Соединения двухвалентного марганца.  - конспект - Химия, Конспект из Химия
zaycev_ia
zaycev_ia20 June 2013

Соединения двухвалентного марганца. - конспект - Химия, Конспект из Химия

PDF (171.0 KB)
7 страница
325количество посещений
Описание
I.M. Sechenov Moscow Medical Academy. Реферат по химии. Историческая справка. Распространение в природе. Физические и химические свойства. Соединения двухвалентного марганца. Соединения четырёхвалентного марганца. ...
20очки
пункты необходимо загрузить
этот документ
скачать документ
предварительный показ3 страница / 7
это только предварительный показ
консультироваться и скачать документ
это только предварительный показ
консультироваться и скачать документ
предварительный показ закончен
консультироваться и скачать документ
это только предварительный показ
консультироваться и скачать документ
это только предварительный показ
консультироваться и скачать документ
предварительный показ закончен
консультироваться и скачать документ
???????????? ????????? ????????? ? ?????????????? ??

МИНИСТЕРСТВО СЕЛЬСКОГО ХОЗЯЙСТВА И ПРОДОВОЛЬСТВИЯ РФ ВГСХА

КАФЕДРА ХИМИИ

Реферат на тему:

Выполнил: студент первого курса инженерного факультета

15 б группы Кошманов В.В.

Проверил: Харченко Н.Т.

Великие Луки 1998г.

7

Содержание:

Историческая справка. 3 Распространение в природе. 3 Физические и химические свойства. 3 Соединения двухвалентного марганца. 4 Соединения четырёхвалентного марганца. 4 Соединения шестивалентного марганца. 5 Соединения семивалентного марганца. 5 Получение. 6 Применение марганца и его соединений. 6 Литература. 7

Историческая справка.

7

Минералы Марганца известны издавна. Древнеримский натуралист Плиний упоминает о чёрном камне, который использовали для обесцвечивания жидкой стеклянной массы; речь шла о минерале пиролюзите MnO2. В Грузии пиролюзит с древнейших времён служил присадочным материалом при получении железа. Долгое время пиролюзит называли чёрной магнезией и считали разновидностью магнитного железняка. В 1774 году К.Шелле доказал, что это соединение неизвестного металла, а другой шведский учёный Ю.Гаи, сильно нагревая смесь пиролюзита с углём, получил Марганец загрязнённый углеродом. Название Марганец традиционно происходит от немецкого Marganerz-марганцевая руда.

Распространение в природе. Среднее Содержание Марганца в земной коре 0.1%, в

большинстве изверженных пород 0.06-0.2% по массе, где он находится в рассеянном состоянии в форме Mn2+ (аналог Fe2+). На земной поверхности Mn2+ легко окисляется, здесь известны также минералы Mn3+ и Mn4+. В биосфере Марганец энергично мигрирует в восстановительных условиях и малоподвижен в окислительных условиях. Наиболее подвижен Марганец в кислых водах тундры и лесных ландшафтах, где он находится в форме Mn2+. Содержание Марганца здесь часто повышенно и культурные растения местами страдают от избытка Марганца; в почвах, озёрах, болотах образуются железно марганцовые конкуренции, озёрные и болотные руды. В сухих степях и пустынях в условиях щелочной окислительной среды Марганец малоподвижен. Организмы бедны Марганцем, культурные растения часто нуждаются в марганцовых микро удобрениях. Речные воды бедны Марганцем (10-6-10-5г/л.), однако суммарный вынос этого элемента огромен, причём основная его масса осаждается в прибрежной зоне.

Физические и химические свойства. В чистом виде марганец получают либо электролизом раствора

сульфата марганца (II), либо восстановлением из оксидов кремнием в электрических печках. Элементарный Марганец представляет собой серебристо-белый твердый, но хрупкий металл. Его хрупкость объясняется тем, что при нормальных температурах в элементарную ячейку Mn входит 58 атомов в сложной ажурной структуре, не относящейся к числу плотноупакованных. Плотность Марганца 7.44 г/см3, температура плавления 1244оС, температура кипения 2150оС. В реакциях проявляет валентность от 2 до 7, наиболее устойчивые степени окисления +2,+4,+7.

7

Соединения двухвалентного марганца. Соли двухвалентного марганца можно получить при растворении

в разбавленных кислотах:

Mn+2HCl MnCl2+H2 При растворении в воде образуется гидроксид Mn(II):

Mn+2HOH Mn(OH)2+H2 Гидроксид марганца можно получить в виде белого осадка при

действии на растворы солей двухвалентного марганца щелочью:

MnSO4+2NaOH Mn(OH)2 +NaSO4 Соединения Mn(II) на воздухе неустойчивы, и Mn(OH)2 на

воздухе быстро буреет, превращаясь в оксид-гидроксид четырёхвалентного марганца.

2Mn(OH)2+O2 MnO(OH)2 Гидроксид марганца проявляет только основные свойства и не

реагирует со щелочами, а при взаимодействии с кислотами даёт соответствующие соли.

Mn(OH)2+2HCl MnCl2+2H2O Оксид марганца может быть получен при разложении карбоната

марганца:

MnCO3 MnO+CO2 Либо при восстановлении диоксида марганца водородом:

MnO2+H2 MnO+H2O

Соединения четырёхвалентного марганца. Из соединений четырёхвалентного марганца наиболее известен

диоксид марганца MnO2 - пиролюзит. Поскольку валентность IV является промежуточной, соединения Mn (VI) образуются как при окислении двухвалентного марганца.

Mn(NO3)2 MnO2+2NO2 Так и при восстановлении соединений марганца в щелочной

среде:

3K2MnO4+2H2O 2KMnO4+MnO2+4KOH Последняя реакция является примером реакции самоокисления -

самовосстановления, для которых характерно то, что часть атомов одного и того же элемента окисляется, восстанавливая одновременно оставшиеся атомы того же элемента:

Mn6++2e=Mn4+ 1 Mn6+-e=Mn7+ 2

7

В свою очередь MnО2 может окислять галогениды и галоген водороды, например HCl:

MnO2+4HCl MnCl2+Cl2+2H2O Диоксид марганца - твёрдое порошкообразное вещество. Он

проявляет как основные, так и кислотные свойства.

Соединения шестивалентного марганца. При сплавлении MnO2 со щелочами в присутствии кислорода,

воздуха или окислителей получают соли шестивалентного Марганца, называемые манганатами.

MnO2+2KOH+KNO3 K2MnO2+KNO2+H2O Соединений марганца шестивалентного известно немного, и из

них наибольшее значение соли марганцевой кислоты - манганаты. Сама марганцевая кислота, как и соответствующей ей триоксид

марганца MnO3, в свободном виде не существует вследствии неустойчивости к процессам окисления - восстановления. Замена протона в кислоте на катион металла приводит к устойчивости манганатов, но их способность к процессам окисления - восствновления сохраняется. Растворы манганатов окрашены в зелёный цвет. При их подкислении образуется марганцеватая кислота,разлагается до соединений марганца четырёхвалентного и семивалентного.

Сильные окислители переводят марганец шестивалентный в семивалентный.

2K2MnO4+Cl22 2KMnO4+2KCl

Соединения семивалентного марганца. В семивалентном состоянии марганец проявляет только

окислительные свойства. Среди применяемых в лабораторной практике и в промышленности окислителей широко применяется перманганат калия KMnO2, в быту называемый марганцовкой. Перманганат калия представляет собой кристаллы чёрно-фиолетового цвета. Водные растворы окрашены в фиолетовый цвет, характерный для иона MnO4-.

Перманганаты являются солями марганцевой кислоты, которая устойчива только в разбавленных растворах (до 20%). Эти растворы могут быть получены действием сильных окислителей на соединения марганца двухвалентного:

2Mn(NO3) 2+PbO2+6HNO3 2HMnO4+5Pb(NO3) 2+ 2H2O При концентрации HMnO4 выше 20% происходит разложение её по

уравнению:

4HMnO4 4MnO+3O2 +2H2O

7

Соответствующий марганцевой кислоте марганцевый ангидрид, или оксид марганца (VII), Mn2O7 может быть получен путем воздействия концентрированной серной кислоты на перманганат калия. Этот оксид является ещё более сильным окислителем, чем HMnO4 и KMnO4. Органические соединения при с Mn2O2 самовоспламеняются. При растворении Mn2O2 в воде образуется марганцевая кислота. Из-за неустойчивости и крайне высокой реакционной способности Mn2O2 не применяют, а вместо него используют твердые перманганаты.

В зависимости от среды перманганат калия может восстанавливаться до различных соединений.

При нагревании сухого перманганата калия до температуры выше 200 ОС он разлагается.

2KMnO4 K2MnO4 + MnO2 + O2 Этой реакцией в лаборатории иногда пользуются для получения

кислорода.

Получение. Наиболее чистый марганец получают в промышленности, по

способу советского электрохимика Р. И. Агладзе (1939), электролизом водных растворов MnSO4 с добавкой (NH4)2SO4 при pH = 8.0 - 8.5. Процесс ведут с анодами из свинца и катодами из титанового сплава АТ-3 или нержавеющей стали. Чешуйки марганца снимают с катодов и если надо переплавляют.

Менее чистый марганец получают алюминотермией, а также электротермией.

Добыча марганцевой руды в СССР. 1913 1940 1950 1960 1970 1972 1245т 2557т 3377т 5872т 6841т 7819т

Применение марганца и его соединений. Марганец в большом количестве применяется в металлургии в

процессе получения сталей для удаления из них серы и кислорода. Однако в расплав добавляют не марганец, а справ железа с марганцем - ферромарганец, который получают восстановлением пиролюзита углём. Добавки марганца к сталям повышают их устойчивость к износу и механическим напряжениям. В сплавах цветных металлов марганец увеличивает их прочность и устойчивость к коррозии.

Диоксид марганца используют в качестве катализатора в процессах окисления аммиака, органических реакциях и реакциях разложения неорганических солей. В керамической промышленности MnO2 используют для окрашивания эмалей и глазурей в черный и тёмно-коричневый цвет. Высокодисперсный MnO2 обладает хорошей

7

адсорбирующей способностью и применяется для очистки воздуха от вредных примесей.

Перманганат калия применяют для отбеливания льна и шерсти, обесцвечивания технологических растворов, как окислитель органических веществ.

В медицине применяют некоторые соли марганца. Например, перманганат калия применяют как антисептическое средство в виде водного раствора, для промывания ран, полоскания горла, смазывания язв и ожогов. Раствор KMnO4 применяют и внутрь при некоторых случаях отравления алкалоидами и цианидами. Марганец является одним из активнейших микроэлементов и встречается почти во всех растительных и живых организмах. Он улучшает процессы кроветворения в организмах.

Не стоит забывать, что соединения марганца могут оказывать токсичное действие на организм человека. Предельно допустимая концентрация марганца в воздухе 0.3 мг/м3. При выраженном отравлении наблюдается поражение нервной системы с характерным синдромом марганцевого парксинсонизма.

Список литературы: 1. Большая советская энциклопедия. 2. Ю.М.Шилов, Ю.И.Смушкевич, П.М.Чукуров, М.И.Тарасенко,

"Общая химия", М.,1983г.

комментарии (0)
не были сделаны комментарии
Напиши ваш первый комментарий
это только предварительный показ
консультироваться и скачать документ
Docsity не оптимизирован для браузера, который вы используете. Войдите с помощью Google Chrome, Firefox, Internet Explorer 9+ или Safari! Скачать Google Chrome