← Марганец

Оксиды и гидроксиды марганца

Тот же переход от основного к кислотному, что у хрома, и оксид MnO₂ как катализатор.

5. Оксиды марганца

ОксидПолучение / Химические свойства
MnO
Основный
Серо-зеленый порошок
Получение:
Разложение карбоната:
Термическое разложение карбоната марганца(II) протекает без изменения степени окисления:
MnCO3 t°→ MnO + CO2
Карбонат марганца
Восстановление MnO₂:
Осторожное восстановление диоксида марганца водородом или угарным газом при нагревании приводит к монооксиду:
MnO2 + H2 t°→ MnO + H2O

Химические свойства:
С кислотами:
Являясь типичным основным оксидом, легко растворяется в кислотах-неокислителях:
MnO + 2HCl → MnCl2 + H2O
Оксид марганца(II)
С водой не реагирует.
MnO2
Амфотерный
Черно-бурый порошок. Важнейший оксид.
Получение:
Природный минерал пиролюзит.
Термическое разложение нитрата:
Разложение нитрата марганца(II) протекает как внутримолекулярная ОВР с образованием диоксида:
2Mn(NO3)2 t°→ 2MnO2 + 4NO2↑

Химические свойства:
С соляной кислотой (окислитель):
В сильнокислой среде Mn(IV) проявляет окислительные свойства, окисляя хлорид-ионы до свободного хлора. Это классический лабораторный метод получения хлора:
MnO2 + 4HCl(конц.) t°→ MnCl2 + Cl2↑ + 2H2O
Получение хлора
Разложение пероксида водорода (катализатор):
Диоксид марганца активно катализирует диспропорционирование перекиси с выделением кислорода:
2H2O2 MnO2→ 2H2O + O2↑
С кислотами (основные свойства):
При нагревании с концентрированной серной кислотой или расплавленным гидросульфатом калия проявляет слабые основные свойства. Так как солей Mn(IV) практически не существует, происходит выделение кислорода и образование сульфата марганца(II):
2MnO2 + 2H2SO4(конц.) t°→ 2MnSO4 + O2↑ + 2H2O
С щелочами (кислотные свойства):
При сплавлении с твердыми щелочами проявляет кислотные свойства, образуя манганиты — соли марганцоватистой кислоты:
MnO2 + 2KOH t°→ K2MnO3 + H2O
Восстановление до металла:
При высоких температурах восстанавливается углеродом или алюминием до свободного металла (алюмотермия, карботермия):
MnO2 + 2C t°→ Mn + 2CO↑
Mn2O7
Кислотный
Тёмно-зеленая маслянистая жидкость. Взрывается при t>55°C.
Получение:
Образуется при дегидратации марганцовой кислоты с помощью водоотнимающей серной кислоты на холоду:
2KMnO4 + H2SO4(конц.) → Mn2O7 + 2KHSO4 + H2O
Марганцевый ангидрид

Химические свойства:
С водой (образование кислоты):
Являясь ангидридом марганцовой кислоты, бурно реагирует с водой:
Mn2O7 + H2O → 2HMnO4
Разложение:
Высший оксид крайне нестабилен, при попытке нагреть выше 55°C (или при ударе) — взрывается:
2Mn2O7 t°→ 4MnO2 + 3O2
Окислительные свойства (сильнейший окислитель):
Способен мгновенно воспламенять органические ткани (спирт, бумага) и серу при контакте:
Mn2O7 + S → 2MnO2 + SO2
2Mn2O7 + C2H5OH → 4MnO2 + 2CO2 + 3H2O

Наглядный опыт

Если капнуть Mn2O7 на бумагу или вату — они мгновенно вспыхивают ярким пламенем. Именно поэтому Mn2O7 практически не используется на практике — слишком опасен.

Вопрос 1: Оксиды марганца (Уравнения)

Проверка

Допишите уравнения реакций, иллюстрирующих свойства оксидов марганца:

  1. $MnO + HCl \rightarrow \dots + \dots$
  2. $MnO_2 + HCl(конц.) \xrightarrow{t^\circ} \dots + \dots\uparrow + \dots$ (лабораторное получение хлора)
  3. $Mn_2O_7 + H_2O \rightarrow \dots$
  4. $Mn_2O_7 \xrightarrow{t^\circ} \dots + \dots\uparrow$

Ответ:

  1. $MnO + 2HCl \rightarrow MnCl_2 + H_2O$ ($MnO$ — основный оксид)
  2. $MnO_2 + 4HCl(конц.) \xrightarrow{t^\circ} MnCl_2 + Cl_2\uparrow + 2H_2O$ ($MnO_2$ — сильный окислитель)
  3. $Mn_2O_7 + H_2O \rightarrow 2HMnO_4$ (марганцовая кислота)
  4. $2Mn_2O_7 \xrightarrow{t^\circ} 4MnO_2 + 3O_2\uparrow$

6. Гидроксиды марганца

ГидроксидПолучение / Химические свойства
Mn(OH)2
Основный
Белый осадок (на воздухе быстро буреет)
Получение:
Действие щелочей на соли Mn(II):
Реакция ионного обмена приводит к выпадению нерастворимого белого осадка гидроксида марганца(II):
MnCl2 + 2NaOH → Mn(OH)2↓ + 2NaCl

Химические свойства:
С кислотами:
Ярко выраженный основный характер гидроксида приводит к его легкому растворению в кислотах с образованием солей:
Mn(OH)2 + 2HCl → MnCl2 + 2H2O
Окисление на воздухе (буреет):
Соединения Mn(II) в щелочной и нейтральной среде легко окисляются растворенным в воде кислородом до соединений Mn(III) и Mn(IV), что визуально проявляется как потемнение осадка:
2Mn(OH)2 + O2 → 2MnO(OH)↓ + H2O
Термическое разложение:
При нагревании в атмосфере без кислорода теряет воду, превращаясь в основный оксид:
Mn(OH)2 t°→ MnO + H2O

Вопрос 1: Гидроксиды марганца

Проверка

Окисляется ли на воздухе $Mn(OH)_2$? Напишите уравнение реакции.

Ответ: Да, быстро окисляется кислородом воздуха (белый осадок буреет).

Реакция: $2Mn(OH)_2 + O_2 \rightarrow 2MnO_2 \cdot H_2O$ (или $2MnO(OH)_2$)