mn มีสถานะออกซิเดชันสูงสุดในสารประกอบ แมงกานีส (องค์ประกอบทางเคมี): คุณสมบัติ, การใช้งาน, การกำหนด, สถานะออกซิเดชัน, ข้อเท็จจริงที่น่าสนใจ

โลหะที่สำคัญที่สุดชนิดหนึ่งสำหรับโลหะวิทยาคือแมงกานีส นอกจากนี้ โดยทั่วไปแล้ว มันเป็นองค์ประกอบที่ค่อนข้างผิดปกติซึ่งเชื่อมโยงกันด้วย ข้อเท็จจริงที่น่าสนใจ. มีความสำคัญต่อสิ่งมีชีวิต จำเป็นในการผลิตโลหะผสมและสารเคมีหลายชนิด แมงกานีส - ภาพถ่ายสามารถดูได้ด้านล่าง เป็นคุณสมบัติและลักษณะเฉพาะที่เราจะพิจารณาในบทความนี้

ลักษณะขององค์ประกอบทางเคมี

ถ้าเราพูดถึงแมงกานีสเป็นองค์ประกอบก่อนอื่นเราควรอธิบายลักษณะของมันในนั้น

1. อยู่ในสมัยหลักที่ ๔ หมู่ที่ ๗ หมู่ย่อยรอง
2. หมายเลขซีเรียลคือ 25 แมงกานีสเป็นองค์ประกอบทางเคมีที่มีอะตอมเท่ากับ +25 จำนวนอิเล็กตรอนเท่ากัน นิวตรอน - 30
3. ค่ามวลอะตอมคือ 54.938
4. สัญลักษณ์องค์ประกอบทางเคมีของแมงกานีสคือ Mn
5. ชื่อละตินคือแมงกานีส

ตั้งอยู่ระหว่างโครเมียมกับเหล็กซึ่งอธิบายความคล้ายคลึงกันในลักษณะทางกายภาพและเคมี

แมงกานีส - องค์ประกอบทางเคมี: โลหะทรานซิชัน

หากเราพิจารณาการกำหนดค่าทางอิเล็กทรอนิกส์ของอะตอมที่กำหนด สูตรของมันจะมีลักษณะดังนี้: 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 4s 2 3d 5 เห็นได้ชัดว่าองค์ประกอบที่เรากำลังพิจารณานั้นมาจากตระกูล d อิเล็กตรอนห้าตัวในระดับย่อย 3 มิติบ่งบอกถึงความเสถียรของอะตอมซึ่งแสดงออกมาในคุณสมบัติทางเคมี

ในฐานะโลหะ แมงกานีสเป็นตัวรีดิวซ์ แต่สารประกอบส่วนใหญ่มีความสามารถในการแสดงความสามารถในการออกซิไดซ์ที่ค่อนข้างแรง นี่เป็นเพราะสถานะออกซิเดชันและวาเลนซ์ที่แตกต่างกันขององค์ประกอบที่กำหนด นี่คือลักษณะเฉพาะของโลหะทั้งหมดในตระกูลนี้

ดังนั้นแมงกานีสจึงเป็นองค์ประกอบทางเคมีที่อยู่ในหมู่อะตอมอื่นและมีลักษณะพิเศษของตัวเอง มาดูกันว่าคุณสมบัติเหล่านี้มีรายละเอียดอะไรบ้าง

แมงกานีสเป็นองค์ประกอบทางเคมี สถานะออกซิเดชัน

เราได้ให้สูตรอิเล็กทรอนิกส์ของอะตอมไปแล้ว องค์ประกอบนี้สามารถแสดงสถานะออกซิเดชันเชิงบวกได้หลายสถานะ นี้:

ความจุของอะตอมคือ IV สารประกอบที่เสถียรที่สุดคือสารประกอบที่แมงกานีสมีค่า +2, +4, +6 ระดับสูงสุดของการเกิดออกซิเดชันช่วยให้สารประกอบทำหน้าที่เป็นตัวออกซิไดซ์ที่แรงได้ ตัวอย่างเช่น: KMnO 4, Mn 2 O 7

สารประกอบที่มี +2 เป็นตัวรีดิวซ์ แมงกานีส (II) ไฮดรอกไซด์มีคุณสมบัติแอมโฟเทอริกโดยมีความเด่นของสารพื้นฐาน สถานะออกซิเดชันระดับกลางก่อให้เกิดสารประกอบแอมโฟเทอริก

ประวัติความเป็นมาของการค้นพบ

แมงกานีสเป็นองค์ประกอบทางเคมีที่ไม่ได้ถูกค้นพบในทันที แต่นักวิทยาศาสตร์หลายๆ คนจะค่อยๆ ค้นพบ อย่างไรก็ตาม ผู้คนใช้สารประกอบของมันมาตั้งแต่สมัยโบราณ แมงกานีส (IV) ออกไซด์ถูกนำมาใช้ในการทำแก้ว ชาวอิตาลีคนหนึ่งได้กล่าวถึงข้อเท็จจริงที่ว่าเมื่อเติมสารประกอบนี้เข้าไป การผลิตสารเคมีแก้วเปลี่ยนเป็นสีม่วง นอกจากนี้สารชนิดเดียวกันยังช่วยขจัดความขุ่นในกระจกสีอีกด้วย

ต่อมาในออสเตรีย นักวิทยาศาสตร์ Keim สามารถรับชิ้นส่วนของโลหะแมงกานีสได้โดยการเปิดเผย purolysite (แมงกานีส (IV) ออกไซด์) โปแตช และถ่านหินที่อุณหภูมิสูง อย่างไรก็ตาม ตัวอย่างนี้มีสิ่งสกปรกมากมายที่เขาไม่สามารถกำจัดได้ การค้นพบจึงไม่เกิดขึ้น

ต่อมานักวิทยาศาสตร์อีกคนหนึ่งก็ได้สังเคราะห์ส่วนผสมซึ่งมีโลหะบริสุทธิ์เป็นสัดส่วนที่สำคัญ เบิร์กแมนเป็นผู้ค้นพบธาตุนิกเกิลมาก่อน อย่างไรก็ตาม เขาไม่ได้ถูกกำหนดให้ทำเรื่องนี้ให้เสร็จสิ้น

แมงกานีสเป็นองค์ประกอบทางเคมีที่ได้รับและแยกได้ครั้งแรกในรูปของสารอย่างง่ายโดย Karl Scheele ในปี พ.ศ. 2317 อย่างไรก็ตาม เขาทำสิ่งนี้ร่วมกับ I. Gan ซึ่งเป็นผู้เสร็จสิ้นกระบวนการถลุงโลหะชิ้นหนึ่ง แต่ถึงแม้พวกเขาจะไม่สามารถกำจัดสิ่งเจือปนได้อย่างสมบูรณ์และได้รับผลผลิต 100%

อย่างไรก็ตาม คราวนี้เองที่อะตอมถูกค้นพบ นักวิทยาศาสตร์คนเดียวกันนี้พยายามตั้งชื่อมันว่าเป็นผู้ค้นพบ พวกเขาเลือกคำว่าแมงกานีเซียม อย่างไรก็ตาม หลังจากการค้นพบแมกนีเซียม ความสับสนก็เริ่มขึ้นและเปลี่ยนชื่อแมงกานีสเป็นชื่อสมัยใหม่ (H. David, 1908)

เนื่องจากแมงกานีสเป็นองค์ประกอบทางเคมีที่มีคุณสมบัติมีคุณค่ามากสำหรับกระบวนการทางโลหะวิทยาหลายชนิด เมื่อเวลาผ่านไปจึงจำเป็นต้องหาวิธีเพื่อให้ได้มาในรูปแบบที่บริสุทธิ์ที่สุดเท่าที่จะเป็นไปได้ ปัญหานี้ได้รับการแก้ไขโดยนักวิทยาศาสตร์ทั่วโลก แต่ได้รับการแก้ไขในปี 1919 เท่านั้นด้วยผลงานของ R. Agladze นักเคมีชาวโซเวียต เขาเป็นผู้ค้นพบวิธีที่จะได้โลหะบริสุทธิ์ที่มีปริมาณสาร 99.98% จากแมงกานีสซัลเฟตและคลอไรด์โดยอิเล็กโทรไลซิส ปัจจุบันวิธีนี้ใช้กันทั่วโลก

อยู่ในธรรมชาติ

แมงกานีสเป็นองค์ประกอบทางเคมีซึ่งมีรูปถ่ายของสารอย่างง่ายซึ่งสามารถดูได้ด้านล่าง ในธรรมชาติ อะตอมนี้มีหลายไอโซโทป ซึ่งจำนวนนิวตรอนจะแตกต่างกันไปอย่างมาก ดังนั้น เลขมวลจึงแตกต่างกันไปตั้งแต่ 44 ถึง 69 อย่างไรก็ตาม ไอโซโทปเสถียรเพียงชนิดเดียวคือธาตุที่มีค่า 55 Mn ส่วนที่เหลือทั้งหมดมีครึ่งชีวิตสั้นมากหรือมีอยู่ในปริมาณน้อยเกินไป

เนื่องจากแมงกานีสเป็นองค์ประกอบทางเคมีที่มีสถานะออกซิเดชันแตกต่างกันมาก จึงก่อให้เกิดสารประกอบหลายชนิดในธรรมชาติ องค์ประกอบนี้ไม่เคยพบในรูปแบบบริสุทธิ์ ในแร่ธาตุและสินแร่ เพื่อนบ้านคงที่คือเหล็ก โดยรวมแล้วเราสามารถระบุหินที่สำคัญที่สุดหลายชนิดที่มีแมงกานีสได้

1. ไพโรลูไซต์ สูตรผสม: MnO 2 *nH 2 O
2. Psilomelan, MnO2*mMnO*nH2O โมเลกุล
3. แมงกาไนต์ สูตร MnO*OH
4. บราวไนท์พบได้น้อยกว่าชนิดอื่น สูตร Mn 2 O 3
5. เฮาส์มานไนต์ สูตร Mn*Mn 2 O 4
6. โรโดไนต์ Mn 2 (SiO 3) 2.
7. แร่แมงกานีสคาร์บอเนต
8. สปาร์สีแดงเข้มหรือโรโดโครไซต์ - MnCO 3
9. Purpurite - Mn 3 PO 4

นอกจากนี้ยังสามารถระบุแร่ธาตุได้อีกหลายชนิดซึ่งมีองค์ประกอบที่เป็นปัญหาด้วย นี้:

• แคลไซต์;
• ไซเดอร์ไรต์;
• แร่ธาตุดินเหนียว
• โมรา;
• โอปอล;
• สารประกอบทรายตะกอน

นอกจากหินและหินตะกอน แร่ธาตุ แมงกานีสยังเป็นองค์ประกอบทางเคมีที่เป็นส่วนหนึ่งของวัตถุดังต่อไปนี้

1. สิ่งมีชีวิตของพืช แหล่งกักเก็บที่ใหญ่ที่สุดของธาตุนี้คือ: แหน แหน และไดอะตอม
2. เห็ดสนิม
3. แบคทีเรียบางชนิด
4. สัตว์ต่อไปนี้: มดแดง สัตว์จำพวกครัสเตเชียน หอย
5. คน – ต้องการรายวันประมาณ 3-5 มก.
6. น้ำในมหาสมุทรโลกมีองค์ประกอบนี้อยู่ 0.3%
7. เนื้อหาทั่วไปใน เปลือกโลก 0.1% โดยน้ำหนัก

โดยรวมแล้ว มันเป็นธาตุที่มีมากเป็นอันดับที่ 14 ของโลก ในบรรดาโลหะหนัก รองจากเหล็กเท่านั้น

คุณสมบัติทางกายภาพ

จากมุมมองของคุณสมบัติของแมงกานีสเป็นสารธรรมดาหลายประการหลัก ลักษณะทางกายภาพสำหรับเขา.

1. ในรูปของสารธรรมดา มันเป็นโลหะที่ค่อนข้างแข็ง (ตามตัวบ่งชี้ Mohs คือ 4) สีเป็นสีขาวเงิน เมื่ออยู่ในอากาศจะถูกปกคลุมไปด้วยฟิล์มออกไซด์ป้องกัน และจะส่องแสงเมื่อถูกตัด
2. จุดหลอมเหลวคือ 1246 0 C
3. จุดเดือด - 2061 0 C
4. คุณสมบัติการนำไฟฟ้าดี เป็นพาราแมกเนติก
5. ความหนาแน่นของโลหะคือ 7.44 g/cm3 .
6. มันมีอยู่ในรูปแบบของการดัดแปลงโพลีมอร์ฟิกสี่แบบ (α, β, γ, σ) ซึ่งแตกต่างกันในโครงสร้างและรูปร่างของโครงตาข่ายคริสตัลและความหนาแน่นของการบรรจุอะตอม จุดหลอมเหลวก็แตกต่างกันเช่นกัน

แมงกานีสที่ใช้ในโลหะวิทยามีสามรูปแบบหลัก: β, γ, σ อัลฟ่าพบได้น้อยกว่าเนื่องจากมีคุณสมบัติเปราะบางเกินไป

คุณสมบัติทางเคมี

จากมุมมองทางเคมี แมงกานีสเป็นองค์ประกอบทางเคมีซึ่งมีประจุไอออนเปลี่ยนแปลงอย่างมากตั้งแต่ +2 ถึง +7 สิ่งนี้ทิ้งร่องรอยไว้ในกิจกรรมของเขา ในรูปแบบอิสระในอากาศ แมงกานีสจะทำปฏิกิริยากับน้ำได้อ่อนมากและละลายในกรดเจือจาง อย่างไรก็ตาม ทันทีที่อุณหภูมิเพิ่มขึ้น กิจกรรมของโลหะจะเพิ่มขึ้นอย่างรวดเร็ว

จึงสามารถโต้ตอบกับ:

• ไนโตรเจน;
• คาร์บอน;
• ฮาโลเจน;
• ซิลิคอน;
• ฟอสฟอรัส;
• กำมะถันและอโลหะอื่น ๆ

เมื่อได้รับความร้อนโดยไม่มีอากาศเข้าถึง โลหะจะเข้าสู่สถานะไอได้ง่าย ขึ้นอยู่กับระดับของการเกิดออกซิเดชันที่แมงกานีสแสดง สารประกอบของมันสามารถเป็นได้ทั้งตัวรีดิวซ์และตัวออกซิไดซ์ บางชนิดแสดงคุณสมบัติแอมโฟเทอริก ดังนั้นองค์ประกอบหลักจึงเป็นลักษณะของสารประกอบที่มี +2 Amphoteric - +4 และออกซิไดซ์ที่เป็นกรดและแรง มูลค่าสูงสุด +7.

แม้ว่าแมงกานีสจะเป็นโลหะทรานซิชัน แต่สารประกอบเชิงซ้อนก็มีน้อย นี่เป็นเพราะการกำหนดค่าทางอิเล็กทรอนิกส์ที่เสถียรของอะตอม เนื่องจากระดับย่อย 3 มิติประกอบด้วยอิเล็กตรอน 5 ตัว

วิธีการได้รับ

มีสามวิธีหลักในการผลิตแมงกานีส (องค์ประกอบทางเคมี) ในทางอุตสาหกรรม เนื่องจากชื่ออ่านเป็นภาษาละติน เราได้กำหนดให้เป็นแมงกานัมแล้ว หากคุณแปลเป็นภาษารัสเซีย มันจะเป็น “ใช่ ฉันชี้แจงจริงๆ ฉันเปลี่ยนสี” แมงกานีสเป็นชื่อที่มาจากคุณสมบัติที่รู้จักกันมาตั้งแต่สมัยโบราณ

อย่างไรก็ตาม แม้จะได้รับความนิยม แต่ก็เป็นไปได้ที่จะได้รับมันในรูปแบบบริสุทธิ์เพื่อใช้ในปี 1919 เท่านั้น ทำได้โดยใช้วิธีการต่อไปนี้

1. กระแสไฟฟ้าผลผลิตผลิตภัณฑ์คือ 99.98% แมงกานีสได้ด้วยวิธีนี้ในอุตสาหกรรมเคมี
2. ซิลิโคเทอร์มิกหรือรีดิวซ์ด้วยซิลิกอน ด้วยวิธีนี้ ซิลิคอนและแมงกานีส (IV) ออกไซด์จะถูกหลอมรวมเข้าด้วยกัน ส่งผลให้เกิดโลหะบริสุทธิ์ ผลผลิตประมาณ 68% เนื่องจากแมงกานีสรวมตัวกับซิลิคอนเพื่อสร้างซิลิไซด์เป็นผลิตภัณฑ์ข้างเคียง วิธีนี้ใช้ในอุตสาหกรรมโลหะวิทยา
3. วิธีอลูมิเนียมความร้อน - ลดโดยใช้อลูมิเนียม นอกจากนี้ยังไม่ให้ผลผลิตสูงเกินไปแมงกานีสเกิดการปนเปื้อนด้วยสิ่งเจือปน

การผลิตโลหะนี้มีความสำคัญสำหรับกระบวนการหลายอย่างที่ดำเนินการในสาขาโลหะวิทยา แม้แต่การเติมแมงกานีสเพียงเล็กน้อยก็สามารถส่งผลกระทบอย่างมากต่อคุณสมบัติของโลหะผสมได้ ได้รับการพิสูจน์แล้วว่าโลหะหลายชนิดละลายเข้าไปจนเต็มโครงตาข่ายคริสตัล

รัสเซียเป็นประเทศแรกในโลกในการสกัดและผลิตองค์ประกอบนี้ กระบวนการนี้ยังดำเนินการในประเทศต่างๆ เช่น:

• จีน.
• คาซัคสถาน
• จอร์เจีย
• ยูเครน.

ใช้ในอุตสาหกรรม

แมงกานีสเป็นองค์ประกอบทางเคมีที่มีความสำคัญไม่เฉพาะในด้านโลหะวิทยาเท่านั้น แต่ยังอยู่ในพื้นที่อื่นด้วย นอกจากโลหะที่อยู่ในรูปบริสุทธิ์แล้ว สารประกอบต่างๆ ของอะตอมที่กำหนดก็มีความสำคัญอย่างยิ่งเช่นกัน ให้เราร่างโครงร่างหลัก

1. มีโลหะผสมหลายประเภทที่มีคุณสมบัติเฉพาะตัวเนื่องจากแมงกานีส ตัวอย่างเช่น มีความแข็งแรงและทนต่อการสึกหรอมากจนใช้สำหรับการหลอมชิ้นส่วนสำหรับรถขุด เครื่องจักรแปรรูปหิน เครื่องบดย่อย โรงสีลูกชิ้น และชิ้นส่วนเกราะ
2. แมงกานีสไดออกไซด์เป็นองค์ประกอบออกซิไดซ์ที่จำเป็นในการชุบด้วยไฟฟ้าซึ่งใช้ในการสร้างดีโพลาไรเซอร์
3. สารประกอบแมงกานีสจำนวนมากจำเป็นต่อการสังเคราะห์สารอินทรีย์ของสารต่างๆ
4. โพแทสเซียมเปอร์แมงกาเนต (หรือโพแทสเซียมเปอร์แมงกาเนต) ใช้ในการแพทย์เป็นยาฆ่าเชื้อที่รุนแรง
5. ธาตุนี้เป็นส่วนหนึ่งของทองสัมฤทธิ์ ทองเหลือง และก่อตัวเป็นโลหะผสมของตัวเองกับทองแดง ซึ่งใช้สำหรับการผลิตกังหันเครื่องบิน ใบพัด และชิ้นส่วนอื่นๆ

บทบาททางชีวภาพ

ความต้องการรายวันสำหรับแมงกานีสสำหรับมนุษย์คือ 3-5 มก. การขาดองค์ประกอบนี้นำไปสู่ภาวะซึมเศร้า ระบบประสาท, รบกวนการนอนหลับและวิตกกังวล, เวียนศีรษะ. บทบาทของมันยังไม่ได้รับการศึกษาอย่างเต็มที่ แต่ชัดเจนว่าประการแรก มันมีอิทธิพลต่อ:

• ความสูง;
• กิจกรรมของอวัยวะสืบพันธุ์;
• การทำงานของฮอร์โมน
• การสร้างเลือด

องค์ประกอบนี้มีอยู่ในพืช สัตว์ และมนุษย์ทุกชนิด ซึ่งเป็นข้อพิสูจน์ถึงบทบาททางชีววิทยาที่สำคัญของธาตุนี้

แมงกานีสเป็นองค์ประกอบทางเคมี ข้อเท็จจริงที่น่าสนใจสามารถสร้างความประทับใจให้กับทุกคน และยังทำให้พวกเขาเข้าใจว่ามันสำคัญแค่ไหน ให้เรานำเสนอสิ่งพื้นฐานที่สุดซึ่งพบรอยประทับในประวัติศาสตร์ของโลหะนี้

1. ในยามยากลำบาก สงครามกลางเมืองในสหภาพโซเวียตหนึ่งในสินค้าส่งออกแรก ๆ นั้นมีแร่อยู่ จำนวนมากแมงกานีส
2. ถ้าแมงกานีสไดออกไซด์ผสมกับดินประสิวแล้วผลิตภัณฑ์ก็ละลายในน้ำแล้ว การเปลี่ยนแปลงที่น่าทึ่ง. สารละลายจะเปลี่ยนสีก่อน สีเขียวจากนั้นสีจะเปลี่ยนเป็นสีน้ำเงิน แล้วก็สีม่วง ในที่สุดมันก็จะกลายเป็นสีแดงเข้ม และจะมีตะกอนสีน้ำตาลค่อยๆ ก่อตัวขึ้น หากคุณเขย่าส่วนผสม สีเขียวจะกลับคืนมาอีกครั้งและทุกอย่างจะเกิดขึ้นอีกครั้ง ด้วยเหตุนี้โพแทสเซียมเปอร์แมงกาเนตจึงมีชื่อซึ่งแปลว่า "กิ้งก่าแร่"
3. หากใส่ปุ๋ยที่มีแมงกานีสลงในดิน ผลผลิตของพืชจะเพิ่มขึ้นและอัตราการสังเคราะห์ด้วยแสงจะเพิ่มขึ้น ข้าวสาลีฤดูหนาวจะสร้างเมล็ดได้ดีขึ้น
4. บล็อกโรโดไนต์แร่แมงกานีสที่ใหญ่ที่สุดมีน้ำหนัก 47 ตันและพบในเทือกเขาอูราล
5. มีโลหะผสมแบบไตรภาคที่เรียกว่าแมงกานิน ประกอบด้วยธาตุต่างๆ เช่น ทองแดง แมงกานีส และนิกเกิล เอกลักษณ์ของมันคือมันมีความยิ่งใหญ่ ความต้านทานไฟฟ้าซึ่งไม่ได้ขึ้นอยู่กับอุณหภูมิ แต่ได้รับอิทธิพลจากแรงกดดัน

แน่นอนว่านี่ไม่ใช่ทั้งหมดที่สามารถพูดได้เกี่ยวกับโลหะนี้ แมงกานีสเป็นองค์ประกอบทางเคมีซึ่งมีข้อเท็จจริงที่น่าสนใจค่อนข้างหลากหลาย โดยเฉพาะอย่างยิ่งถ้าเราพูดถึงคุณสมบัติที่มอบให้กับโลหะผสมต่างๆ

สถานะออกซิเดชันสูงสุดของแมงกานีส +7 สอดคล้องกับออกไซด์ที่เป็นกรด Mn2O7 กรดแมงกานีส HMnO4 และเกลือของมัน - เปอร์แมงกาเนต

สารประกอบแมงกานีส (VII) เป็นสารออกซิไดซ์ที่แรง. Mn2O7 เป็นของเหลวมันสีน้ำตาลแกมเขียว เมื่อสัมผัสกับแอลกอฮอล์และอีเทอร์จะติดไฟ Mn(VII) ออกไซด์สอดคล้องกับกรดแมงกานีส HMnO4 มีอยู่ในโซลูชันเท่านั้น แต่ถือว่าเป็นหนึ่งในโซลูชันที่แข็งแกร่งที่สุด (α - 100%) ความเข้มข้นสูงสุดที่เป็นไปได้ของ HMnO4 ในสารละลายคือ 20% เกลือ HMnO4 – เปอร์แมงกาเนต – เป็นสารออกซิไดซ์ที่แรงที่สุด วี สารละลายที่เป็นน้ำก็มีสีแดงเข้มเช่นเดียวกับกรดนั่นเอง

ในปฏิกิริยารีดอกซ์เปอร์แมงกาเนตเป็นสารออกซิไดซ์ที่แรง ขึ้นอยู่กับปฏิกิริยาของสภาพแวดล้อม พวกมันจะถูกรีดิวซ์เป็นเกลือแมงกานีสไดวาเลนต์ (ในสภาพแวดล้อมที่เป็นกรด), แมงกานีส (IV) ออกไซด์ (ในสภาพแวดล้อมที่เป็นกลาง) หรือสารประกอบแมงกานีส (VI) - แมงกาเนต - (ในสภาพแวดล้อมที่เป็นด่าง) เห็นได้ชัดว่าในสภาพแวดล้อมที่เป็นกรด ความสามารถในการออกซิไดซ์ของ Mn+7 นั้นเด่นชัดที่สุด

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

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

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

เปอร์แมงกาเนตออกซิไดซ์ในสภาพแวดล้อมที่เป็นกรดและด่าง อินทรียฺวัตถุ:

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

อัลดีไฮด์แอลกอฮอล์

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

เมื่อถูกความร้อนโพแทสเซียมเปอร์แมงกาเนตจะสลายตัว (ปฏิกิริยานี้ใช้ในการผลิตออกซิเจนในห้องปฏิบัติการ):

2KMnO4 K2MnO4 + MnO2 + O2

ดังนั้นสำหรับแมงกานีสการพึ่งพาแบบเดียวกันนั้นเป็นเรื่องปกติ: เมื่อย้ายจากสถานะออกซิเดชันที่ต่ำกว่าไปเป็นสถานะที่สูงกว่าคุณสมบัติที่เป็นกรดของสารประกอบออกซิเจนจะเพิ่มขึ้นและในปฏิกิริยา OM คุณสมบัติการบูรณะจะถูกแทนที่ด้วยสารออกซิเดชั่น

เปอร์แมงกาเนตเป็นพิษต่อร่างกายเนื่องจากมีคุณสมบัติในการออกซิไดซ์อย่างแรง

สำหรับพิษของเปอร์แมงกาเนตจะใช้ไฮโดรเจนเปอร์ออกไซด์ในกรดอะซิติกเป็นยาแก้พิษ:

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

สารละลาย KMnO4 เป็นสารกัดกร่อนและฆ่าเชื้อแบคทีเรียสำหรับรักษาพื้นผิวของผิวหนังและเยื่อเมือก คุณสมบัติการออกซิไดซ์อย่างแรงของ KMnO4 ในสภาพแวดล้อมที่เป็นกรดรองรับวิธีการวิเคราะห์ของเปอร์แมงกานาโตเมทรี ซึ่งใช้ในการวิเคราะห์ทางคลินิกเพื่อตรวจสอบความสามารถในการออกซิไดซ์ของน้ำและกรดยูริกในปัสสาวะ

ร่างกายมนุษย์มี Mn ประมาณ 12 มก. ในสารประกอบต่าง ๆ โดยมีความเข้มข้น 43% ในเนื้อเยื่อกระดูก ส่งผลต่อการสร้างเม็ดเลือด การสร้างกระดูก การเจริญเติบโต การสืบพันธุ์ และการทำงานอื่นๆ ของร่างกาย

แมงกานีส (II) ไฮดรอกไซด์มีคุณสมบัติพื้นฐานอ่อน ถูกออกซิไดซ์โดยออกซิเจนในบรรยากาศและสารออกซิไดซ์อื่น ๆ ให้เป็นกรดเปอร์แมงกาเนตหรือเกลือของมัน แมงกาไนต์:

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

(ตะกอนสีน้ำตาล) ในสภาพแวดล้อมที่เป็นด่าง Mn2+ จะถูกออกซิไดซ์เป็น MnO42- และในสภาพแวดล้อมที่เป็นกรดเป็น MnO4-:

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

เกลือของแมงกานีส Н2МnО4 และกรดแมงกานีส НМnО4 เกิดขึ้น

หากในการทดลอง Mn2+ แสดงคุณสมบัติการรีดิวซ์ คุณสมบัติรีดิวซ์ของ Mn2+ จะแสดงออกอย่างอ่อน ในกระบวนการทางชีววิทยาจะไม่เปลี่ยนสถานะออกซิเดชัน ไบโอคอมเพล็กซ์ Mn2+ ที่เสถียรทำให้สถานะออกซิเดชันนี้เสถียร ผลการรักษาเสถียรภาพจะปรากฏขึ้นในช่วงเวลาการกักเก็บความชุ่มชื้นที่ยาวนานของเปลือกความชุ่มชื้น แมงกานีส (IV) ออกไซด์ MnO2 เป็นสารประกอบแมงกานีสธรรมชาติที่มีความเสถียรซึ่งพบได้ในการปรับเปลี่ยนสี่แบบ การดัดแปลงทั้งหมดมีลักษณะเป็นแอมโฟเทอริกและมีปฏิกิริยารีดอกซ์เป็นคู่ ตัวอย่างของความเป็นคู่รีดอกซ์ MnO2: МnО2 + 2КI + 3СО2 + Н2О → I2 + МnСО3 + 2КНСО3

6MnO2 + 2NH3 → 3Mn2O3 + N2 + 3H2O

4MnO2 + 3O2 + 4KOH → 4KMnO4 + 2H2O

สารประกอบ Mn(VI)- ไม่เสถียร ในสารละลายสามารถเปลี่ยนเป็นสารประกอบ Mn (II), Mn (IV) และ Mn (VII): แมงกานีสออกไซด์ (VI) MnO3 เป็นมวลสีแดงเข้มที่ทำให้เกิดอาการไอ รูปแบบของไฮเดรตของ MnO3 คือกรดเปอร์แมงกานิกชนิดอ่อน H2MnO4 ซึ่งมีอยู่ในสารละลายที่เป็นน้ำเท่านั้น เกลือ (แมงกาเนต) ของมันถูกทำลายได้ง่ายเนื่องจากการไฮโดรไลซิสและเมื่อถูกความร้อน ที่ 50°C MnO3 สลายตัว:

2MnO3 → 2MnO2 + O2 และไฮโดรไลซ์เมื่อละลายในน้ำ: 3MnO3 + H2O → MnO2 + 2HMnO4

อนุพันธ์ของ Mn(VII) คือแมงกานีส (VII) ออกไซด์ Mn2O7 และรูปแบบไฮเดรตของมันคือกรด НМnО4 ซึ่งรู้จักในสารละลายเท่านั้น Mn2O7 มีความเสถียรสูงถึง 10°C สลายตัวแบบระเบิดได้: Mn2O7 → 2MnO2 + O3

เมื่อละลายเข้าไปแล้ว น้ำเย็นกรด Mn2O7 + H2O → 2НМnО4 เกิดขึ้น

เกลือของกรดแมงกานีส НМnО4- เปอร์แมงกาเนต ไอออนทำให้เกิดสารละลายสีม่วง พวกมันก่อตัวเป็นผลึกไฮเดรตประเภท EMnO4∙nH2O โดยที่ n = 3-6, E = Li, Na, Mg, Ca, Sr

เปอร์แมงกาเนต KMnO4 ละลายได้ดีในน้ำ . เปอร์แมงกาเนต - สารออกซิไดซ์ที่แรง คุณสมบัตินี้ใช้ในการปฏิบัติการทางการแพทย์เพื่อการฆ่าเชื้อ ในการวิเคราะห์ทางเภสัชตำรับเพื่อระบุ H2O2 โดยการโต้ตอบกับ KMnO4 ในสภาพแวดล้อมที่เป็นกรด

เปอร์แมงกาเนตเป็นพิษต่อร่างกายการวางตัวเป็นกลางสามารถเกิดขึ้นได้ดังนี้: 2KMnO4 + 5H2O2 + 6CH3COOH = 2Mn(CH3COO)2 + 2CH3COOK + 8H2O + 5O2

สำหรับการรักษาพิษเฉียบพลันของเปอร์แมงกาเนตใช้สารละลายน้ำ 3% ของ H2O2 ที่ทำให้เป็นกรดด้วยกรดอะซิติก โพแทสเซียมเปอร์แมงกาเนตออกซิไดซ์สารอินทรีย์ในเซลล์เนื้อเยื่อและจุลินทรีย์ ในกรณีนี้ KMnO4 จะลดลงเหลือ MnO2 แมงกานีส (IV) ออกไซด์ยังสามารถทำปฏิกิริยากับโปรตีนเพื่อสร้างสารเชิงซ้อนสีน้ำตาลได้

ภายใต้อิทธิพลของโพแทสเซียมเปอร์แมงกาเนต KMnO4 โปรตีนจะถูกออกซิไดซ์และจับตัวเป็นก้อน ขึ้นอยู่กับสิ่งนี้ การประยุกต์ใช้ เป็นการเตรียมภายนอกที่มีคุณสมบัติต้านจุลชีพและกัดกร่อน ยิ่งไปกว่านั้นผลกระทบยังปรากฏเฉพาะบนพื้นผิวของผิวหนังและเยื่อเมือกเท่านั้น คุณสมบัติออกซิเดชันของสารละลายในน้ำของ KMnO4 ใช้ เพื่อทำให้สารอินทรีย์ที่เป็นพิษเป็นกลาง อันเป็นผลมาจากการเกิดออกซิเดชันทำให้เกิดผลิตภัณฑ์ที่เป็นพิษน้อยลง ตัวอย่างเช่น ยามอร์ฟีนจะถูกแปลงเป็นออกซีมอร์ฟีนที่ไม่ใช้งานทางชีวภาพ ด่างทับทิม นำมาใช้ ในการวิเคราะห์ไทไตรเมทริกเพื่อหาปริมาณสารรีดิวซ์ต่างๆ (เปอร์แมงกานาโตเมทรี)

ความสามารถในการออกซิไดซ์สูงของเปอร์แมงกาเนต ใช้ ในนิเวศวิทยาเพื่อประเมินมลพิษทางน้ำเสีย (วิธีเปอร์แมงกาเนต) ปริมาณของเปอร์แมงกาเนตที่ถูกออกซิไดซ์ (เปลี่ยนสี) จะเป็นตัวกำหนดปริมาณสารอินทรีย์เจือปนในน้ำ

ใช้วิธีการเปอร์แมงกาเนต (permanganatometry) ในห้องปฏิบัติการทางคลินิกด้วย เพื่อตรวจสอบระดับกรดยูริกในเลือด

เกลือของกรดแมงกานีสเรียกว่าเปอร์แมงกาเนตที่มีชื่อเสียงที่สุดคือเกลือโพแทสเซียมเปอร์แมงกาเนต KMnO4 ซึ่งเป็นสารผลึกสีม่วงเข้มละลายได้ในน้ำปานกลาง สารละลายของ KMnO4 มีสีแดงเข้ม และที่ความเข้มข้นสูง - สีม่วง ซึ่งเป็นลักษณะของ MnO4- แอนไอออน

เปอร์แมงกาเนตโพแทสเซียมสลายตัวเมื่อถูกความร้อน

2KMnO4 = K2MnO4 + MnO2 + O2

โพแทสเซียมเปอร์แมงกาเนตเป็นสารออกซิไดซ์ที่แรงมาก, ออกซิไดซ์สารอนินทรีย์และอินทรีย์หลายชนิดได้อย่างง่ายดาย ระดับการลดแมงกานีสขึ้นอยู่กับค่า pH ของสิ่งแวดล้อมเป็นอย่างมาก

การกู้คืนอี โพแทสเซียมเปอร์แมงกาเนต ในสภาพแวดล้อมที่มีความเป็นกรดที่แตกต่างกันเกิดขึ้นตามรูปแบบต่อไปนี้:

ค่า pH ที่เป็นกรด<7

แมงกานีส (II) (Mn2+)

KMnO4 + ตัวรีดิวซ์ สภาพแวดล้อมที่เป็นกลาง pH = 7

แมงกานีส (IV) (MnO2)

สภาพแวดล้อมที่เป็นด่าง pH>7

แมงกานีส (VI) (MnO42-)

การเปลี่ยนสี Mn2+ ของสารละลาย KMnO4

MnO2 ตกตะกอนสีน้ำตาล

สารละลาย MnO42 เปลี่ยนเป็นสีเขียว

ตัวอย่างของปฏิกิริยาด้วยการมีส่วนร่วมของโพแทสเซียมเปอร์แมงกาเนตในสภาพแวดล้อมต่างๆ (กรด, เป็นกลางและเป็นด่าง)

ค่า 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-

ค่าพีเอช = 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

ค่า pH>7 K2SO3 + 2KMnO4 + 2KOH = 2K2МnO4 + K2SO4 + Н2O

MnO4- +1 ē → MnO42- 1 2

SO32- + 2ОH- - 2ē → SO42-+ H2О 2 1

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

ใช้โพแทสเซียมเปอร์แมงกาเนต KMnO4ในทางการแพทย์ใช้เป็นยาฆ่าเชื้อและน้ำยาฆ่าเชื้อสำหรับล้างแผล ล้าง ล้างสวน ฯลฯ สารละลาย KMnO4 สีชมพูอ่อนใช้สำหรับล้างท้องในกรณีที่เป็นพิษ

โพแทสเซียมเปอร์แมงกาเนตถูกนำมาใช้กันอย่างแพร่หลายมากในฐานะตัวออกซิไดซ์

เมื่อใช้ KMnO4 ในการวิเคราะห์ยาหลายชนิด (เช่น เปอร์เซ็นต์ความเข้มข้น (%) ของสารละลาย H2O2)

ลักษณะทั่วไปองค์ประกอบ d ของกลุ่มย่อย VIIIB โครงสร้างของอะตอม องค์ประกอบของตระกูลเหล็ก สถานะออกซิเดชันในสารประกอบ ทางกายภาพและ คุณสมบัติทางเคมีต่อม แอปพลิเคชัน. ความชุกและรูปแบบการเกิดธาตุ d ของธาตุเหล็กในธรรมชาติ เกลือเหล็ก (II, III) สารประกอบเชิงซ้อนของเหล็ก (II) และเหล็ก (III)

คุณสมบัติทั่วไปขององค์ประกอบของกลุ่มย่อย VIIIB:

1) สูตรอิเล็กทรอนิกส์ทั่วไปของระดับสุดท้าย (n - 1)d(6-8)ns2

2) ในแต่ละยุคมี 3 องค์ประกอบในกลุ่มนี้ ก่อตัวเป็นสาม (ครอบครัว):

ก) ตระกูลเหล็ก: เหล็ก, โคบอลต์, นิกเกิล

b) ตระกูลของโลหะแพลตตินัมเบา (ตระกูลแพลเลเดียม): รูทีเนียม, โรเดียม, แพลเลเดียม

c) ตระกูลของโลหะแพลตตินัมหนัก (ตระกูลแพลตตินัม): ออสเมียม, อิริเดียม, แพลทินัม

3) ความคล้ายคลึงกันขององค์ประกอบในแต่ละตระกูลอธิบายได้ด้วยรัศมีอะตอมที่ใกล้เคียงกัน ดังนั้นความหนาแน่นภายในตระกูลจึงใกล้เคียงกัน

4) ความหนาแน่นเพิ่มขึ้นตามจำนวนคาบที่เพิ่มขึ้น (ปริมาตรอะตอมมีขนาดเล็ก)

5) เหล่านี้เป็นโลหะที่มีจุดหลอมเหลวและจุดเดือดสูง

6) สถานะออกซิเดชันสูงสุดของแต่ละองค์ประกอบจะเพิ่มขึ้นตามจำนวนช่วงเวลา (สำหรับออสเมียมและรูทีเนียมจะถึง 8+)

7) โลหะเหล่านี้สามารถรวมอะตอมของไฮโดรเจนเข้าไปในโครงตาข่ายคริสตัลได้โดยมีอะตอมไฮโดรเจนปรากฏขึ้น - ตัวรีดิวซ์ที่แอคทีฟ ดังนั้นโลหะเหล่านี้จึงเป็นตัวเร่งปฏิกิริยาสำหรับปฏิกิริยาที่เกี่ยวข้องกับการเติมอะตอมไฮโดรเจน

8) สารประกอบของโลหะเหล่านี้ถูกทาสี

9) ลักษณะเฉพาะ สถานะออกซิเดชันของเหล็ก +2, +3 ในสารประกอบที่ไม่เสถียร +6 นิกเกิลมี +2 ส่วนที่ไม่เสถียรมี +3 แพลทินัมมี +2 ส่วนที่ไม่เสถียรมี +4

เหล็ก. รับธาตุเหล็ก(ปฏิกิริยาทั้งหมดนี้เกิดขึ้นเมื่อถูกความร้อน)

*4FeS2 + 11O2 = 2Fe2O3 + 8SO2 เงื่อนไข: การยิงเหล็กไพไรต์

*เฟ2O3 + 3H2 = 2เฟ + 3H2O *เฟ2O3 + 3CO = 2เฟ + 3CO2

*เฟ2O + C = เฟ2+CO

*Fe2O3 + 2Al = 2Fe + Al2O3 (วิธีเทอร์ไมต์) สภาพ: เครื่องทำความร้อน.

* = Fe + 5CO (การสลายตัวของเหล็กเพนตะคาร์บอนิลจะใช้เพื่อให้ได้เหล็กบริสุทธิ์มาก)

คุณสมบัติทางเคมีของเหล็กปฏิกิริยากับ สารง่ายๆ

*เฟ + เอส = เฟซ สภาพ: เครื่องทำความร้อน. *2Fe + 3Cl2 = 2FeCl3

*Fe + I2 = FeI2 (ไอโอดีนเป็นสารออกซิไดซ์ที่แรงน้อยกว่าคลอรีน ไม่มี FeI3)

*3Fe + 2O2 = Fe3O4 (FeO Fe2O3 เป็นเหล็กออกไซด์ที่เสถียรที่สุด) ใน อากาศชื้น Fe2O3 nH2O เกิดขึ้น

เคมีของโลหะ

การบรรยายครั้งที่ 2 ประเด็นหลักที่กล่าวถึงในการบรรยาย

โลหะของกลุ่มย่อย VIIB

ลักษณะทั่วไปของโลหะของกลุ่มย่อย VIIB

เคมีของแมงกานีส

สารประกอบ Mn ธรรมชาติ

คุณสมบัติทางกายภาพและเคมีของโลหะ

สารประกอบเอ็มเอ็น คุณสมบัติรีดอกซ์ของสารประกอบ

ลักษณะโดยย่อของ Tc และ Re

ผู้ดำเนินการ:

หมายเลขเหตุการณ์

โลหะของกลุ่มย่อย VIIB

ลักษณะทั่วไป

						กลุ่มย่อย VIIB ประกอบด้วยองค์ประกอบ d: Mn, Tc, Re, Bh
						มีการอธิบายวาเลนซ์อิเล็กตรอน สูตรทั่วไป:
						(n–1)ง 5 ns2
							สารเชิงเดี่ยว - โลหะ สีเทาเงิน,
			แมงกานีส
						หนักโดยมีจุดหลอมเหลวสูงซึ่ง
						เพิ่มขึ้นระหว่างการเปลี่ยนจาก Mn เป็น Re ดังนั้นตามความแน่น
						ความสามารถในการหลอมรวมของ Re นั้นเป็นรองจาก W เท่านั้น
							Mn มีความสำคัญในทางปฏิบัติมากที่สุด
			เทคนีเชียม				Elements Tc, Bh – ธาตุกัมมันตภาพรังสี, สิ่งประดิษฐ์
						ได้โดยตรงจากนิวเคลียร์ฟิวชัน อีกครั้ง-
						องค์ประกอบที่หายาก
							องค์ประกอบ Tc และ Re มีความคล้ายคลึงกันมากกว่า
						ด้วยแมงกานีส Tc และ Re มีความเสถียรสูงกว่า
						ตอออกซิเดชัน ดังนั้นองค์ประกอบเหล่านี้จึงมี
						สารประกอบในสถานะออกซิเดชัน 7 นั้นแปลก
							Mn มีลักษณะเฉพาะโดยสถานะออกซิเดชัน: 2, 3, 4,
							มีเสถียรภาพมากขึ้น -				2 และ 4 สถานะออกซิเดชันเหล่านี้

ปรากฏอยู่ใน สารประกอบธรรมชาติ. ที่พบมากที่สุด

แร่ธาตุ Mn แปลก: ไพโรลูไซต์ MnO2 และโรโดโครไซต์ MnCO3

สารประกอบ Mn(+7) และ (+6) เป็นสารออกซิไดซ์ที่แรง

Mn, Tc, Re แสดงความคล้ายคลึงกันมากที่สุดในการเกิดออกซิเดชันสูง

ความสัมพันธ์จะแสดงออกมาในลักษณะที่เป็นกรดของออกไซด์และไฮดรอกไซด์ที่สูงขึ้น

ผู้ดำเนินการ:

หมายเลขเหตุการณ์

ไฮดรอกไซด์ที่สูงกว่าขององค์ประกอบทั้งหมดของกลุ่มย่อย VIIB นั้นแข็งแกร่ง

กรดที่มีสูตรทั่วไปคือ NEO4

ในสถานะออกซิเดชันสูงสุด ธาตุ Mn, Tc และ Re จะคล้ายคลึงกับองค์ประกอบกลุ่มย่อยหลักคลอรีน กรด: HMnO4, HTcO4, HReO4 และ

HClO4 มีความแข็งแรง องค์ประกอบของกลุ่มย่อย VIIB มีลักษณะที่สังเกตได้ชัดเจน

ความคล้ายคลึงกันอย่างมีนัยสำคัญกับเพื่อนบ้านในซีรีส์ โดยเฉพาะอย่างยิ่ง Mn แสดงความคล้ายคลึงกับ Fe โดยธรรมชาติแล้ว สารประกอบ Mn จะติดกับสารประกอบ Fe เสมอ

มากานีส

สถานะออกซิเดชันที่มีลักษณะเฉพาะ

			วาเลนซ์อิเล็กตรอน Mn – 3d5 4s2
			องศาที่พบบ่อยที่สุด
	3d5 4s2	แมงกานีส	ค่าออกซิเดชันของ Mn คือ 2, 3, 4, 6, 7;
			มีเสถียรภาพมากขึ้น - 2 และ 4 ในสารละลายที่เป็นน้ำ
			สถานะออกซิเดชัน +2 มีความเสถียรในสภาพเป็นกรด และ +4 – นิ้ว

สภาพแวดล้อมที่เป็นกลาง เป็นด่างเล็กน้อยและเป็นกรดเล็กน้อย

สารประกอบ Mn(+7) และ (+6) มีคุณสมบัติออกซิไดซ์ที่แรง

ลักษณะกรด-เบสของ Mn ออกไซด์และไฮดรอกไซด์เกิดจากธรรมชาติ

ขึ้นอยู่กับสถานะออกซิเดชัน: ในสถานะออกซิเดชัน +2 ออกไซด์และไฮดรอกไซด์เป็นเบส และในสถานะออกซิเดชันสูงสุดจะมีสภาพเป็นกรด

นอกจากนี้ HMnO4 ยังเป็นกรดแก่

ในสารละลายที่เป็นน้ำ Mn(+2) มีอยู่ในรูปของการเติมน้ำ

2+ ซึ่งเพื่อความง่ายจะแสดงด้วย Mn2+ แมงกานีสในสถานะออกซิเดชันสูงอยู่ในสารละลายในรูปของเตตราออกโซแอนไอออน: MnO4 2– และ

MnO4 – .

ผู้ดำเนินการ:

หมายเลขเหตุการณ์

สารประกอบธรรมชาติและการผลิตโลหะ

ธาตุ Mn ในแง่ของความอุดมสมบูรณ์ในเปลือกโลกในหมู่โลหะหนัก

การตกปลาเป็นไปตามเหล็ก แต่ด้อยกว่าอย่างเห็นได้ชัด - ปริมาณ Fe ประมาณ 5% และ Mn - เพียงประมาณ 0.1% แมงกานีสมีออกไซด์ทั่วไปมากกว่า

ny และคาร์บอเนตและแร่ มูลค่าสูงสุดมีแร่ธาตุ: ไพรอล-

ตำแหน่ง MnO2 และโรโดโครไซต์ MnCO3

เพื่อรับ Mn

นอกจากแร่ธาตุเหล่านี้แล้ว hausmannite Mn3 O4 ยังใช้เพื่อให้ได้ Mn

และไซโลเมเลนออกไซด์ไฮเดรต MnO2 xH2 O. ในแร่แมงกานีสทั้งหมด

แมงกานีสใช้เป็นหลักในการผลิตเหล็กเกรดพิเศษที่มีความแข็งแรงสูงและทนต่อแรงกระแทก ดังนั้น,

Mn จำนวนใหม่ไม่ได้มาในรูปแบบบริสุทธิ์ แต่อยู่ในรูปของเฟอร์โรแมงกานีส

tsa - โลหะผสมของแมงกานีสและเหล็กที่มี Mn ตั้งแต่ 70 ถึง 88%

ปริมาณรวมของการผลิตแมงกานีสทั่วโลกต่อปี รวมถึงในรูปของเฟอร์โรแมงกานีสอยู่ที่ ~ (10 12) ล้านตันต่อปี

เพื่อให้ได้เฟอร์โรแมงกานีส แร่แมงกานีสออกไซด์จะลดลง

พวกเขาเผาถ่านหิน

MnO2 + 2C = Mn + 2CO

ผู้ดำเนินการ:

หมายเลขเหตุการณ์

เมื่อรวมกับ Mn ออกไซด์แล้ว Fe ออกไซด์ที่มีอยู่ในแร่ก็จะลดลงเช่นกัน

เดอ เพื่อให้ได้แมงกานีสที่มีปริมาณ Fe และ C น้อยที่สุด สารประกอบ

Fe ถูกแยกเบื้องต้นและได้ Mn3 O4 ออกไซด์ผสม

(MnO . Mn2 O3 ) จากนั้นจึงรีดิวซ์ด้วยอะลูมิเนียม (ไพโรลูไซต์ทำปฏิกิริยากับ

อัลพายุเกินไป)

3Mn3 O4 + 8Al = 9Mn + 4Al2 O3

แมงกานีสบริสุทธิ์ได้มาจากวิธีไฮโดรเมทัลโลจิคัล หลังจากได้รับเกลือ MnSO4 เบื้องต้นแล้ว โดยผ่านสารละลาย Mn ซัลเฟต

ปล่อยให้เข้า ไฟฟ้าแมงกานีสจะลดลงที่แคโทด:

Mn2+ + 2e– = Mn0

สารง่ายๆ

แมงกานีสเป็นโลหะสีเทาอ่อน ความหนาแน่น – 7.4 ก./ซม.3 จุดหลอมเหลว – 1245O C

	นี่เป็นโลหะที่ค่อนข้างแอคทีฟ E (Mn		/ นาที) = - 1.18 โวลต์
		มันถูกออกซิไดซ์อย่างง่ายดายกับไอออนบวก Mn2+ ในการเจือจาง
		กรด
		Mn + 2H+ = Mn2+ + H2
		แมงกานีสมีความเข้มข้น
		กรดไนตริก และซัลฟิวริก แต่เมื่อถูกความร้อน
	ข้าว. แมงกานีส – se-	เริ่มมีปฏิสัมพันธ์กับพวกเขาอย่างช้าๆ แต่
	โลหะสีแดงคล้ายกัน	แม้อยู่ภายใต้อิทธิพลของสารออกซิไดซ์ที่แรงเช่นนี้
	สำหรับฮาร์ดแวร์
		Mn เข้าไปในแคตไอออน

Mn2+. เมื่อถูกความร้อนผงแมงกานีสจะทำปฏิกิริยากับน้ำด้วย

การปล่อย H2

เนื่องจากการออกซิเดชั่นในอากาศ แมงกานีสจึงถูกปกคลุมไปด้วยจุดสีน้ำตาล

ในบรรยากาศที่มีออกซิเจน แมงกานีสจะเกิดออกไซด์

Mn2 O3 และที่อุณหภูมิสูงกว่าจะผสม MnO ออกไซด์ Mn2 O3

(Mn3 O4 ).

ผู้ดำเนินการ:

หมายเลขเหตุการณ์

เมื่อถูกความร้อน แมงกานีสจะทำปฏิกิริยากับฮาโลเจนและซัลเฟอร์ Mn ความสัมพันธ์

ให้มีกำมะถันมากกว่าเหล็ก ดังนั้น เมื่อเติมเฟอร์โรแมงกานีสลงในเหล็ก

กำมะถันที่ละลายในนั้นจับกับ MnS MnS ซัลไฟด์ไม่ละลายในโลหะและเข้าไปในตะกรัน ความแข็งแรงของเหล็กเพิ่มขึ้นหลังจากกำจัดกำมะถันซึ่งทำให้เกิดความเปราะ

อย่างมาก อุณหภูมิสูงแมงกานีส (>1200 0 C) ทำปฏิกิริยากับไนโตรเจนและคาร์บอน เกิดเป็นไนไตรด์และคาร์ไบด์ที่ไม่ใช่ปริมาณสารสัมพันธ์

สารประกอบแมงกานีส

สารประกอบแมงกานีส (+7)

สารประกอบ Mn(+7) ทั้งหมดแสดงคุณสมบัติออกซิไดซ์ที่แรง

โพแทสเซียมเปอร์แมงกาเนต KMnO 4 – การเชื่อมต่อที่พบบ่อยที่สุด

มน(+7) ในรูปแบบบริสุทธิ์ สารที่เป็นผลึกนี้มีสีเข้ม

สีม่วง เมื่อเปอร์แมงกาเนตเป็นผลึกถูกให้ความร้อน มันจะสลายตัว

		2KMnO4 = K2 MnO4 + MnO2 + O2
		จากปฏิกิริยานี้ในห้องปฏิบัติการคุณสามารถได้รับ
		ไอออน MnO4 – สารละลายสีถาวร
		กานาตะในสีราสเบอร์รี่ม่วง บน-
		พื้นผิวที่สัมผัสกับสารละลาย
ข้าว. สารละลาย KMnO4 สีชมพู-		KMnO4 เนื่องจากความสามารถของเปอร์แมงกาเนตในการออกซิไดซ์
สีม่วง		เทน้ำสีเหลืองน้ำตาลบางๆ
		ฟิล์ม MnO2 ออกไซด์
	4KMnO4 + 2H2 O = 4MnO2 + 3O2 + 4KOH

เพื่อชะลอปฏิกิริยานี้ซึ่งเร่งตัวในแสง สารละลายของ KMnO4 จึงถูกเก็บไว้

อยู่ในขวดสีเข้ม

เมื่อเติมความเข้มข้นเพียงไม่กี่หยด

กรดซัลฟิวริกไตรเลตจะผลิตเปอร์แมงกานิกแอนไฮไดรด์

ผู้ดำเนินการ:

หมายเลขเหตุการณ์

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

Mn 2 O 7 ออกไซด์เป็นของเหลวมันหนักที่มีสีเขียวเข้ม นี่เป็นโลหะออกไซด์ชนิดเดียวที่เป็นเช่นนั้นภายใต้สภาวะปกติ

มีสถานะเป็นของเหลว (จุดหลอมเหลว 5.9 0 C) ออกไซด์จะมีโมเลกุล

โครงสร้างก้อนไม่เสถียรมาก สลายตัวระเบิดได้ที่อุณหภูมิ 55 0 C 2Mn2 O7 = 4MnO2 + 3O2

Mn2 O7 ออกไซด์เป็นสารออกซิไดซ์ที่แรงและมีพลังมาก มากมายหรือ-

สารกานิกจะถูกออกซิไดซ์ภายใต้อิทธิพลของ CO2 และ H2 O ออกไซด์

Mn2 O7 บางครั้งเรียกว่าการจับคู่ทางเคมี ถ้าแท่งแก้วชุบ Mn2 O7 แล้วนำไปวางบนตะเกียงแอลกอฮอล์ มันจะติดสว่าง

เมื่อ Mn2O7 ละลายในน้ำ จะเกิดกรดเปอร์แมงกานิก

กรด HMnO 4 เป็นกรดแก่ มีเฉพาะในน้ำเท่านั้น

โซลูชันนาม ไม่ได้ถูกแยกออกจากรัฐอิสระ กรด HMnO4 สลายตัว-

ด้วยการปล่อย O2 และ MnO2

เมื่อเติมอัลคาไลที่เป็นของแข็งลงในสารละลาย KMnO4 จะเกิดการก่อตัว

การก่อตัวของแมงกาเนตสีเขียว

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

เมื่อให้ความร้อน KMnO4 ด้วยกรดไฮโดรคลอริกเข้มข้นจะก่อตัวขึ้น

มีก๊าซ Cl2 อยู่

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

ปฏิกิริยาเหล่านี้เผยให้เห็นคุณสมบัติการออกซิไดซ์อย่างแรงของเปอร์แมงกาเนต

ผลิตภัณฑ์ที่เกิดจากปฏิกิริยาของ KMnO4 กับสารรีดิวซ์ขึ้นอยู่กับความเป็นกรดของสารละลาย ซึ่งปฏิกิริยาจะเกิดขึ้น

ในสารละลายที่เป็นกรด จะเกิดไอออนบวก Mn2+ ที่ไม่มีสี

MnO4 – + 8H+ +5e–  Mn2+ + 4H2 O; (E0 = +1.53 โวลต์)

ตะกอนสีน้ำตาล MnO2 ตกตะกอนจากสารละลายที่เป็นกลาง

MnO4 – +2H2 O +3e–  MnO2 + 4OH–

ในสารละลายอัลคาไลน์ จะเกิดไอออนสีเขียว MnO4 2–

ผู้ดำเนินการ:

หมายเลขเหตุการณ์

โพแทสเซียมเปอร์แมงกาเนตในอุตสาหกรรมได้มาจากแมงกานีส

(ออกซิไดซ์ที่ขั้วบวกในสารละลายอัลคาไลน์) หรือจากไพโรลูไซต์ (MnO2 เป็นพรี-

ออกซิไดซ์อย่างเดือดเป็น K2 MnO4 ซึ่งจากนั้นจะถูกออกซิไดซ์เป็น KMnO4 ที่ขั้วบวก)

สารประกอบแมงกานีส (+6)

แมงกาเนตเป็นเกลือที่มีประจุลบ MnO4 2 และมีสีเขียวสดใส

ไอออน MnO4 2─ มีความเสถียรเฉพาะในสภาพแวดล้อมที่มีความเป็นด่างสูงเท่านั้น ภายใต้อิทธิพลของน้ำและโดยเฉพาะอย่างยิ่งกรด แมงกาเนตจะไม่ได้สัดส่วนเพื่อสร้างสารประกอบ

ของ Mn ในสถานะออกซิเดชัน 4 และ 7

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

ด้วยเหตุนี้จึงไม่มีกรด H2 MnO4

แมงกาเนตสามารถหาได้โดยการหลอม MnO2 กับด่างหรือคาร์บอเนต

mi เมื่อมีสารออกซิไดซ์

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

แมงกาเนตเป็นสารออกซิไดซ์ที่แรง แต่หากได้รับผลกระทบ

หากคุณใช้ตัวออกซิไดซ์ที่แรงกว่านั้น สารเหล่านั้นจะกลายเป็นเปอร์แมงกาเนต

ความไม่สมส่วน

สารประกอบแมงกานีส (+4)

– สารประกอบ Mn ที่เสถียรที่สุด ออกไซด์นี้เกิดขึ้นตามธรรมชาติ (แร่ไพโรลูไซต์)

MnO2 ออกไซด์เป็นสารสีน้ำตาลดำที่มีผลึกเข้มข้นมาก

ical lattice (เหมือนกับ rutile TiO2) ด้วยเหตุนี้เองถึงแม้จะมี MnO 2 ออกไซด์ก็ตาม เป็นแอมโฟเทอริกมันไม่ทำปฏิกิริยากับสารละลายอัลคาไลและกรดเจือจาง (เช่นเดียวกับ TiO2) มันละลายเป็นกรดเข้มข้น

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

ปฏิกิริยานี้ใช้ในห้องปฏิบัติการเพื่อผลิต Cl2

เมื่อ MnO2 ถูกละลายในซัลฟิวริกเข้มข้นและกรดไนตริก จะเกิด Mn2+ และ O2

ดังนั้นในสภาพแวดล้อมที่เป็นกรดมาก MnO2 จึงมีแนวโน้มที่จะเปลี่ยนรูปเป็น

Mn2+ แคตไอออน

MnO2 ทำปฏิกิริยากับด่างเฉพาะเมื่อละลายเมื่อมีการก่อตัวของส่วนผสมเท่านั้น

ออกไซด์ เมื่อมีสารออกซิไดซ์ แมงกาเนตจะก่อตัวขึ้นในการหลอมละลายที่เป็นด่าง

MnO2 ออกไซด์ใช้ในอุตสาหกรรมเป็นสารออกซิไดซ์ราคาถูก โดยเฉพาะอย่างยิ่ง, รีดอกซ์ปฏิสัมพันธ์

2 สลายตัวเมื่อมีการปล่อย O2 และการก่อตัว

การก่อตัวของออกไซด์ Mn2 O3 และ Mn3 O4 (MnO. Mn2 O3 )

Mn(+4) ไฮดรอกไซด์ไม่ได้ถูกแยกออกในระหว่างการรีดักชันของเปอร์แมงกาเนตและมนุษย์

กาเนทในสภาพแวดล้อมที่เป็นกลางหรือเป็นด่างเล็กน้อย รวมถึงระหว่างออกซิเดชั่น

Mn(OH)2 และ MnOOH ซึ่งเป็นตะกอนสีน้ำตาลเข้มที่ให้ไฮเดรตจากสารละลาย

MnO2 ต่ำ

Mn(+3) ออกไซด์และไฮดรอกไซด์มีลักษณะพื้นฐาน สิ่งเหล่านี้มั่นคง

สีน้ำตาล สารที่ไม่ละลายน้ำ และไม่เสถียร

เมื่อทำปฏิกิริยากับกรดเจือจางพวกมันจะไม่สมส่วน

ทำปฏิกิริยา เกิดสารประกอบ Mn ในสถานะออกซิเดชัน 4 และ 2 2MnOOH + H2 SO4 = MnSO4 + MnO2 + 2H2 O

พวกมันทำปฏิกิริยากับกรดเข้มข้นในลักษณะเดียวกับ

MnO2 เช่น ในสภาพแวดล้อมที่เป็นกรดพวกมันจะเปลี่ยนเป็นไอออนบวก Mn2+ ในสภาพแวดล้อมที่เป็นด่าง พวกมันจะออกซิไดซ์ในอากาศให้เป็น MnO2 ได้อย่างง่ายดาย

สารประกอบแมงกานีส (+2)

ในสารละลายที่เป็นน้ำ สารประกอบ Mn(+2) จะเสถียรในสภาพแวดล้อมที่เป็นกรด

Mn(+2) ออกไซด์และไฮดรอกไซด์เป็นธาตุพื้นฐานที่ละลายได้ง่าย

ละลายในกรดเพื่อสร้างไอออนบวกไฮเดรต Mn2+

MnO ออกไซด์เป็นสารประกอบผลึกทนไฟสีเทาเขียว

(จุดหลอมเหลว – 18420 C) สามารถรับได้โดยการย่อยสลายรถยนต์-

มีประโยชน์ในกรณีที่ไม่มีออกซิเจน

MnCO3 = MnO + CO2

MnO ไม่ละลายในน้ำ

ผู้ดำเนินการ:

ผู้ดำเนินการ:

หมายเลขเหตุการณ์

งานโอลิมปิกในวิชาเคมี

(1 เวทีโรงเรียน)

1. การทดสอบ

1. แมงกานีสมีสถานะออกซิเดชันสูงสุดในสารประกอบ

2. ปฏิกิริยาการทำให้เป็นกลางสอดคล้องกับสมการไอออนิกแบบย่อ

1) H + + OH - = H 2 O

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

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

4) สังกะสี + 2H + = สังกะสี 2+ + H 2

3. มีปฏิสัมพันธ์ซึ่งกันและกัน

2) MnO และ Na 2 O

3) P 2 O 5 และ SO 3

4. สมการของปฏิกิริยารีดอกซ์คือ

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

2) N 2 O 5 + H 2 O = 2 HNO 3

3) 2N 2 O = 2N 2 + O 2

4) BaCO 3 = BaO + CO 2

5. ปฏิกิริยาการแลกเปลี่ยนคือการโต้ตอบ

1) แคลเซียมออกไซด์กับกรดไนตริก

2) คาร์บอนมอนอกไซด์กับออกซิเจน

3) เอทิลีนกับออกซิเจน

4) กรดไฮโดรคลอริกพร้อมแมกนีเซียม

6. ฝนกรดเกิดจากการปรากฏตัวในชั้นบรรยากาศ

1) ไนโตรเจนและซัลเฟอร์ออกไซด์

4) ก๊าซธรรมชาติ

7. มีเทน รวมถึงน้ำมันเบนซินและดีเซล ถูกใช้เป็นเชื้อเพลิงในเครื่องยนต์สันดาปภายใน (ยานพาหนะ) สมการทางอุณหเคมีสำหรับการเผาไหม้ของก๊าซมีเทนคือ:

CH 4 + 2O 2 = CO 2 + 2H 2 O + 880 กิโลจูล

ในระหว่างการเผาไหม้ CH 4 จะมีปริมาตร 112 ลิตร (ที่ศูนย์) จะถูกปล่อยออกมาจำนวนเท่าใด

เลือกคำตอบที่ถูกต้อง:

2. วัตถุประสงค์

1. ในสมการของปฏิกิริยารีดอกซ์ ให้จัดเรียงสัมประสิทธิ์ในลักษณะใดๆ ก็ตามที่คุณทราบ

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

ระบุชื่อของสารออกซิไดซ์และสารรีดิวซ์และสถานะออกซิเดชันของธาตุ (4 คะแนน)

2. เขียนสมการปฏิกิริยาที่ยอมให้เกิดการเปลี่ยนแปลงต่อไปนี้:

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

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

(5 คะแนน)

3. หาสูตรของอัลคาเดียนว่าความหนาแน่นสัมพัทธ์ในอากาศเท่ากับ 1.862 หรือไม่ (3 คะแนน)

4. ในปี 1928 นักเคมีชาวอเมริกันของบริษัทวิจัย General Motors, Thomas Midgley Jr. สามารถสังเคราะห์และแยกสารประกอบทางเคมีในห้องทดลองของเขาที่ประกอบด้วยคาร์บอน 23.53% ไฮโดรเจน 1.96% และฟลูออรีน 74.51 % ก๊าซที่ได้จึงหนักกว่าอากาศถึง 3.52 เท่า และไม่ไหม้ หาสูตรของสารประกอบ เขียนสูตรโครงสร้างของสารอินทรีย์ที่สอดคล้องกับสูตรโมเลกุลที่ได้ และตั้งชื่อให้ (6 คะแนน)

5. ผสมสารละลายกรดไฮโดรคลอริก 0.5% 140 กรัม กับสารละลายกรดไฮโดรคลอริก 3% 200 กรัม เปอร์เซ็นต์ของกรดไฮโดรคลอริกในสารละลายที่ได้ใหม่คือเท่าไร? (3 คะแนน)

3. ปริศนาอักษรไขว้

แก้คำที่เข้ารหัสในปริศนาอักษรไขว้

การกำหนด: 1→ - แนวนอน

1↓ - แนวตั้ง

↓ ผลิตภัณฑ์จากการกัดกร่อนของเหล็ก

→ เกิดจากการมีปฏิสัมพันธ์ (6) กับออกไซด์หลัก

→ หน่วยปริมาณความร้อน

→ ไอออนที่มีประจุบวก

→ นักวิทยาศาสตร์ชาวอิตาลี ซึ่งตั้งชื่อตามชื่อปริมาณคงที่ที่สำคัญที่สุดชิ้นหนึ่ง

→ จำนวนอิเล็กตรอนในระดับชั้นนอกของธาตุหมายเลข 14

→……ก๊าซ – คาร์บอนมอนอกไซด์ (IV)

→ นักวิทยาศาสตร์ชาวรัสเซียผู้ยิ่งใหญ่ มีชื่อเสียงเหนือสิ่งอื่นใดในฐานะผู้สร้างภาพเขียนโมเสกและผู้แต่ง epigraph

→ ประเภทของปฏิกิริยาระหว่างสารละลายโซเดียมไฮดรอกไซด์กับกรดซัลฟิวริก

ยกตัวอย่างสมการปฏิกิริยาสำหรับ (1→)

ระบุ ค่าคงที่กล่าวถึงใน (4)

เขียนสมการปฏิกิริยา (8)

เขียน โครงสร้างอิเล็กทรอนิกส์ อะตอมของธาตุซึ่งกล่าวไว้ใน (5) (13 คะแนน)