Учебник для 11 класса

ХИМИЯ

§ 18.14. Марганец

Получен в чистом виде в 1808 г. О. Джоном. Название, по-видимому, происходит от греческого «магнаноми» (проясняю, навожу блеск) и связано со словом «манганес», обозначавшим в средние века минерал пиролюзит.

Нахождение в природе. Марганец в свободном состоянии в природе не встречается и по распространенности элементов в литосфере находится на пятом месте после железа. На его долю приходится 0,1% массы земной коры. Основной минерал, в виде которого марганец встречается в рудах, — пиролюзит МпO₂.

Получение. Наиболее чистый марганец получают электролизом водных растворов солей марганца (II). Для технических нужд его получают алюминотермией из оксидов.

Свойства. Марганец — это серебристо-белый металл, твердый и хрупкий. На воздухе покрывается защитной оксидной пленкой. С железом марганец образует сплавы в любом соотношении компонентов.

В соединениях марганец проявляет широкий спектр степеней окисления: +2, +3, +4, +6, +7. При взаимодействии с неметаллами образуются преимущественно соединения марганца в степени окисления +2:

Марганец взаимодействует с кислотами:

Подобно алюминию, он может восстанавливать металлы из их оксидов:

Применение. Основной потребитель марганца — черная металлургия, где его применяют для раскисления и легирования сталей. Его также используют в электроаккумуляторах и батарейках.

Соединения марганца. Марганец образует ряд оксидов и гидроксидов, кислотно-основные свойства которых зависят от его степени окисления.

Оксид марганца (II) МnО — это порошок зеленоватосерого цвета, нерастворимый в воде, имеет основный характер, как и соответствующий ему гидроксид марганца (II) Мп(ОН)₂, который выпадает в виде белого осадка при действии раствора щелочи на растворы солей марганца (II):

Оксид марганца (IV) MnO₂ — вещество черного цвета. При обычных условиях это наиболее устойчивый из всех оксидов. Является сильным окислителем:

Оксид марганца (IV) — амфотерный оксид, однако и кислотные, и основные свойства у него выражены очень слабо.

Оксид марганца (VI) и соответствующая ему марганцовистая кислота в свободном виде не получены, однако ее соли (манганаты) достаточно устойчивы.

Оксид марганца (VII) Мn₂O₇ — высший оксид марганца — тяжелое буро-зеленое маслянистое вещество, гигроскопичное и неустойчивое при нагревании. Это кислотный оксид, которому соответствует одна из самых сильных кислот — марганцовая кислота НМnO₄, существующая только в растворе.

Соли марганца (II) в твердом виде обычно розового цвета. При действии окислителей в кислотной среде окисляются до Мn⁺⁴ или Мn⁺⁶.

Соли марганца (IV) непрочные и проявляют окислительные свойства.

Манганаты имеют темно-зеленую окраску. Манганат калия К₂МnO₄ образуется при разложении перманганата калия:

Перманганат калия — наиболее известная соль марганцовой кислоты. Это кристаллическое вещество темно-фиолетового цвета, известное в быту как марганцовка. Эта соль применяется в лабораторном практикуме, промышленности, медицине и быту. Перманганат калия очень сильный окислитель и в зависимости от среды восстанавливается до соединений с разными степенями окисления:

Наиболее сильно окислительные свойства перманганата калия проявляются в кислотной среде. Спирт, ацетон, эфиры и другие органические соединения при соприкосновении со смесью твердого перманганата калия и концентрированной серной кислоты воспламеняются.

Окисление непредельных соединений разбавленными растворами перманганата калия — качественная реакция на кратные связи: