:

MnCl2 (el-z) Mn + Cl2

ينتج التحليل الكهربائي أنقى المنغنيز المعدني.

فيديو مفيد: المنجنيز ومركباته

طلب

استخدام المنغنيز واسع جدًا. يتم استخدام كل من المعدن نفسه ومركباته المختلفة. يتم استخدامه بشكل حر في علم المعادن لأغراض مختلفة:

كمادة "deoxidizer" أثناء ذوبان الفولاذ (تتشكل روابط الأكسجين و Mn2O3) ؛
كعنصر صناعة السبائك: يتم الحصول على الفولاذ القوي مع درجة عاليةمقاومة التآكل ومقاومة التأثير ؛
لصهر ما يسمى بدرجة الفولاذ المدرعة ؛
كمكون من البرونز والنحاس الأصفر ؛
لصنع المنجانين ، سبيكة من النحاس والنيكل. يتم تصنيع العديد من الأجهزة الكهربائية من هذه السبيكة ، على سبيل المثال ، المتغيرات المتغيرة

لتصنيع الخلايا الجلفانية Zn-Mn ، يتم استخدام MnO2. في الهندسة الكهربائية ، يتم استخدام MnTe و MnAs.

تطبيق المنغنيز

يستخدم برمنجنات البوتاسيوم ، الذي يُطلق عليه غالبًا برمنجنات البوتاسيوم ، على نطاق واسع في الحياة اليومية (لـ الحمامات العلاجية) وكذلك في الصناعة والمختبرات. يتلاشى لون التوت من البرمنجنات عندما يتم تمرير الهيدروكربونات غير المشبعة ذات الروابط المزدوجة والثلاثية عبر المحلول. عند تسخينها بقوة ، تتحلل البرمنجنات. ينتج هذا المنغنات ، MnO2 ، والأكسجين. هذه طريقة واحدة للحصول على أكسجين نقي كيميائيًا في المختبر.

يمكن الحصول على أملاح حمض البرمنجانيك بشكل غير مباشر فقط. للقيام بذلك ، يتم خلط MnO2 مع القلويات الصلبة وتسخينها في وجود الأكسجين. طريقة أخرى للحصول على المنغنيز الصلبة هي تكليس البرمنجنات.

حلول المنغنات لها لون أخضر غامق جميل. ومع ذلك ، فإن هذه الحلول غير مستقرة وتخضع لرد فعل غير متناسب: يتغير اللون الأخضر الداكن إلى توت العليق ، كما يترسب الراسب البني أيضًا. نتيجة للتفاعل ، يتم الحصول على برمنجنات و MnO2.

يستخدم ثاني أكسيد المنغنيز في المختبر كمحفز لتحلل كلورات البوتاسيوم (ملح البرثوليوم) ، وكذلك للحصول على الكلور النقي. ومن المثير للاهتمام ، أنه نتيجة لتفاعل MnO2 مع كلوريد الهيدروجين ، يتم الحصول على منتج وسيط - مركب غير مستقر للغاية MnCl4 ، والذي يتحلل إلى MnCl2 والكلور. محاليل الملح المحايدة أو المحمضة مع Mn2 + الكاتيون لها لون وردي باهت (Mn2 + يشكل معقدًا يحتوي على 6 جزيئات ماء).

فيديو مفيد: المنغنيز عنصر من عناصر الحياة

خاتمة

تاكوفا وصفا موجزا لالمنجنيز وخصائصه الكيميائية. إنه معدن أبيض فضي ذو نشاط متوسط ، يتفاعل مع الماء فقط عند تسخينه ، واعتمادًا على درجة الأكسدة ، يُظهر خصائص معدنية وغير معدنية. تستخدم مركباتها في الصناعة ، في المنزل وفي المختبرات للحصول عليها أكسجين نقيوالكلور.

أعلى حالة أكسدة للمنغنيز +7 تتوافق مع أكسيد حمضي Mn2O7 وحمض المنغنيز HMnO4 وأملاحه - برمنجنات.

تعتبر مركبات المنغنيز (السابع) مؤكسدات قوية. Mn2O7 هو سائل زيتي بني مخضر ، يشتعل عند ملامسته الكحول والإيثرات. أكسيد المنغنيز (السابع) يتوافق مع حمض البرمنجانيك HMnO4. إنه موجود فقط في الحلول ، ولكنه يعتبر من أقوى الحلول (α - 100٪). أقصى تركيز ممكن من HMnO4 في المحلول هو 20٪. أملاح HMnO4 - برمنجنات - أقوى العوامل المؤكسدة ؛ في المحاليل المائية ، مثل الحمض نفسه ، لها لون قرمزي.

في تفاعلات الأكسدة والاختزالالبرمنجنات عوامل مؤكسدة قوية. اعتمادًا على تفاعل البيئة ، يتم تقليلها إما إلى أملاح المنغنيز ثنائي التكافؤ (في بيئة حمضية) ، أو أكسيد المنغنيز (IV) (في بيئة محايدة) أو مركبات المنغنيز (VI) - المنغنيز - (في بيئة قلوية) . من الواضح أنه في البيئة الحمضية ، تكون قدرات الأكسدة لـ Mn + 7 أكثر وضوحًا.

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

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

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

يتأكسد البرمنجنات ، سواء في الوسط الحمضي أو القلوي المواد العضوية:

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

ألدهيد الكحول

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

عند تسخينه ، يتحلل برمنجنات البوتاسيوم (يستخدم هذا التفاعل لإنتاج الأكسجين في المختبر):

2KMnO4 K2MnO4 + MnO2 + O2

هكذا، بالنسبة للمنغنيز ، فإن الأحرف هي نفس التبعيات: في الانتقال من أدنى حالة أكسدة إلى أعلى ، خصائص الحمضمركبات الأكسجين ، وفي تفاعلات OB ، يتم استبدال خصائص الاختزال بخصائص مؤكسدة.

بالنسبة للجسم ، تعتبر البرمنجنات سامة بسبب خصائصها المؤكسدة القوية.

في حالة التسمم بالبرمنجنات ، يستخدم بيروكسيد الهيدروجين في وسط حمض الأسيتيك كترياق:

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

محلول KMnO4 هو عامل كي ومبيد للجراثيم لمعالجة سطح الجلد والأغشية المخاطية. تكمن الخصائص المؤكسدة القوية لـ KMnO4 في الوسائط الحمضية في الأساس للطريقة التحليلية لقياس البرمنجنات المستخدمة في التحليل السريريلتحديد أكسدة الماء ، حمض البوليكفي البول.

يحتوي جسم الإنسان على حوالي 12 مجم من المنجنيز في مركبات مختلفة ، ويتركز فيها 43٪ أنسجة العظام. وهو يؤثر على تكون الدم وتكوين أنسجة العظام والنمو والتكاثر وبعض وظائف الجسم الأخرى.

هيدروكسيد المنغنيز (II)له خصائص أساسية ضعيفة ، يتأكسد بالأكسجين الجوي وعوامل مؤكسدة أخرى إلى حمض البرمنغني أو أملاحه المنجانيت:

Mn (OH) 2 + H2O2 → H2MnO3 ↓ + H2O حمض البرمنجنات

(راسب بني) في بيئة قلوية ، يتأكسد Mn2 + إلى MnO42- ، وفي بيئة حمضية إلى MnO4-:

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

تتشكل أملاح المنغنيز H2MnO4 وأحماض HMnO4 المنغنيز.

إذا أظهر Mn2 + في التجربة خصائص مختزلة ، فسيتم التعبير عن خصائص الاختزال لـ Mn2 + بشكل ضعيف. في العمليات البيولوجية ، لا يغير درجة الأكسدة. تعمل المركبات الحيوية المستقرة Mn2 + على استقرار حالة الأكسدة هذه. يظهر تأثير التثبيت في وقت الاحتفاظ الطويل لقشرة الماء. أكسيد المنغنيز الرابع MnO2 هو مركب منجنيز طبيعي مستقر يحدث في أربعة تعديلات. جميع التعديلات مذبذبة بطبيعتها ولها ازدواجية الأكسدة والاختزال. أمثلة على ازدواجية الأكسدة والاختزال MnO2: МnО2 + 2КI + 3СО2 + Н2О → I2 + МnСО3 + 2КНСО3

6MnO2 + 2NH3 → 3Mn2O3 + N2 + 3H2O

4MnO2 + 3O2 + 4KOH → 4KMnO4 + 2H2O

مركبات Mn (VI)- غير مستقر. في المحاليل ، يمكن أن تتحول إلى مركبات Mn (II) و Mn (IV) و Mn (VII): أكسيد المنغنيز (VI) MnO3 - كتلة حمراء داكنة ، يسعل. الشكل المائي لـ MnO3 هو حمض برمنغني ضعيف H2MnO4 ، والذي يوجد فقط في محلول مائي. يتم تدمير أملاحه (المنغنات) بسهولة عن طريق التحلل المائي والتسخين. عند 50 درجة مئوية يتحلل MnO3:

2MnO3 → 2MnO2 + O2 والتحلل المائي عند إذابته في الماء: 3MnO3 + H2O → MnO2 + 2HMnO4

مشتقات Mn (VII) هي أكسيد المنغنيز (VII) Mn2O7 وشكله المائي ، حمض HMnO4 ، المعروف فقط في المحلول. Mn2O7 مستقر حتى 10 درجة مئوية ، يتحلل بانفجار: Mn2O7 → 2MnO2 + O3

عندما يذوب في ماء بارديتكون حمض Mn2O7 + H2O → 2HMnO4

أملاح حمض البرمنجانيك HMnO4- برمنجنات. الأيونات تسبب اللون البنفسجي للحلول. تشكل هيدرات بلورية من النوع EMnO4 nH2O ، حيث n = 3-6 ، E = Li ، Na ، Mg ، Ca ، Sr.

برمنجنات KMnO4 قابل للذوبان في الماء بدرجة عالية . برمنجنات - وكلاء مؤكسدة قوية. هذه الخاصية تستخدم في الممارسة الطبيةللتطهير ، في تحليل الأدوية لتحديد H2O2 بالتفاعل مع KMnO4 في بيئة حمضية.

بالنسبة للجسم ، البرمنجنات سموم.، يمكن أن يحدث تحييدها على النحو التالي:

لتلقي العلاج تسمم حادبرمنجنات 3٪ محلول مائي من H2O2 ، محمض حمض الاسيتيك. يؤكسد برمنجنات البوتاسيوم المادة العضوية لخلايا الأنسجة والميكروبات. في هذه الحالة ، يتم تقليل KMnO4 إلى MnO2. يمكن أن يتفاعل أكسيد المنغنيز (IV) أيضًا مع البروتينات ، مكونًا مركبًا بنيًا.

تحت تأثير برمنجنات البوتاسيوم KMnO4 ، تتأكسد البروتينات وتتخثر. بناء على هذا تطبيقه كدواء خارجي له خصائص مضادة للميكروبات والكي. علاوة على ذلك ، يتجلى عملها فقط على سطح الجلد والأغشية المخاطية. الخصائص المؤكسدة لمحلول مائي من KMnO4 يستخدم لتحييد المواد العضوية السامة. نتيجة للأكسدة ، تتشكل منتجات أقل سمية. على سبيل المثال ، يتم تحويل عقار المورفين إلى أوكسيمورفين غير نشط بيولوجيًا. برمنجنات البوتاسيوم يتقدم في التحليل بالمعايرة لتحديد محتوى عوامل الاختزال المختلفة (قياس البرمنجنات).

قدرة عالية للأكسدة من البرمنجنات يستخدم في علم البيئة لتقييم تلوث مياه الصرف الصحي (طريقة برمنجنات). يتم تحديد محتوى الشوائب العضوية في الماء من خلال كمية البرمنجنات المؤكسدة (المتغيرة اللون).

يتم استخدام طريقة البرمنجنات (قياس البرمنجنات) أيضا في المختبرات السريرية لتحديد محتوى حمض البوليك في الدم.

تسمى أملاح حمض المنغنيز بالبرمنجنات.أشهرها ملح برمنجنات البوتاسيوم KMnO4 - مادة بلورية أرجوانية داكنة ، قليلة الذوبان في الماء. حلول KMnO4 لها لون قرمزي غامق ، وبتركيزات عالية - بنفسجي ، مميز لـ MnO4- الأنيونات.

برمنجناتيتحلل البوتاسيوم عند تسخينه

2KMnO4 = K2MnO4 + MnO2 + O2

برمنجنات البوتاسيوم عامل مؤكسد قوي جدا، يتأكسد بسهولة العديد من المواد العضوية وغير العضوية. تعتمد درجة تقليل المنجنيز إلى حد كبير على درجة الحموضة في الوسط.

يعيدبرمنجنات البوتاسيوم في وسائط ذات حموضة مختلفة وفقًا للمخطط:

البيئة الحمضيةالرقم الهيدروجيني<7

المنغنيز (II) (Mn2 +)

KMnO4 + عامل الاختزال درجة حموضة البيئة المحايدة = 7

المنغنيز (IV) (MnO2)

درجة الحموضة القلوية> 7

المنغنيز (السادس) (MnO42-)

Mn2 + تلون محلول KMnO4

MnO2 البني الراسب

MnO42 - يتحول الحل إلى اللون الأخضر

أمثلة على رد الفعلبمشاركة برمنجنات البوتاسيوم في مختلف الوسائط (الحمضية والمحايدة والقلوية).

الرقم الهيدروجيني<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-

الرقم الهيدروجيني = 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

الرقم الهيدروجيني> 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

يستخدم برمنجنات البوتاسيوم KMnO4في الممارسة الطبية كمطهر و مطهرلغسيل الجروح ، الشطف ، الغسل ، إلخ. يستخدم محلول وردي فاتح من KMnO4 داخليًا للتسمم لغسل المعدة.

يستخدم برمنجنات البوتاسيوم على نطاق واسع كعامل مؤكسد.

يتم تحليل العديد من الأدوية باستخدام KMnO4 (على سبيل المثال ، النسبة المئوية للتركيز (٪) من محلول H2O2).

الخصائص العامةد- عناصر المجموعة الفرعية VIIIB. هيكل الذرات. عناصر عائلة الحديد. حالات الأكسدة في المركبات. الخصائص الفيزيائية والكيميائية للحديد. طلب. انتشار وأشكال إيجاد عناصر د لعائلة الحديد في الطبيعة. أملاح الحديد (الثاني والثالث). مركبات معقدة من الحديد (II) والحديد (III).

الخصائص العامةعناصر المجموعة الفرعية VIIIB:

1) الصيغة الإلكترونية العامة للمستويات الأخيرة هي (n - 1) d (6-8) ns2.

2) في كل فترة في هذه المجموعة هناك 3 عناصر تشكل الثلاثيات (العائلات):

أ) عائلة الحديد: الحديد والكوبالت والنيكل.

ب) عائلة معادن البلاتين الخفيف (عائلة البلاديوم): الروثينيوم ، الروديوم ، البلاديوم.

ج) عائلة البلاتين الثقيل (عائلة البلاتين): الأوزميوم ، الإيريديوم ، البلاتين.

3) يفسر تشابه العناصر في كل عائلة بقرب نصف القطر الذري ، وبالتالي فإن الكثافة داخل الأسرة متقاربة.

4) تزداد الكثافة مع زيادة عدد الفترة (الأحجام الذرية صغيرة).

5) هذه هي المعادن ذات درجات حرارة عاليةالذوبان والغليان.

6) تزداد حالة الأكسدة القصوى للعناصر الفردية مع زيادة عدد الفترة (بالنسبة للأوزميوم والروثينيوم تصل إلى 8+).

7) هذه المعادن قادرة على تضمين ذرات الهيدروجين في الشبكة البلورية ؛ في وجودها ، يظهر الهيدروجين الذري - عامل اختزال نشط. لذلك ، تعتبر هذه المعادن محفزات لتفاعلات إضافة ذرة الهيدروجين.

8) مركبات هذه المعادن ملونة.

9) مميزة حالات الأكسدة للحديد +2 ، +3 ، في المركبات غير المستقرة +6. النيكل لديه +2 ، +3 غير مستقر. البلاتين لديه +2 ، غير مستقر +4.

حديد. الحصول على الحديد(كل هذه التفاعلات تحدث عند تسخينها)

* 4FeS2 + 11O2 = 2Fe2O3 + 8SO2. الشرط: اطلاق بيريت الحديد.

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

* الحديد O + C = Fe + CO.

* Fe2O3 + 2Al = 2Fe + Al2O3 (طريقة الثرمايت). الحالة: تدفئة.

* = Fe + 5CO (يتم استخدام تحلل الحديد الخماسي لإنتاج حديد نقي جدًا).

الخواص الكيميائية للحديدردود الفعل مع المواد البسيطة

* Fe + S = FeS. الحالة: تدفئة. * 2Fe + 3Cl2 = 2FeCl3.

* Fe + I2 = FeI2 (اليود عامل مؤكسد أقل قوة من الكلور ؛ FeI3 غير موجود).

* 3Fe + 2O2 = Fe3O4 (FeO Fe2O3 هو أكسيد الحديد الأكثر استقرارًا). في الهواء الرطب ، يتكون Fe2O3 nH2O.