Le manganèse présente le degré d'oxydation le plus élevé du composé. Qu'est-ce que le manganèse : étudier l'élément chimique

Pendant longtemps, l’un des composés de cet élément, à savoir son dioxyde (appelé pyrolusite), a été considéré comme un type de minerai de fer magnétique. Ce n'est qu'en 1774 qu'un chimiste suédois découvrit que la pyrolusite contenait un métal inexploré. En chauffant ce minéral avec du charbon, il a été possible d'obtenir ce même métal inconnu. Au début, on l'appelait manganum, puis le nom moderne est apparu - manganèse. L'élément chimique possède de nombreuses propriétés intéressantes, qui seront discutées ci-dessous.

Situé dans un sous-groupe latéral du septième groupe du tableau périodique (important : tous les éléments des sous-groupes latéraux sont des métaux). Formule électronique 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d5 (formule typique de l'élément D). Le manganèse en tant que substance libre a une couleur blanc argenté. En raison de son activité chimique, on le trouve dans la nature uniquement sous forme de composés tels que des oxydes, des phosphates et des carbonates. La substance est réfractaire, le point de fusion est de 1244 degrés Celsius.

Intéressant! Dans la nature, on ne trouve qu'un seul isotope d'un élément chimique, ayant une masse atomique de 55. Les isotopes restants sont obtenus artificiellement, et l'isotope radioactif le plus stable avec une masse atomique de 53 (la demi-vie est approximativement la même que celle de l'uranium ).

État d'oxydation du manganèse

Il possède six états d’oxydation différents. À l'état d'oxydation zéro, l'élément est capable de former des composés complexes avec des ligands organiques (par exemple, P(C5H5)3), ainsi que des ligands inorganiques :

• monoxyde de carbone (dimanganèse décacarbonyle),
• azote,
• trifluorure de phosphore,
• l'oxyde nitrique.

L'état d'oxydation +2 est typique des sels de manganèse. Important : ces composés ont des propriétés purement réparatrices. Les composés les plus stables avec un degré d'oxydation de +3 sont l'oxyde de Mn2O3, ainsi que l'hydrate de cet oxyde Mn(OH)3. A +4, les plus stables sont le MnO2 et l'oxyde-hydroxyde amphotère MnO(OH)2.

L'état d'oxydation du manganèse +6 est typique de l'acide manganèse et de ses sels, qui n'existent qu'en solution aqueuse. L'état d'oxydation de +7 est typique de l'acide permanganique, de son anhydride et de ses sels - les permanganates (analogues aux perchlorates) - des agents oxydants puissants, existant uniquement dans une solution aqueuse. Fait intéressant, lors de la réduction du permanganate de potassium (appelé dans la vie quotidienne permanganate de potassium), trois réactions différentes sont possibles :

• En présence d'acide sulfurique, l'anion MnO4- est réduit en Mn2+.
• Si le milieu est neutre, l'ion MnO4- est réduit en MnO(OH)2 ou MnO2.
• En présence d'alcali, l'anion MnO4- est réduit en ion manganate MnO42-.

Le manganèse comme élément chimique

Propriétés chimiques

Dans des conditions normales, il est inactif. La raison en est un film d'oxyde qui apparaît lorsqu'il est exposé à l'oxygène de l'air. Si la poudre métallique est légèrement chauffée, elle brûle et se transforme en MnO2.

Lorsqu'il est chauffé, il interagit avec l'eau, déplaçant l'hydrogène. À la suite de la réaction, on obtient de l’hydroxyde Mn(OH)2 pratiquement insoluble. Cette substance empêche toute interaction ultérieure avec l'eau.

Intéressant! L'hydrogène est soluble dans le manganèse et, à mesure que la température augmente, la solubilité augmente (on obtient une solution du gaz dans le métal).

Lorsqu'il est chauffé très fortement (températures supérieures à 1 200 degrés Celsius), il réagit avec l'azote, donnant lieu à des nitrures. Ces composés peuvent avoir des compositions différentes, ce qui est typique des berthollides. Il interagit avec le bore, le phosphore, le silicium et sous forme fondue avec le carbone. La dernière réaction se produit lors de la réduction du manganèse avec du coke.

Lors de la réaction avec des acides sulfurique et chlorhydrique dilués, du sel est obtenu et de l'hydrogène est libéré. Mais l'interaction avec l'acide sulfurique fort est différente : les produits de réaction sont le sel, l'eau et le dioxyde de soufre (initialement, l'acide sulfurique est réduit en acide sulfureux ; mais en raison de l'instabilité, l'acide sulfureux se décompose en dioxyde de soufre et en eau).

Lorsqu'il réagit avec de l'acide nitrique dilué, on obtient du nitrate, de l'eau et de l'oxyde nitrique.

Forme six oxydes :

• le protoxyde d'azote, ou MnO,
• oxyde, ou Mn2O3,
• oxyde-oxyde Mn3O4,
• dioxyde, ou MnO2,
• anhydride de manganèse MnO3,
• anhydride de manganèse Mn2O7.

Intéressant! Sous l'influence de l'oxygène atmosphérique, le protoxyde d'azote se transforme progressivement en oxyde. L'anhydride de permanganate n'a pas été isolé sous forme libre.

L'oxyde est un composé avec un état d'oxydation dit fractionnaire. Lorsqu'ils sont dissous dans des acides, des sels de manganèse divalent se forment (les sels avec le cation Mn3+ sont instables et sont réduits en composés avec le cation Mn2+).

Le dioxyde, l'oxyde et le protoxyde d'azote sont les oxydes les plus stables. L'anhydride de manganèse est instable. Il existe des analogies avec d'autres éléments chimiques :

• Mn2O3 et Mn3O4 sont des oxydes basiques et leurs propriétés sont similaires à celles de composés de fer similaires ;
• Le MnO2 est un oxyde amphotère, dont les propriétés sont similaires à celles des oxydes d'aluminium et de chrome trivalent ;
• Le Mn2O7 est un oxyde acide, ses propriétés sont très similaires à celles de l'oxyde de chlore supérieur.

Il est facile de remarquer l’analogie avec les chlorates et les perchlorates. Les manganates, comme les chlorates, sont obtenus indirectement. Mais les permanganates peuvent être obtenus soit directement, c'est-à-dire par l'interaction d'un anhydride et d'un oxyde/hydroxyde métallique en présence d'eau, soit indirectement.

En chimie analytique, le cation Mn2+ appartient au cinquième groupe analytique. Il existe plusieurs réactions permettant de détecter ce cation :

• Lors de l'interaction avec le sulfure d'ammonium, un précipité de MnS se forme, sa couleur est chair ; Lorsque des acides minéraux sont ajoutés, le précipité se dissout.
• Lors de la réaction avec des alcalis, un précipité blanc de Mn(OH)2 est obtenu ; cependant, lors de l'interaction avec l'oxygène atmosphérique, la couleur du précipité passe du blanc au brun - du Mn(OH)3 est obtenu.
• Si du peroxyde d'hydrogène et une solution alcaline sont ajoutés aux sels contenant le cation Mn2+, un précipité brun foncé, MnO(OH)2, précipite.
• Lorsqu'un agent oxydant (dioxyde de plomb, bismuthate de sodium) et une solution forte d'acide nitrique sont ajoutés aux sels contenant le cation Mn2+, la solution devient pourpre - cela signifie que Mn2+ a été oxydé en HMnO4.

Propriétés chimiques

Valence du manganèse

L'élément appartient au septième groupe. Manganèse typique - II, III, IV, VI, VII.

La valence zéro est typique d'une substance libre. Les composés divalents sont des sels avec le cation Mn2+, les composés trivalents sont l'oxyde et l'hydroxyde, les composés tétravalents sont le dioxyde, ainsi que l'oxyde-hydroxyde. Les composés hexavalents et heptavalents sont des sels avec les anions MnO42- et MnO4-.

Comment obtenir et à partir de quoi obtient-on le manganèse ? À partir de minerais de manganèse et de ferromanganèse, ainsi que de solutions salines. Il existe trois manières différentes d’obtenir du manganèse :

• récupération avec du coca,
• l'aluminothermie,
• électrolyse.

Dans le premier cas, le coke et le monoxyde de carbone sont utilisés comme agent réducteur. Le métal est récupéré à partir de minerai contenant un mélange d'oxydes de fer. Le résultat est à la fois du ferromanganèse (un alliage avec du fer) et du carbure (qu'est-ce que le carbure ? c'est un composé de métal et de carbone).

Pour obtenir une substance plus pure, l'une des méthodes de métallothermie est utilisée - l'aluminothermie. Tout d’abord, la pyrolusite est calcinée, ce qui produit du Mn2O3. L'oxyde obtenu est ensuite mélangé à de la poudre d'aluminium. Au cours de la réaction, beaucoup de chaleur est libérée, le métal résultant fond et l'oxyde d'aluminium le recouvre d'un « capuchon » de laitier.

Le manganèse est un métal d'activité moyenne et se situe dans la série Beketov à gauche de l'hydrogène et à droite de l'aluminium. Cela signifie que lors de l'électrolyse de solutions aqueuses de sels avec le cation Mn2+, le cation métallique est réduit à la cathode (lors de l'électrolyse d'une solution très diluée, l'eau est également réduite à la cathode). Lors de l'électrolyse d'une solution aqueuse de MnCl2, les réactions suivantes se produisent :

MnCl2 Mn2+ + 2Cl-

Cathode (électrode chargée négativement) : Mn2+ + 2e Mn0

Anode (électrode chargée positivement) : 2Cl- - 2e 2Cl0 Cl2

L’équation finale de la réaction est :

MnCl2 (el-z) Mn + Cl2

L'électrolyse produit le manganèse le plus pur.

Vidéo utile : le manganèse et ses composés

Application

L'utilisation du manganèse est assez large. Le métal lui-même et ses divers composés sont utilisés. Sous sa forme libre, il est utilisé en métallurgie à diverses fins :

• comme « désoxydant » lors de la fusion de l'acier (l'oxygène se lie et du Mn2O3 se forme) ;
• comme élément d'alliage : il produit un acier solide avec une résistance élevée à l'usure et aux chocs ;
• pour la fusion de l'acier dit de qualité blindée ;
• comme composant du bronze et du laiton ;
• pour créer du manganin, un alliage avec du cuivre et du nickel. Divers appareils électriques, tels que les rhéostats, sont fabriqués à partir de cet alliage

Le MnO2 est utilisé pour la fabrication de cellules galvaniques Zn-Mn. Le MnTe et le MnAs sont utilisés en génie électrique.

Applications du manganèse

Le permanganate de potassium, souvent appelé permanganate de potassium, est largement utilisé aussi bien dans la vie quotidienne (pour les bains médicinaux) que dans l'industrie et les laboratoires. La couleur pourpre du permanganate se décolore lorsque des hydrocarbures insaturés comportant des doubles et triples liaisons traversent la solution. Lorsqu'ils sont fortement chauffés, les permanganates se décomposent. Cela produit des manganates, du MnO2 et de l'oxygène. C'est l'un des moyens d'obtenir de l'oxygène chimiquement pur en laboratoire.

Les sels d'acide permanganate ne peuvent être obtenus qu'indirectement. Pour ce faire, le MnO2 est mélangé à un alcali solide et chauffé en présence d'oxygène. Une autre façon d'obtenir des manganates solides est la calcination des permanganates.

Les solutions de manganates ont une belle couleur vert foncé. Cependant, ces solutions sont instables et subissent une réaction de dismutation : la couleur vert foncé vire au pourpre, et un précipité brun se forme également. La réaction donne du permanganate et du MnO2.

Le dioxyde de manganèse est utilisé en laboratoire comme catalyseur pour la décomposition du chlorate de potassium (sel de Berthollet), ainsi que pour produire du chlore pur. Fait intéressant, à la suite de l'interaction du MnO2 avec le chlorure d'hydrogène, un produit intermédiaire est obtenu - un composé extrêmement instable MnCl4, qui se décompose en MnCl2 et en chlore. Les solutions neutres ou acidifiées de sels avec le cation Mn2+ ont une couleur rose pâle (Mn2+ forme un complexe avec 6 molécules d'eau).

Vidéo utile : le manganèse - un élément de vie

Conclusion

Ceci est une brève description du manganèse et de ses propriétés chimiques. C'est un métal blanc argenté d'activité moyenne, qui n'interagit avec l'eau que lorsqu'il est chauffé et, selon le degré d'oxydation, présente des propriétés métalliques et non métalliques. Ses composés sont utilisés dans l’industrie, à la maison et dans les laboratoires pour produire de l’oxygène pur et du chlore.

Chimie des métaux

Cours 2. Principales questions abordées dans le cours

Métaux du sous-groupe VIIB

Caractéristiques générales des métaux du sous-groupe VIIB.

Chimie du manganèse

Composés naturels de Mn

Propriétés physiques et chimiques du métal.

Composés de manganèse. Propriétés redox des composés

Brèves caractéristiques de Tc et Re.

Métaux du sous-groupe VIIB

caractéristiques générales

apparaissent dans des composés naturels. Le plus courant

d'étranges minéraux de Mn : pyrolusite MnO2 et rhodochrosite MnCO3.

Les composés Mn(+7) et (+6) sont de puissants agents oxydants.

Mn, Tc, Re présentent la plus grande similitude dans les

lation, elle s'exprime dans le caractère acide des oxydes et hydroxydes supérieurs.

Les hydroxydes supérieurs de tous les éléments du sous-groupe VIIB sont forts

acides de formule générale NEO4.

Dans l’état d’oxydation le plus élevé, les éléments Mn, Tc et Re sont similaires à l’élément principal du sous-groupe, le chlore. Acides : HMnO4, HTcO4, HReO4 et

HClO4 est fort. Les éléments du sous-groupe VIIB sont caractérisés par un

similitude significative avec ses voisins de la série, en particulier Mn présente une similitude avec Fe. Dans la nature, les composés de Mn sont toujours adjacents aux composés de Fe.

Marganais

États d'oxydation caractéristiques

environnement neutre, légèrement alcalin et légèrement acide.

Les composés Mn(+7) et (+6) présentent de fortes propriétés oxydantes.

Le caractère acido-basique des oxydes et hydroxydes de Mn est naturellement dû à

varie en fonction de l'état d'oxydation : à l'état d'oxydation +2, l'oxyde et l'hydroxyde sont basiques, et à l'état d'oxydation le plus élevé ils sont acides,

De plus, HMnO4 est un acide fort.

Dans les solutions aqueuses, Mn(+2) existe sous forme d'aquacations

2+, qui par souci de simplicité est noté Mn2+. Le manganèse aux états d'oxydation élevés est en solution sous forme de tétraoxoanions : MnO4 2– et

MnO4 – .

Composés naturels et production de métaux

L’élément Mn en termes d’abondance dans la croûte terrestre parmi les métaux lourds

la pêche suit le fer, mais lui est nettement inférieure - la teneur en Fe est d'environ 5% et en Mn - seulement d'environ 0,1%. Le manganèse contient des oxydes plus courants.

ny et carbonate et minerais. Les minéraux les plus importants sont : pyrolytiques

site MnO2 et rhodochrosite MnCO3.

pour obtenir Mn

En plus de ces minéraux, l'hausmannite Mn3 O4 est utilisée pour obtenir du Mn

et oxyde de psilomélane hydraté MnO2. xH2 O. Dans les minerais de manganèse, tout

Le manganèse est principalement utilisé dans la production de qualités d'acier spéciales présentant une résistance élevée et une résistance aux chocs. Donc,

une nouvelle quantité de Mn est obtenue non pas sous forme pure, mais sous forme de ferromanganèse

tsa - un alliage de manganèse et de fer contenant de 70 à 88 % de Mn.

Le volume total de la production mondiale annuelle de manganèse, y compris sous forme de ferromanganèse, est d'environ (10,12) millions de tonnes/an.

Pour obtenir du ferromanganèse, le minerai d'oxyde de manganèse est réduit

ils brûlent du charbon.

MnO2 + 2C = Mn + 2CO

Avec les oxydes de Mn, les oxydes de Fe contenus dans le minerai sont également réduits.

de. Pour obtenir du manganèse avec une teneur minimale en Fe et C, des composés

Fe est préalablement séparé et l'oxyde mixte Mn3 O4 est obtenu

(MnO . Mn2 O3 ). Elle est ensuite réduite avec de l'aluminium (la pyrolusite réagit avec

Trop orageux).

3Mn3O4 + 8Al = 9Mn + 4Al2O3

Le manganèse pur est obtenu par méthode hydrométallurgique. Après obtention préalable du sel de MnSO4, au travers d'une solution de sulfate de Mn,

le courant électrique est appliqué, le manganèse est réduit à la cathode :

Mn2+ + 2e– = Mn0.

Substance simple

Le manganèse est un métal gris clair. Densité – 7,4 g/cm3. Point de fusion – 1245°C.

Mn2+. Lorsqu'il est chauffé, le manganèse en poudre réagit avec l'eau avec

sortie de H2.

En raison de l'oxydation à l'air, le manganèse se couvre de taches brunes,

Lorsqu'il est chauffé, le manganèse réagit avec les halogènes et le soufre. Affinité Mn

au soufre plus que le fer, donc lors de l'ajout de ferromanganèse à l'acier,

le soufre qui y est dissous se lie au MnS. Le sulfure de MnS ne se dissout pas dans le métal et passe dans les scories. La résistance de l'acier augmente après élimination du soufre, ce qui provoque une fragilité.

À très haute température (> 1 200 0 C), le manganèse, en interaction avec l'azote et le carbone, forme des nitrures et des carbures non stœchiométriques.

Composés de manganèse

Composés de manganèse (+7)

Tous les composés Mn(+7) présentent de fortes propriétés oxydantes.

Permanganate de potassium KMnO 4 – la connexion la plus courante

Mn(+7). Sous sa forme pure, cette substance cristalline est sombre

couleur violet. Lorsque le permanganate cristallin est chauffé, il se décompose

Pour ralentir cette réaction qui s'accélère à la lumière, des solutions de KMnO4 sont stockées

nyat dans des bouteilles sombres.

En ajoutant quelques gouttes de concentré

l'acide sulfurique trilé produit de l'anhydride permanganique.

2KMnO4 + H2 SO4 2Mn2 O7 + K2 SO4 + H2 O

L'oxyde de Mn 2 O 7 est un liquide huileux lourd de couleur vert foncé. C'est le seul oxyde métallique qui, dans des conditions normales, est

Il est à l'état liquide (point de fusion 5,9 0 C). L'oxyde a une molécule

structure cellulaire, très instable, se décompose de manière explosive à 55 0 C. 2Mn2O7 = 4MnO2 + 3O2

L'oxyde de Mn2 O7 est un agent oxydant très puissant et énergétique. Beaucoup ou-

les substances organiques sont oxydées sous son influence en CO2 et H2 O. Oxyde

Mn2 O7 est parfois appelé allumettes chimiques. Si une tige de verre est humidifiée dans Mn2 O7 et amenée à une lampe à alcool, elle s'allumera.

Lorsque le Mn2O7 est dissous dans l’eau, de l’acide permanganique se forme.

L'acide HMnO 4 est un acide fort qui n'existe que dans l'eau.

solution nom, non isolée dans un État libre. L'acide HMnO4 se décompose-

avec libération d'O2 et de MnO2.

Lors de l'ajout d'un alcali solide à une solution de KMnO4, la formation

formation de manganate vert.

4KMnO4 + 4KOH (k) = 4K2 MnO4 + O2 + 2H2 O.

Lors du chauffage du KMnO4 avec de l'acide chlorhydrique concentré, il se forme

Du gaz Cl2 est présent.

2KMnO4 (k) + 16HCl (conc.) = 2MnCl2 + 5Cl2 + 8H2 O + 2KCl

Ces réactions révèlent les fortes propriétés oxydantes du permanganate.

Les produits d'interaction du KMnO4 avec les agents réducteurs dépendent de l'acidité de la solution dans lequel la réaction a lieu.

Dans les solutions acides, un cation incolore Mn2+ se forme.

MnO4 – + 8H+ +5e–  Mn2+ + 4H2 O ; (E0 = +1,53 V).

Un précipité brun MnO2 précipite à partir de solutions neutres.

MnO4 – +2H2O +3e–  MnO2 + 4OH– .

Dans les solutions alcalines, l'anion vert MnO4 2– se forme.

Le permanganate de potassium dans l'industrie est obtenu soit à partir du manganèse

(en l'oxydant à l'anode dans une solution alcaline), ou à partir de pyrolusite (MnO2 est pré-

oxyder par ébullition en K2 MnO4, qui est ensuite oxydé en KMnO4 à l'anode).

Composés de manganèse (+6)

Les manganates sont des sels avec l'anion MnO4 2– et ont une couleur vert vif.

L'anion MnO4 2─ n'est stable que dans un environnement hautement alcalin. Sous l’influence de l’eau et surtout de l’acide, les manganates se disproportionnent pour former un composé

de Mn aux états d'oxydation 4 et 7.

3MnO4 2– + 2H2 O= MnO2 + 2MnO4 – + 4OH–

Pour cette raison, l’acide H2 MnO4 n’existe pas.

Les manganates peuvent être obtenus en fusionnant MnO2 avec des alcalis ou du carbonate

mi en présence d'un agent oxydant.

2MnO2 (k) + 4KOH (l) + O2 = 2K2 MnO4 + 2H2 O

Les manganates sont de puissants agents oxydants , mais s'ils sont concernés

Si vous utilisez un agent oxydant encore plus puissant, ils se transforment en permanganates.

Disproportion

Composés de manganèse (+4)

– le composé de Mn le plus stable. Cet oxyde est présent naturellement (le minéral pyrolusite).

L'oxyde de MnO2 est une substance brun noir avec une structure cristalline très forte.

réseau ique (identique au TiO2 rutile). Pour cette raison, malgré le fait que l'oxyde de MnO 2 est amphotère, il ne réagit pas avec les solutions alcalines et avec les acides dilués (tout comme le TiO2). Il se dissout dans les acides concentrés.

MnO2 + 4HCl (conc.) = MnCl2 + Cl2 + 2H2 O

La réaction est utilisée en laboratoire pour produire du Cl2.

Lorsque MnO2 est dissous dans de l’acide sulfurique et nitrique concentré, Mn2+ et O2 se forment.

Ainsi, en milieu très acide, le MnO2 a tendance à se transformer en

Cation Mn2+.

Le MnO2 réagit avec les alcalis uniquement dans les matières fondues avec formation de mélanges

oxydes. En présence d'un agent oxydant, des manganates se forment dans des masses fondues alcalines.

L'oxyde de MnO2 est utilisé dans l'industrie comme agent oxydant bon marché. En particulier, rédox interaction

formation d'oxydes Mn2 O3 et Mn3 O4 (MnO. Mn2 O3 ).

L'hydroxyde de Mn(+4) n'est pas isolé, lors de la réduction du permanganate et du man-

ganate en milieu neutre ou légèrement alcalin, ainsi que lors de l'oxydation

Mn(OH)2 et MnOOH, un précipité brun foncé hydraté précipite à partir des solutions.

faible MnO2.

Oxyde et hydroxyde de Mn(+3) sont de nature fondamentale. Ce sont des solides

substances brunes, insolubles dans l’eau et instables.

Lorsqu'ils interagissent avec des acides dilués, ils deviennent disproportionnés

réagir, formant des composés de Mn dans les états d'oxydation 4 et 2. 2MnOOH + H2 SO4 = MnSO4 + MnO2 + 2H2 O

Ils interagissent avec les acides concentrés de la même manière que

MnO2, c'est-à-dire dans un environnement acide, ils se transforment en cation Mn2+. Dans un environnement alcalin, ils s'oxydent facilement dans l'air en MnO2.

Composés de manganèse (+2)

Dans les solutions aqueuses, les composés Mn(+2) sont stables dans un environnement acide.

L'oxyde et l'hydroxyde de Mn(+2) sont de nature basique, facilement solubles

se dissoudre dans les acides pour former le cation hydraté Mn2+.

L'oxyde de MnO est un composé cristallin réfractaire gris-vert

(point de fusion – 18420°C). Il peut être obtenu en décomposant le car-

bonate en l’absence d’oxygène.

MnCO3 = MnO + CO2.

MnO ne se dissout pas dans l'eau.

PARTIE 1

1. L'état d'oxydation (so) est la charge conventionnelle des atomes d'un élément chimique dans une substance complexe, calculée sur la base de l'hypothèse qu'elle est constituée d'ions simples.

Tu devrais savoir!

1) En relation avec. O. hydrogène = +1, sauf pour les hydrures .
2) En relation avec. O. oxygène = -2, sauf peroxydes  et fluorures 
3) L'état d'oxydation des métaux est toujours positif.

Pour les métaux des principaux sous-groupes des trois premiers groupes p. O. constante:

Métaux du groupe IA - p. O. = +1,
Métaux du groupe IIA - p. O. = +2,
Métaux du groupe IIIA - p. O. = +3. 4

Dans les atomes libres et les substances simples p. O. = 0,5

Total s. O. tous les éléments de la connexion = 0.

2. Méthode de formation des noms composés à deux éléments (binaires).

4. Complétez le tableau « Noms et formules des composés binaires ».

5. Déterminez l'état d'oxydation de l'élément du composé complexe mis en évidence en police.

PARTIE 2

1. Déterminez les états d'oxydation des éléments chimiques dans les composés à l'aide de leurs formules. Notez les noms de ces substances.

2. Divisez les substances FeO, Fe2O3, CaCl2, AlBr3, CuO, K2O, BaCl2, SO3 en deux groupes. Notez les noms des substances, en indiquant leurs états d'oxydation.

3. Établir une correspondance entre le nom et l'état d'oxydation d'un atome d'un élément chimique et la formule du composé.

4. Composez des formules pour les substances par leur nom.

5. Combien de molécules y a-t-il dans 48 g d’oxyde de soufre (IV) ?

6. À l'aide d'Internet et d'autres sources d'information, préparez un message sur l'utilisation de tout composé binaire selon le plan suivant :

1) formule ;
2) nom ;
3) propriétés ;
4) demande.

Eau H2O, oxyde d'hydrogène. Dans des conditions normales, l’eau est liquide, incolore, inodore et bleue en couche épaisse. Le point d'ébullition est d'environ 100⁰С. C'est un bon solvant. Une molécule d'eau est constituée de deux atomes d'hydrogène et d'un atome d'oxygène, c'est sa composition qualitative et quantitative. Il s'agit d'une substance complexe, elle se caractérise par les propriétés chimiques suivantes : interaction avec les métaux alcalins, les métaux alcalino-terreux.

Les réactions d'échange avec l'eau sont appelées hydrolyse. Ces réactions sont d'une grande importance en chimie.

7. L'état d'oxydation du manganèse dans le composé K2MnO4 est égal à :

8. Le chrome a le degré d'oxydation le plus bas dans le composé dont la formule est :

1)Cr2O3

9. Le chlore présente son état d'oxydation maximal dans un composé dont la formule est :

L’un des métaux les plus importants pour la métallurgie est le manganèse. De plus, il s’agit généralement d’un élément plutôt inhabituel auquel sont associés des faits intéressants. Important pour les organismes vivants, nécessaire à la production de nombreux alliages et produits chimiques. Manganèse - dont une photo peut être vue ci-dessous. Ce sont ses propriétés et caractéristiques que nous considérerons dans cet article.

Caractéristiques d'un élément chimique

Si nous parlons du manganèse en tant qu'élément, nous devons tout d'abord caractériser sa position dans celui-ci.

1. Situé dans la quatrième grande période, septième groupe, sous-groupe secondaire.
2. Le numéro d'ordre est 25. Le manganèse est un élément chimique dont les atomes sont égaux à +25. Le nombre d'électrons est le même, les neutrons - 30.
3. La valeur de la masse atomique est de 54,938.
4. Le symbole de l’élément chimique du manganèse est Mn.
5. Le nom latin est manganèse.

Il se situe entre le chrome et le fer, ce qui explique sa similitude avec eux dans ses caractéristiques physiques et chimiques.

Manganèse - élément chimique : métal de transition

Si nous considérons la configuration électronique d'un atome donné, alors sa formule ressemblera à : 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 4s 2 3d 5. Il devient évident que l’élément que nous considérons est un métal de transition de la famille D. Cinq électrons du sous-niveau 3d indiquent la stabilité de l'atome, qui se manifeste dans ses propriétés chimiques.

En tant que métal, le manganèse est un agent réducteur, mais la plupart de ses composés sont capables de présenter des capacités oxydantes assez fortes. Cela est dû aux différents états d’oxydation et valences d’un élément donné. C'est la particularité de tous les métaux de cette famille.

Ainsi, le manganèse est un élément chimique situé parmi d’autres atomes et possédant ses propres caractéristiques particulières. Examinons plus en détail quelles sont ces propriétés.

Le manganèse est un élément chimique. État d'oxydation

Nous avons déjà donné la formule électronique de l'atome. Selon lui, cet élément est capable de présenter plusieurs états d’oxydation positifs. Ce:

La valence de l'atome est IV. Les composés les plus stables sont ceux dans lesquels le manganèse présente des valeurs de +2, +4, +6. Le degré d’oxydation le plus élevé permet aux composés d’agir comme des agents oxydants puissants. Par exemple : KMnO 4, Mn 2 O 7.

Les composés avec +2 sont des agents réducteurs ; l'hydroxyde de manganèse (II) a des propriétés amphotères, avec une prédominance de propriétés basiques. Les états d'oxydation intermédiaires forment des composés amphotères.

Histoire de la découverte

Le manganèse est un élément chimique qui n’a pas été découvert immédiatement, mais progressivement par différents scientifiques. Cependant, les gens utilisent ses composés depuis l’Antiquité. L'oxyde de manganèse (IV) était utilisé pour fabriquer du verre. Un Italien a déclaré que l'ajout de ce composé lors de la production chimique des verres rend leur couleur violette. Parallèlement à cela, la même substance aide à éliminer le trouble des verres colorés.

Plus tard en Autriche, le scientifique Keim a pu obtenir un morceau de manganèse métallique en exposant du purolysite (oxyde de manganèse (IV)), de la potasse et du charbon à des températures élevées. Cependant, cet échantillon contenait de nombreuses impuretés qu’il n’a pas pu éliminer, la découverte n’a donc pas eu lieu.

Plus tard encore, un autre scientifique a également synthétisé un mélange dans lequel une proportion significative était du métal pur. C'est Bergman qui avait déjà découvert l'élément nickel. Cependant, il n’était pas destiné à achever l’affaire.

Le manganèse est un élément chimique qui a été obtenu et isolé pour la première fois sous la forme d'une substance simple par Karl Scheele en 1774. Cependant, il l'a fait avec I. Gan, qui a achevé le processus de fusion d'un morceau de métal. Mais même eux n'ont pas réussi à le débarrasser complètement des impuretés et à obtenir un rendement de 100 % du produit.

Pourtant, c’est précisément à cette époque que l’atome fut découvert. Ces mêmes scientifiques ont tenté de le qualifier de découvreurs. Ils ont choisi le terme manganèse. Cependant, après la découverte du magnésium, la confusion a commencé et le nom manganèse a été remplacé par son nom moderne (H. David, 1908).

Le manganèse étant un élément chimique dont les propriétés sont très précieuses pour de nombreux procédés métallurgiques, il est devenu nécessaire, au fil du temps, de trouver un moyen de l’obtenir sous la forme la plus pure possible. Ce problème a été résolu par des scientifiques du monde entier, mais n'a été résolu qu'en 1919 grâce aux travaux de R. Agladze, un chimiste soviétique. C'est lui qui a trouvé le moyen d'obtenir par électrolyse un métal pur avec une teneur en substance de 99,98 % à partir de sulfates et de chlorures de manganèse. Aujourd'hui, cette méthode est utilisée partout dans le monde.

Être dans la nature

Le manganèse est un élément chimique dont une photo d'une substance simple est visible ci-dessous. Dans la nature, il existe de nombreux isotopes de cet atome, dont le nombre de neutrons varie considérablement. Ainsi, les nombres de masse varient de 44 à 69. Cependant, le seul isotope stable est l'élément d'une valeur de 55 Mn, tous les autres ont une demi-vie négligeable ou existent en trop petites quantités.

Le manganèse étant un élément chimique dont l’état d’oxydation est très différent, il forme également de nombreux composés dans la nature. Cet élément ne se retrouve jamais sous sa forme pure. Dans les minéraux et minerais, son voisin constant est le fer. Au total, nous pouvons identifier plusieurs des roches les plus importantes qui contiennent du manganèse.

1. Pyrolusite. Formule composée : MnO 2 *nH 2 O.
2. Psilomélane, molécule MnO2*mMnO*nH2O.
3. Manganite, formule MnO*OH.
4. La brownite est moins courante que les autres. Formule Mn 2 O 3.
5. Hausmannite, formule Mn*Mn 2 O 4.
6. Rhodonite Mn 2 (SiO 3) 2.
7. Minerais de carbonate de manganèse.
8. Espar cramoisi ou rhodochrosite - MnCO 3.
9. Purpurite - Mn 3 PO 4.

De plus, plusieurs autres minéraux peuvent être identifiés, qui contiennent également l'élément en question. Ce:

• calcite;
• sidérite;
• des minéraux argileux;
• calcédoine;
• opale;
• composés sable-limon.

Outre les roches et roches sédimentaires, les minéraux, le manganèse est un élément chimique qui fait partie des objets suivants :

1. Organismes végétaux. Les plus grands réservoirs de cet élément sont : la châtaigne d'eau, les lentilles d'eau et les diatomées.
2. Champignons rouillés.
3. Certains types de bactéries.
4. Les animaux suivants : fourmis rouges, crustacés, mollusques.
5. Personnes – les besoins quotidiens sont d’environ 3 à 5 mg.
6. Les eaux de l'océan mondial contiennent 0,3% de cet élément.
7. La teneur totale de la croûte terrestre est de 0,1 % en poids.

Globalement, c'est le 14ème élément le plus abondant sur notre planète. Parmi les métaux lourds, il vient juste derrière le fer.

Propriétés physiques

Du point de vue des propriétés du manganèse en tant que substance simple, plusieurs caractéristiques physiques principales peuvent lui être identifiées.

1. Sous forme de substance simple, c'est un métal assez dur (sur l'échelle de Mohs l'indicateur est de 4). La couleur est blanc argenté, à l'air, elle se recouvre d'un film d'oxyde protecteur et brille lorsqu'elle est coupée.
2. Le point de fusion est de 1246 0 C.
3. Point d'ébullition - 2061 0 C.
4. Les propriétés conductrices sont bonnes, il est paramagnétique.
5. La densité du métal est de 7,44 g/cm 3 .
6. Il existe sous la forme de quatre modifications polymorphes (α, β, γ, σ), différant par la structure et la forme du réseau cristallin et la densité de tassement atomique. Leurs points de fusion diffèrent également.

Il existe trois formes principales de manganèse utilisées en métallurgie : β, γ, σ. L'alpha est moins courant, car ses propriétés sont trop fragiles.

Propriétés chimiques

D'un point de vue chimique, le manganèse est un élément chimique dont la charge ionique varie fortement de +2 à +7. Cela laisse des traces dans son activité. Sous sa forme libre dans l'air, le manganèse réagit très faiblement avec l'eau et se dissout dans les acides dilués. Cependant, dès que la température augmente, l’activité du métal augmente fortement.

Ainsi, il est capable d’interagir avec :

• azote;
• carbone;
• les halogènes;
• silicium;
• phosphore;
• soufre et autres non-métaux.

Lorsqu'il est chauffé sans accès à l'air, le métal passe facilement à l'état de vapeur. Selon le degré d’oxydation du manganèse, ses composés peuvent être à la fois des agents réducteurs et oxydants. Certains présentent des propriétés amphotères. Ainsi, les principaux sont caractéristiques des composés dans lesquels il est +2. Amphotère - +4, et acide et fortement oxydant à la valeur la plus élevée +7.

Malgré le fait que le manganèse soit un composé complexe, il en existe peu. Cela est dû à la configuration électronique stable de l’atome, car son sous-niveau 3D contient 5 électrons.

Modalités d'obtention

Il existe trois manières principales de produire industriellement du manganèse (un élément chimique). Comme son nom se lit en latin, nous l'avons déjà désigné comme manganum. Si vous le traduisez en russe, ce sera « oui, je clarifie vraiment, je décolore ». Le manganèse doit son nom à ses propriétés connues depuis l’Antiquité.

Cependant, malgré sa popularité, il n’a été possible de l’obtenir sous sa forme pure pour une utilisation qu’en 1919. Cela se fait en utilisant les méthodes suivantes.

1. Électrolyse, le rendement du produit est de 99,98 %. Le manganèse est ainsi obtenu dans l'industrie chimique.
2. Silicothermique, ou réduction au silicium. Avec cette méthode, le silicium et l’oxyde de manganèse (IV) sont fusionnés, entraînant la formation d’un métal pur. Le rendement est d'environ 68 %, puisque le manganèse se combine au silicium pour former du siliciure comme produit secondaire. Cette méthode est utilisée dans l'industrie métallurgique.
3. Méthode aluminothermique - réduction à l'aide d'aluminium. Cela ne donne pas non plus un rendement en produit trop élevé ; il se forme du manganèse contaminé par des impuretés.

La production de ce métal est importante pour de nombreux procédés réalisés en métallurgie. Même un petit ajout de manganèse peut grandement affecter les propriétés des alliages. Il a été prouvé que de nombreux métaux s'y dissolvent, remplissant son réseau cristallin.

La Russie occupe le premier rang mondial pour l'extraction et la production de cet élément. Cette démarche est également menée dans des pays tels que :

• Chine.
• Kazakhstan.
• Géorgie.
• Ukraine.

Usage industriel

Le manganèse est un élément chimique dont l’utilisation n’est pas seulement importante en métallurgie. mais aussi dans d'autres domaines. Outre le métal sous sa forme pure, divers composés d'un atome donné sont également d'une grande importance. Décrivons les principaux.

1. Il existe plusieurs types d'alliages qui, grâce au manganèse, possèdent des propriétés uniques. Par exemple, il est si solide et résistant à l'usure qu'il est utilisé pour la fusion de pièces pour excavatrices, machines de traitement de pierre, concasseurs, broyeurs à boulets et pièces de blindage.
2. Le dioxyde de manganèse est un élément oxydant essentiel en galvanoplastie ; il est utilisé dans la création de dépolariseurs.
3. De nombreux composés du manganèse sont nécessaires pour réaliser les synthèses organiques de diverses substances.
4. Le permanganate de potassium (ou permanganate de potassium) est utilisé en médecine comme désinfectant puissant.
5. Cet élément fait partie du bronze, du laiton, et forme son propre alliage avec le cuivre, qui est utilisé pour la fabrication de turbines, de pales et d'autres pièces d'avions.

Rôle biologique

Les besoins quotidiens en manganèse pour l'homme sont de 3 à 5 mg. Une carence en cet élément entraîne une dépression du système nerveux, des troubles du sommeil, de l'anxiété et des vertiges. Son rôle n'est pas encore complètement étudié, mais il est clair qu'il influence tout d'abord :

• hauteur;
• activité des gonades ;
• le travail des hormones ;
• formation de sang.

Cet élément est présent dans toutes les plantes, animaux et humains, ce qui prouve son rôle biologique important.

Le manganèse est un élément chimique dont les faits intéressants peuvent impressionner n'importe qui et lui faire comprendre à quel point il est important. Présentons les plus basiques d’entre eux, qui ont trouvé leur empreinte dans l’histoire de ce métal.

1. Pendant les temps difficiles de la guerre civile en URSS, l’un des premiers produits d’exportation était le minerai contenant de grandes quantités de manganèse.
2. Si le dioxyde de manganèse est fusionné avec du salpêtre, puis que le produit est dissous dans l'eau, des transformations étonnantes commenceront. Tout d’abord, la solution deviendra verte, puis la couleur deviendra bleue, puis violette. Finalement, il deviendra pourpre et un précipité brun se formera progressivement. Si vous secouez le mélange, la couleur verte sera à nouveau restaurée et tout recommencera. C'est pour cela que le permanganate de potassium tire son nom, qui se traduit par « caméléon minéral ».
3. Si des engrais contenant du manganèse sont ajoutés au sol, la productivité des plantes augmentera et le taux de photosynthèse augmentera. Le blé d'hiver formera mieux des grains.
4. Le plus gros bloc de rhodonite, un minéral de manganèse, pesait 47 tonnes et a été trouvé dans l'Oural.
5. Il existe un alliage ternaire appelé manganine. Il est constitué d'éléments tels que le cuivre, le manganèse et le nickel. Sa particularité réside dans sa résistance électrique élevée, qui ne dépend pas de la température, mais est influencée par la pression.

Bien entendu, ce n’est pas tout ce que l’on peut dire de ce métal. Le manganèse est un élément chimique dont les faits intéressants sont très variés. Surtout si l'on parle des propriétés qu'il confère à divers alliages.

L'état d'oxydation le plus élevé du manganèse +7 correspond à l'oxyde acide Mn2O7, l'acide manganèse HMnO4 et ses sels - permanganates.

Les composés du manganèse (VII) sont de puissants agents oxydants. Le Mn2O7 est un liquide huileux brun verdâtre, au contact duquel les alcools et les éthers s'enflamment. L'oxyde de Mn(VII) correspond à l'acide manganèse HMnO4. Il n'existe qu'en solutions, mais est considéré comme l'un des plus forts (α - 100 %). La concentration maximale possible de HMnO4 en solution est de 20 %. Les sels de HMnO4 – les permanganates – sont les agents oxydants les plus puissants ; dans les solutions aqueuses, comme l'acide lui-même, ont une couleur pourpre.

Dans les réactions redox Les permanganates sont de puissants agents oxydants. Selon la réaction du milieu, ils sont réduits soit en sels de manganèse divalents (en milieu acide), en oxyde de manganèse (IV) (en milieu neutre) ou en composés de manganèse (VI) - manganates - (en milieu alcalin). Il est évident que dans un environnement acide, les capacités oxydantes du Mn+7 sont les plus prononcées.

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

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

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

Les permanganates oxydent les substances organiques dans les environnements acides et alcalins :

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

alcool aldéhydique

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

Lorsqu'il est chauffé, le permanganate de potassium se décompose (cette réaction est utilisée pour produire de l'oxygène en laboratoire) :

2KMnO4 K2MnO4 + MnO2 + O2

Ainsi, pour le manganèse, les mêmes dépendances sont caractéristiques : lors du passage d'un état d'oxydation inférieur à un état supérieur, les propriétés acides des composés oxygénés augmentent et dans les réactions OM, les propriétés réductrices sont remplacées par des propriétés oxydantes.

Les permanganates sont toxiques pour l’organisme en raison de leurs fortes propriétés oxydantes.

En cas d'intoxication au permanganate, le peroxyde d'hydrogène dans l'acide acétique est utilisé comme antidote :

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

La solution KMnO4 est un agent cautérisant et bactéricide destiné au traitement de la surface de la peau et des muqueuses. Les fortes propriétés oxydantes du KMnO4 dans un environnement acide sont à la base de la méthode analytique de permanganatométrie, utilisée en analyse clinique pour déterminer l'oxydabilité de l'eau et de l'acide urique dans l'urine.

Le corps humain contient environ 12 mg de Mn sous forme de divers composés, dont 43 % sont concentrés dans le tissu osseux. Il affecte l’hématopoïèse, la formation osseuse, la croissance, la reproduction et certaines autres fonctions du corps.

hydroxyde de manganèse(II) a des propriétés faiblement basiques, est oxydé par l'oxygène de l'air et d'autres agents oxydants en acide permanganeux ou ses sels manganites :

Mn(OH)2 + H2O2 → H2MnO3↓ + H2O acide permanganeux

(précipité marron) En milieu alcalin, Mn2+ est oxydé en MnO42-, et en milieu acide en MnO4- :

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

Des sels de manganèse НМnО4 et des acides de manganèse НМnО4 se forment.

Si dans l'expérience Mn2+ présente des propriétés réductrices, alors les propriétés réductrices de Mn2+ sont faiblement exprimées. Dans les processus biologiques, cela ne modifie pas l’état d’oxydation. Les biocomplexes stables de Mn2+ stabilisent cet état d’oxydation. L'effet stabilisant apparaît dans le long temps de rétention de la coque d'hydratation. Oxyde de manganèse (IV) Le MnO2 est un composé naturel stable de manganèse que l’on retrouve sous quatre modifications. Toutes les modifications sont de nature amphotère et ont une dualité redox. Exemples de dualité redox MnO2 : МnО2 + 2КI + 3СО2 + Н2О → I2 + МnСО3 + 2КНСО3

6MnO2 + 2NH3 → 3Mn2O3 + N2 + 3H2O

4MnO2 + 3O2 + 4KOH → 4KMnO4 + 2H2O

Composés de Mn(VI)- instable. Dans les solutions, ils peuvent se transformer en composés Mn (II), Mn (IV) et Mn (VII) : l'oxyde de manganèse (VI) MnO3 est une masse rouge foncé qui provoque la toux. La forme hydratée du MnO3 est l’acide permanganique faible H2MnO4, qui n’existe qu’en solution aqueuse. Ses sels (manganates) sont facilement détruits par hydrolyse et par chauffage. A 50°C MnO3 se décompose :

2MnO3 → 2MnO2 + O2 et s'hydrolyse lorsqu'il est dissous dans l'eau : 3MnO3 + H2O → MnO2 + 2HMnO4

Les dérivés du Mn(VII) sont l’oxyde de manganèse (VII) Mn2O7 et sa forme hydratée – l’acide НМnО4, connu uniquement en solution. Mn2O7 est stable jusqu'à 10°C, se décompose de manière explosive : Mn2O7 → 2MnO2 + O3

Lorsqu'il est dissous dans l'eau froide, l'acide Mn2O7 + H2O → 2НМnО4 se forme

Sels d'acide manganèse НМnО4- les permanganates. Les ions provoquent la couleur violette des solutions. Ils forment des hydrates cristallins du type EMnO4∙nH2O, où n = 3-6, E = Li, Na, Mg, Ca, Sr.

Permanganate KMnO4 est hautement soluble dans l’eau . Permanganates - des agents oxydants forts. Cette propriété est utilisée en pratique médicale pour la désinfection, en analyse pharmacopée pour l'identification de H2O2 par interaction avec KMnO4 en milieu acide.

Les permanganates sont des poisons pour le corps, leur neutralisation peut se produire comme suit : 2KMnO4 + 5H2O2 + 6CH3COOH = 2Mn(CH3COO)2 + 2CH3COOK + 8H2O + 5O2

Pour le traitement de l’intoxication aiguë au permanganate on utilise une solution aqueuse à 3% de H2O2 acidifiée avec de l'acide acétique. Le permanganate de potassium oxyde les substances organiques présentes dans les cellules des tissus et les microbes. Dans ce cas, KMnO4 est réduit en MnO2. L'oxyde de manganèse (IV) peut également réagir avec les protéines pour former un complexe brun.

Sous l'influence du permanganate de potassium KMnO4, les protéines sont oxydées et coagulées. Basé sur ceci son application comme préparation externe aux propriétés antimicrobiennes et cautérisantes. De plus, son effet ne se manifeste qu'à la surface de la peau et des muqueuses. Propriétés oxydantes d'une solution aqueuse de KMnO4 utiliser pour la neutralisation des substances organiques toxiques. À la suite de l'oxydation, des produits moins toxiques se forment. Par exemple, la morphine, un médicament, est transformée en oxymorphine biologiquement inactive. Le permanganate de potassium appliquer en analyse titrimétrique pour déterminer la teneur en divers agents réducteurs (permanganatométrie).

Haute capacité oxydante du permanganate utiliser en écologie pour l'évaluation de la pollution des eaux usées (méthode au permanganate). La quantité de permanganate oxydé (décoloré) détermine la teneur en impuretés organiques de l'eau.

La méthode du permanganate (permanganatométrie) est utilisée également dans les laboratoires cliniques pour déterminer le niveau d'acide urique dans le sang.

Les sels d'acide manganèse sont appelés permanganates. Le plus célèbre est le sel de permanganate de potassium KMnO4 - une substance cristalline violet foncé, modérément soluble dans l'eau. Les solutions de KMnO4 ont une couleur pourpre foncé et, à des concentrations élevées, du violet, caractéristique des anions MnO4-.

Permanganate le potassium se décompose lorsqu'il est chauffé

2KMnO4 = K2MnO4 + MnO2 + O2

Le permanganate de potassium est un agent oxydant très puissant, oxyde facilement de nombreuses substances inorganiques et organiques. Le degré de réduction du manganèse dépend beaucoup du pH de l'environnement.

Récupération Le permanganate de potassium dans des environnements d'acidité variable se déroule selon le schéma suivant :

pH acide<7

manganèse(II) (Mn2+)

KMnO4 + agent réducteur Milieu neutre pH = 7

manganèse(IV) (MnO2)

Environnement alcalin pH>7

manganèse(VI) (MnO42-)

Décoloration Mn2+ de la solution KMnO4

Précipité brun de MnO2

La solution MnO42 devient verte

Exemples de réactions avec la participation du permanganate de potassium dans divers milieux (acide, neutre et alcalin).

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 = 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 = 2K2МnO4 + K2SO4 + H2O

MnO4- +1 ē → MnO42- 1 2

SO32- + 2ОH- - 2ē → SO42-+ H2О 2 1

2MnO4- + SO32- + 2ОH- →2MnO42- + SO42-+ H2О

Le permanganate de potassium KMnO4 est utilisé dans la pratique médicale comme désinfectant et antiseptique pour laver les plaies, rincer, se doucher, etc. Une solution rose clair de KMnO4 est utilisée par voie orale pour le lavage gastrique en cas d'intoxication.

Le permanganate de potassium est très largement utilisé comme agent oxydant.

Grâce au KMnO4, de nombreux médicaments sont analysés (par exemple, la concentration en pourcentage (%) d'une solution H2O2).

Caractéristiques générales des éléments d du sous-groupe VIIIB. La structure des atomes. Éléments de la famille du fer. États d'oxydation dans les composés. Propriétés physiques et chimiques du fer. Application. Prévalence et formes d'apparition des éléments d de la famille du fer dans la nature. Sels de fer (II, III). Composés complexes de fer (II) et de fer (III).

Propriétés générales des éléments du sous-groupe VIIIB :

1) Formule électronique générale des derniers niveaux (n - 1)d(6-8)ns2.

2) Dans chaque période il y a 3 éléments dans ce groupe, formant des triades (familles) :

a) Famille du fer : fer, cobalt, nickel.

b) Famille des métaux légers du platine (famille du palladium) : ruthénium, rhodium, palladium.

c) Famille des métaux lourds du platine (famille du platine) : osmium, iridium, platine.

3) La similitude des éléments dans chaque famille s'explique par la proximité des rayons atomiques, donc la densité au sein de la famille est proche.

4) La densité augmente avec le nombre de périodes (les volumes atomiques sont petits).

5) Ce sont des métaux avec des points de fusion et d’ébullition élevés.

6) L'état d'oxydation maximal des éléments individuels augmente avec le nombre de périodes (pour l'osmium et le ruthénium, il atteint 8+).

7) Ces métaux sont capables d'incorporer des atomes d'hydrogène dans le réseau cristallin ; en leur présence, de l'hydrogène atomique apparaît - un agent réducteur actif. Ces métaux sont donc des catalyseurs de réactions impliquant l’ajout d’un atome d’hydrogène.

8) Les composés de ces métaux sont peints.

9) Caractéristique états d'oxydation du fer +2, +3, dans les composés instables +6. Le nickel a +2, les instables ont +3. Le platine a +2, les instables ont +4.

Fer. Obtenir du fer(toutes ces réactions se produisent lorsqu'il est chauffé)

*4FeS2 + 11O2 = 2Fe2O3 + 8SO2. Condition : cuisson de pyrite de fer.

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

*FeO + C = Fe + CO.

*Fe2O3 + 2Al = 2Fe + Al2O3 (méthode thermite). Etat : chauffage.

* = Fe + 5CO (la décomposition du fer pentacarbonyle permet d'obtenir du fer très pur).

Propriétés chimiques du fer Réactions avec des substances simples

*Fe + S = FeS. Etat : chauffage. *2Fe + 3Cl2 = 2FeCl3.

*Fe + I2 = FeI2 (l'iode est un oxydant moins fort que le chlore ; FeI3 n'existe pas).

*3Fe + 2O2 = Fe3O4 (FeO Fe2O3 est l'oxyde de fer le plus stable). Fe2O3 nH2O se forme dans l’air humide.