Соединения марганца в ОВР

Перманганат-ион выступает окислителем в любой среде, от рН среды зависит продукт восстановления перманганата-иона. Кислую среду создают серная, азотная, соляная и другие сильные кислоты, раствор сернистого газа. Азотная кислота помимо создания кислой среды будет проявлять окислительные свойства, а соляная (и другие галогеноводородные кислоты, кроме HF) – восстановительные свойства. Щелочная среда создается растворами щелочей и аммиака, сульфидов щелочных металлов. Тот или иной продукт восстановления объясняется его устойчивостью в данной среде. В некоторых заданиях С1 в качестве продукта восстановления KMnO₄ в щелочной среде указывается оксид марганца (IV). Это объясняется тем, что манганат (K₂MnO₄) в принципе неустойчивое вещество и в растворе самопроизвольно диспропорционирует на оксид марганца(IV) и перманганат.

Схема 1. Поведение перманганат-иона в ОВР

KMnO4 + восстановители →
в кислой среде Mn^+2 MnO4^-+ 5e^- + H^+→ Mn^2+	в нейтральной среде Mn^+4 MnO4^-+ 3e^- + H2O→ MnO2	в щелочной среде Mn^+6 MnO4^-+ 3e^- + OH^-→ MnO4 ^2-
(соль той кислоты, которая участвует в реакции) MnSO4, MnCl2	MnO2↓	Манганат (K2MnO4 или Na2MnO4)
5K2SO3 + 2KMnO4 + 3H2SO4 → 6K2SO4 + 2MnSO4 + 3H2O	2КМnО4+ 3Na2SО3 + Н2О → 3Na2SО4 + 2МnО2 + 2КОН	K2SO3 + 2KMnO4 + 2KOH → K2SO4 +2K2MnO4 + H2O

Приведем примеры, следуя выше указанной схеме:

KMnO₄ + К₂SO₃ + H₂SO₄ ®

Окислитель восстановитель создает кислую среду,

Следовательно перманганат превратится в сульфат марганца (II), сульфит окислится до сульфата, ионы калия свяжутся сульфат-ионами, ионы водорода превратятся в воду.

2KMnO₄ + 5К₂SO₃ + 3H₂SO₄= 6К₂SO₄+ 2MnSO₄+ 3H₂O

KMnO₄ + К₂SO₃+ H₂O ®

Окислитель восстановитель среда близка к нейтральной (слабо щелочная из-за гидролиза сульфита), следовательно перманганат превратится в оксид марганца (IV), сульфит окислится до сульфата, ионы калия свяжутся с гидроксид-ионами.

2KMnO₄ + 3К₂SO₃ + H₂O = 3К₂SO₄+ 2MnO₂+2KOH

KMnO₄ + К₂SO₃ + KOH ®

Окислитель становитель создает щелочную среду,

Следовательно перманганат превратится в манганат калия, сульфит окислится до сульфата, побочный продукт - вода:

2KMnO₄ +К₂SO₃ + 2KOH = К₂SO₄+ 2 K₂MnO₄+ H₂O

2KMnO₄ + 5SO₂ + 2H₂O = К₂SO₄+ 2MnSO₄+ 2H₂ SO₄

Создает кислую среду

Другие соединения марганца:

Cоли марганца (II), оксид марганца (IV) и манганаты
кислая среда	нейтральная среда	щелочная среда
KMnO4 — перманганат HMnO4 — марганцевая кислота	оксид марганца (IV)	K2MnO4 — манганат
2Mn(NO3)2 + 5PbO2 + 6HNO3 → 2HMnO4 + 5Pb(NO3)2 + 2H2O 2MnSO4+ 5NaBiO3 +16HNO3 → 2HMnO4 + 2Na2SO4 +7H2O + NaNO3+5Bi (NO3)3 2Mn(NO3)2 + 5NaBiO3 + 16HNO3 → 2HMnO4 + 5NaNO2 + 5Bi(NO3)3 + 7H2O	MnCl2 + O3 +H2O → MnO2 + O2 + 2HCl	MnO2 +KNO3 + 2KOH→ K2MnO4 + H2O + KNO2 Mn(OH)2 + 2Cl2 + 6KOH → K2MnO4 + 4H2O + 4KCl

Манганат-ион также может выступать окислителем (в нейтральной и кислой среде):

Схема 2. Поведение манганат-иона в ОВР

Оксид марганца (IV) выступает окислителем в кислой среде с образованием солей манганца (II):

Cоли марганца (II), оксид марганца (IV) и манганаты могут выступать восстановителями, при этом продукт их окисления также зависит от среды: в нейтральной среде получится оксид марганца (IV), в щелочной – манганат, в кислой – перманганат.

Примеры:

MnCl₂ + O₃ + H₂O = MnO₂ + O₂+ 2HCl

восстановитель окислитель нейтральная среда продукт окисления

Mn(OH)₂ + 2Cl₂ + 6KOH = K₂MnO₄ + 4H₂O + 4KCl

восстановитель окислитель щелочная среда продукт окисления

MnO₂ + KNO₃ + 2KOH = K₂MnO₄ + H₂O + K NO₂

восстановитель окислитель щелочная среда продукт окисления

2MnSO₄+ 5NaBiO₃ +16HNO₃ = 2 HMnO₄ + 2Na₂SO₄ + 7H₂O + NaNO₃+5Bi (NO₃)₃

Восст-ель окис-ль кислая среда продукт окисления

СОЕДИНЕНИЯ ХРОМА В ОВР

Продукты восстановления хроматов и дихроматов также зависят от среды. Хроматы могут существовать в нейтральной и щелочной среде, дихроматы – в кислой и нейтральной. В кислой среде, как правило, продуктом восстановления является соль хрома +3, в нейтральной – гидроксид хрома (III), в щелочной – комплексная соль, гексагидроксохромат.

Дата добавления: 2014-12-27