Mangan i jego związki Występowanie i otrzymywanie manganu, Właściwości fizyczne i chemicznie manganu, Ważniejsze związki manganu i ich właściwości

Mangan – występowanie i właściwości fizyczne Mangan w przyrodzie występuje w formie związanej, główny minerał – piroluzyt MnO2 Metal srebrzystobiały z różowym połyskiem, twardy i kruchy Piroluzyt Mangan

Otrzymywanie manganu Aluminotermia - metoda otrzymywania metali, które mają wysokie temperatury topnienia i trudno się redukują. W aluminotermii sporządza się mieszankę tlenku z granulatem glinu – mieszanina to termit, do którego dodaje się magnez i nadtlenek baru jako zapalnik: 4Mn3O4 + 8Al  12Mn + 4Al2O3 Elektroliza wodnych roztworów soli manganu zawierających kationy Mn2+.

Właściwości chemiczne manganu Reakcja z tlenem – w kontakcie z tleniem ulega pasywacji – pokrywa się warstewką tlenków MnO2 i Mn3O4 W stanie rozdrobnionym reaguje z wodą i kwasem chlorowodorowym z wydzielaniem wodoru Mn(pył) + 2H2O  Mn(OH)2 + H2 Mn(pył) + 2HCl  MnCl2 + H2

Właściwości redukująco-utleniające związków manganu Związki manganu na +II mają właściwości redukujące 2Mn(OH)2 + O2  2MnO2.H2O (brawa biała) (barwa brunatna) Tlenki manganu na stopniu utlenienia +III i +IV są termicznie nietrwałe, podgrzewane ulegają rozkładowi z wydzieleniem tlenu 4MnO2  2Mn2O3 + O2 6Mn2O3  4Mn3O4 + O2 (MnO .Mn2O3)

Cd - Właściwości redukująco-utleniające związków manganu Tlenek manganu(IV) ma silne właściwości utleniające, mangan ulega redukcji do +II MnO2 + 4HCl  MnCl2 + Cl2 + 2H2O 2MnO2 + 4HNO3  2Mn(NO3)2 + O2 + 2H2O 2MnO2 + 2H2SO4  2MnSO4 + O2 + 2H2O MnO2 + H2O2 + H2SO4  MnSO4 + O2 + 2H2O Tlenek manganu(IV) stapiany z wodorotlenkami litowców przy dostępie powietrza tworzy manganiany(VI) 2MnO2 + 4KOH + O2  2K2MnO4 + 2H2O (brawa zielona)

Manganiany (VI) i (VII) potasu Manganian(VI) potasu w środowisku kwasowym przechodzi w manganian (VII) potasu 3K2MnO4 + 2H2SO4  2KMnO4 + MnO2 + H2O + K2SO4 (zielony) (fioletowy) (brunatny) Manganian(VII) potasu ulega termicznemu rozkładowi z wydzieleniem tlenu 2KMnO4  K2MnO4 + MnO2 + O2

Właściwości utleniające KMnO4 a odczyn roztworu Najsilniejsze właściwości utleniające wykazuje w środowisku zakwaszonym – mangan ulega redukcji do +II 2KMnO4 + 5Na2SO3 + 3H2SO4  K2SO4 + 2MnSO4 + 5Na2SO4 + 3H2O (barwa lekko różowa lub bezbarwny) Słabsze właściwości utleniające wykazuje w środowisku obojętnym, mangan ulega redukcji do +IV (MnO2) 2KMnO4 + 3Na2SO3 + H2O  2MnO2 + 3Na2SO4 + 2KOH (osad barwy brązowo-brunatnej) Najsłabsze właściwości utleniające wykazuje w środowisku zasadowym, mangan ulega redukcji do (+VI) 2KMnO4 + Na2SO3 + 2KOH  K2MnO4 + Na2SO4 + H2O (barwa zielona)

Właściwości kwasowo-zasadowe związków manganu Właściwości zmieniają się wraz ze wzrostem stopnia utlenienia od zasadowych poprzez amfoteryczne do kwasowych na najwyższych stopniach utlenienia MnO (szarozielony) i Mn(OH)2 – nierozpuszczalne w wodzie mają charakter zasadowy, w reakcji z kwasami powstają dobrze rozpuszczalne sole, w których mangan jest na +II, barwy bladoróżowej lub bezbarwne MnO2 (brunatny) nierozpuszczalny jest tlenkiem amfoterycznym, reaguje z kwasami, stapiany bez dostępu tlenu z tlenkami litowców lub berylowców powstają manganiany(IV), np.: Na2MnO3 lub Na2MnO4 Mn2O7 jest oleistą zieloną cieczą, łatwo wybuchającą pod wpływem wstrząsu lub ogrzania, reaguje z wodą dając mocny kwas manganowy(VII) Mn2O7 + H2O  2HMnO4