Летучее водородное соединение марганца. Соединения марганца. Другие бинарные соединения
] интерпретировал ее как 0-0 полосу перехода, связанного с основным состоянием молекулы. К тому же электронному переходу он отнес более слабые полосы 620нм (0-1) и 520нм (1-0). Невин [ 42NEV, 45NEV ] выполнил анализ вращательной и тонкой структуры полос 568 и 620нм (5677 и 6237Å) и определил тип электронного перехода 7 Π - 7 Σ. В последующих работах [ 48NEV/DOY, 52NEV/CON, 57HAY/MCC ] выполнен анализ вращательной и тонкой структуры еще нескольких полос перехода 7 Π - 7 Σ (A 7 Π - X 7 Σ +) MnH и MnD.
Методы лазерной спектроскопии высокого разрешения позволили проанализировать сверхтонкую структуру линий в 0-0 полосе A 7 Π - X 7 Σ + , обусловленную наличием ядерного спина у изотопа марганца 55 Mn (I=2.5) и протона 1 H (I=1/2) [ 90VAR/FIE, 91VAR/FIE, 92VAR/GRA, 2007GEN/STE ].
Вращательная и тонкая структура нескольких полос MnH и MnD в ближней ИК и фиолетовой области спектра была проанализирована в работах [ 88BAL, 90BAL/LAU, 92BAL/LIN ]. Установлено, что полосы принадлежат четырем квинтетным переходам с общим нижним электронным состоянием: b 5 Π i - a 5 Σ + , c 5 Σ + - a 5 Σ + , d 5 Π i - a 5 Σ + и e 5 Σ + - a 5 Σ + .
Колебательно-вращательный спектр MnH и MnD получен в работах . Выполнен анализ вращательной и тонкой структуры колебательных переходов (1-0), (2-1), (3-2) в основном электронном состоянии X 7 Σ + .
Спектры MnH и MnD в низкотемпературной матрице исследовались в работах [ 78VAN/DEV, 86VAN/GAR, 86VAN/GAR2, 2003WAN/AND ]. Колебательные частоты MnH и MnD в твердом аргоне [ 78VAN/DEV, 2003WAN/AND ], неоне и водороде [ 2003WAN/AND ] близки к величине ΔG 1/2 в газовой фазе. Величина матричного сдвига (максимальная в аргоне для MnH ~ 11 см ‑1) типична для молекул с относительно ионным характером связи.
Спектр электронного парамагнитного резонанса, полученный в [ 78VAN/DEV ], подтвердил симметрию основного состояния 7 Σ. Параметры сверхтонкой структуры, полученные в [ 78VAN/DEV ], уточнены в [ 86VAN/GAR, 86VAN/GAR2 ] при анализе спектра электронно-ядерного двойного резонанса.
Фотоэлектронный спектр анионов MnH - и MnD - получен в работе [ 83STE/FEI ]. В спектре идентифицированы переходы, как в основное состояние нейтральной молекулы, так и возбужденные с энергией T 0 = 1725±50 см ‑1 и 11320±220 см ‑1 . Для первого возбужденного состояния наблюдалась колебательная прогрессия от v = 0 до v = 3, определены колебательные постоянные w e = 1720±55 см ‑1 и w e x e = 70±25 см ‑1 . Симметрия возбужденных состояний не определена, сделаны лишь предположения на основе теоретических представлений [ 83STE/FEI, 87MIL/FEI ]. Данные, полученные позже из электронного спектра [ 88BAL, 90BAL/LAU ], и результаты теоретического расчета [ 89LAN/BAU ] однозначно показали, что возбужденные состояния в фотоэлектронном спектре – это a 5 Σ + и b 5 Π i .
Ab initio расчеты MnH выполнены различными методами в работах [ 73BAG/SCH, 75BLI/KUN, 81DAS, 83WAL/BAU, 86CHO/LAN, 89LAN/BAU, 96FUJ/IWA, 2003WAN/AND, 2004RIN/TEL, 2005BAL/PET, 2006FUR/PER, 2006KOS/MAT ]. Во всех работах получены параметры основного состояния, которые достаточно хорошо, по мнению авторов, согласуются с экспериментальными данными.
В расчет термодинамических функций были включены: а) основное состояние X 7 Σ + ; б) экспериментально наблюдавшиеся возбужденные состояния; в) состояния d 5 Δ и B 7 Σ + , рассчитанные в [ 89LAN/BAU ]; г) синтетические (оцененные) состояния, учитывающие прочие связанные состояния молекулы до 40000 см -1 .
Колебательные постоянные основного состояния MnH и MnD получены в [ 52NEV/CON, 57HAY/MCC ] и с очень высокой точностью в [ 89URB/JON, 91URB/JON, 2005GOR/APP ]. В табл. Mn.4 представлены значения из [ 2005GOR/APP ].
Вращательные постоянные основного состояния MnH и MnD получены в работах [ 42NEV, 45NEV, 48NEV/DOY, 52NEV/CON, 57HAY/MCC, 74PAC, 75KOV/PAC, 89URB/JON, 91URB/JON, 92VAR/GRA, 2005GOR/APP, 2007GEN/STE ]. Различия в значениях B 0 лежат в пределах 0.001 см ‑1 , B e – в пределах 0.002 см ‑1 . Они обусловлены разной точностью измерений и разными методами обработки данных. В табл. Mn.4 представлены значения из [ 2005GOR/APP ].
Энергии наблюдавшихся возбужденных состояний получены следующим образом. Для состояния a 5 Σ + принято значение T 0 из [ 83STE/FEI ] (см. выше по тексту). Для других квинтетных состояний в табл. Mn.4 приведены энергии, полученные прибавлением к T 0 a 5 Σ + величин T = 9429.973 см ‑1 и T = 11839.62 см ‑1 [ 90BAL/LAU ], T 0 = 20880.56 см ‑1 и T 0 = 22331.25 см ‑1 [ 92BAL/LIN ]. Для состояния A 7 Π приведено значение T e из [ 84ХЬЮ/ГЕР ].
Энергия состояния d 5 D , рассчитанная в [ 89LAN/BAU ], уменьшена на величину 2000 см ‑1 , что соответствует разности между экспериментальной и расчетной энергией состояния b 5 Π i . Энергия B 7 Σ + оценена прибавлением к экспериментальной энергии A 7 Π разности энергий этих состояний на графике потенциальных кривых [ 89LAN/BAU ].
Колебательные и вращательные константы возбужденных состояний MnH в расчетах термодинамических функций не использовались и приведены в таблице Mn.4 для справки. Колебательные константы приведены по данным работ [ 83STE/FEI ] (a 5 Σ +), [ 90BAL/LAU ] (c 5 Σ +), [ 92BAL/LIN ] (d 5 Π i , e 5 Σ +), [ 84ХЬЮ/ГЕР ] (A 7 Π). Вращательные константы приведены по данным работ [ 90BAL/LAU ] (b 5 Π i , c 5 Σ +), [ 92BAL/LIN ] (a 5 Σ + , d 5 Π i , e 5 Σ +), [ 92VAR/GRA ] (B 0 и D 0 A 7 Π) и [ 84ХЬЮ/ГЕР ] (a 1 A 7 Π).
Для оценки энергий не наблюдавшихся электронных состояний была использована ионная модель Mn + H - . Согласно модели, ниже 20000 см ‑1 молекула не имеет других состояний, кроме тех, что уже учтены, т.е. тех состояний, которые наблюдались в эксперименте и/или получены в расчете [ 89LAN/BAU ]. Выше 20000 см ‑1 модель предсказывает большое количество дополнительных электронных состояний, принадлежащих трем ионным конфигурациям: Mn + (3d 5 4s)H - , Mn + (3d 5 4p)H - и Mn + (3d 6)H - . Эти состояния хорошо сопоставляются с состояниями, рассчитанными в [ 2006KOS/MAT ]. Энергии состояний, оцененные по модели, отчасти точнее, поскольку учитывают экспериментальные данные. В связи с большим количеством оцененных состояний выше 20000 см ‑1 , они объединены в синтетические состояния при нескольких уровнях энергии (см. примечание табл.Mn.4).
Термодинамические функции MnH(г) были вычислены по уравнениям (1.3) - (1.6) , (1.9) , (1.10) , (1.93) - (1.95) . Значения Q вн и ее производных рассчитывались по уравнениям (1.90) - (1.92) с учетом четырнадцати возбужденных состояний в предположении, что Q кол.вр (i ) = (p i /p X)Q кол.вр (X ) . Колебательно-вращательная статистическая сумма состояния X 7 Σ + и ее производные вычислялись по уравнениям (1.70) - (1.75) непосредственным суммированием по уровням энергии. В расчетах учитывались все уровни энергии со значениями J < J max ,v , где J max ,v находилось из условий (1.81) . Колебательно-вращательные уровни состояния X 7 Σ + вычислялись по уравнениям (1.65) , значения коэффициентов Y kl в этих уравнениях, были рассчитаны по соотношениям (1.66) для изотопической модификации, соответствующей естественной смеси изотопов водорода из молекулярных постоянных 55 Mn 1 H, приведенных в табл. Mn.4 . Значения коэффициентов Y kl , а также величины v max и J lim приведены в табл. Mn.5 .
Основные погрешности рассчитанных термодинамических функций MnH(г) обусловлены методом расчета. Погрешности в значениях Φº(T ) при T = 298.15, 1000, 3000 и 6000 К оцениваются в 0.16, 0.4, 1.1 и 2.3 Дж× K ‑1 × моль ‑1 , соответственно.
Термодинамические функции MnH(г) ранее вычислялись без учета возбужденных состояний до 5000 К в работе [ 74SCH ] и с учетом возбужденных состояний до 6000 К в [
D ° 0 (MnH) = 140 ± 15 кДж× моль ‑1 = 11700 ± 1250 см ‑1 .
Марганец-твердый металл серого Цвета. Его атомы имеют электронную конфигурацию внешней оболочки
Металлический марганец взаимодействует с водой и реагирует с кислотами, образуя ионы марганца (II):
В различных соединениях марганец обнаруживает степени окисления Чем выше степень окисления марганца, тем больше ковалентный характер соответствующих его соединений. С возрастанием степени окисления марганца увеличивается также кислотность его оксидов.
Марганец (II)
Эта форма марганца является наиболее устойчивой. Она имеет внешнюю электронную конфигурацию причем на каждой из пяти -орбиталей находится по одному электрону.
В водном растворе ионы марганца (II) гидратируются, образуя бледно-розовый комплексный ион гексааквамарганца(II) Этот ион устойчив в кислой среде, но в щелочной среде образует белый осадок гидроксида марганца Оксид марганца (II) обладает свойствами основных оксидов.
Марганец (III)
Марганец (III) существует только в комплексных соединениях. Эта форма марганца неустойчива. В кислой среде марганец (III) диспропорционирует на марганец (II) и марганец (IV).
Марганец (IV)
Наиболее важным соединением марганца (IV) является оксид . Это соединение черного цвета не растворяется в воде. Ему приписывается ионная структура. Устойчивость обусловлена высокой энтальпией решетки.
Оксид марганца (IV) обладает слабоамфотерными свойствами. Он является сильным окислителем, например вытесняет хлор из концентрированной соляной кислоты:
Эта реакция может использоваться для получения хлора в лабораторных условиях (см. разд. 16.1).
Марганец (VI)
Это состояние окисления марганца неустойчиво. Манганат (VI) калия можно получить, сплавляя оксид марганца (IV) с каким-либо сильным окислителем, например хлоратом) калия либо нитратом калия:
Манганат (VI) калия имеет зеленую окраску. Он устойчив только в щелочном растворе. В кислом растворе он диспропорционирует на марганец (IV) и марганец (VII):
Марганец (VII)
Такое состояние окисления марганец имеет в сильно кислотном оксиде . Однако самым важным соединением марганца (VII) является манганат (VII) калия (перманганат калия). Это твердое вещество очень хорошо растворяется в воде, образуя темно-пурпурный раствор. Манганат имеет тетраэдрическую структуру. В слабокислой среде он постепенно разлагается, образуя оксид марганца (IV):
В щелочной среде манганат (VII) калия восстанавливается, образуя сначала зеленый манганат (VI) калия, а затем оксид марганца (IV).
Манганат (VII) калия является сильным окислителем. В достаточно кислой среде он восстанавливается, образуя ионы марганца(II). Стандартный окислительно-восстановительный потенциал этой системы равен , что превышает стандартный потенциал системы и поэтому манганат окисляет хлорид-ион до газообразного хлора:
Окисление хлорид-иона манганат протекает по уравнению
Манганат (VII) калия широко используется в качестве окислителя в лабораторной практике, например
для получения кислорода и хлора (см. гл. 15 и 16);
для проведения аналитической пробы на диоксид серы и сероводород (см. гл. 15); в препаративной органической химии (см. гл. 19);
в качестве волюмометрического реактива в окислительно-восстановительной тит-риметрии.
Примером титриметрического применения манганата (VII) калия является количественное определение с его помощью железа (II) и этандиоатов (оксалатов):
Однако, поскольку манганат (VII) калия трудно получать с высокой степенью чистоты, его нельзя использовать в качестве первичного титриметрического эталона.
В1. Установите соответствие между формулой вещества и значением степени окисления серы в нём:
ФОРМУЛА ВЕЩЕСТВА СТЕПЕНЬ ОКИСЛЕНИЯ
A) NaHSO3 1) -2
Б) SO3 2) -1
B) MgS 3) 0
Г) CaSO3 4) +4 5) +6
В2. Установите соответствие между названием вещества и видом связи между атомами в нём: НАЗВАНИЕ ВЕЩЕСТВА ВИД СВЯЗИ
А) фторид кальция 1) ковалентная неполярная
Б) серебро 2) ковалентная полярная
В) оксид углерода (IV) 3) ионная
Г) хлор 4) металлическая
В3. Установите соответствие между электронной конфигурацией внешнего энергетического уровня атомов химического элемента и формулой его летучего водородного соединения:
ЭЛЕКТРОННАЯ ФОРМУЛА ФОРМУЛА ЛЕТУЧЕГО ВОДОРОДНОГО СОЕДИНЕНИЯ
А) ns2np2 1) HR
Б) ns2np3 2) RH3
В) ns2np4 3) H2R
Г) ns2np5 4) RH4
С1. Какая масса осадка образуется при пропускании 448л углекислого газа (н.у.) через избыток раствора гидроксида кальция?
1) ЭО3
2) Э2О7
3) Э2О3
4)ЭО2
2. Валентность мышьяка в летучем водородном соединении:
1) II
2) III
3) V
4) I
3. Наиболее ярко металлические свойства выражены у элемента:
1) II группы, побочной подгруппы, 5 периода.
2) II группы, главной подгруппы, 2 периода
2) I группы, главной подгруппы, 2 периода
4) I группы, главной подгруппы, 3 периода.
4. Ряд, в котором элементы расположены в порядке возрастания электроотрицательности это:
1) AS,N,P
2) P,Si.Al
3)Te, Sc, S
4) F, Cl,Br
водородного соединения и гидроксида.какими свойствами(основными,кислотными или амфотерными)они обладают?составьте его графическую формулу и определите валентные возможности атома этого химического элемента
Помогите пожалуйста расписать элемент,по плану:) Sr1)название химического элемента,его символ
2)Относительная атомная масса(округлите до целого числа)
3)порядковый номер
4)заряд ядра атома
5)число протонов и нейтронов в ядре атома
6)общее число электронов
7)номер периода, в котором расположен элемент
8)номер группы и подгруппа(главная и побочная),в которой расположен элемент
9)схема строения атома(распределение электронов по электронным слоям)
10) электронная конфигурация атома
11)химические свойства простого вещества(металл или неметалл),сравнение характера свойств с соседями по подгруппе и периоду
12)максимальная степень окисления
13)формула высшего оксида и его характер(кислотный,амфотерный,основной),характерные реакции
14) формула высшего гидроксида и его характер (кислотный,амфотерный,основной),характерные реакции
15)минимальная степень окисления
16)формула летучего водородного соединения
2. Три частицы: Ne0, Na+ u F- - имеют одинаковое:
А) число протонов;
Б) число нейтронов;
В) массовое число;
Г) число электронов.
3. Наибольший радиус имеет ион:
4. Из приведенных ниже электронных формул выберите ту, которая соответствует d-элементу 4-го периода: а) ..3s23p64s23d5;
Б)..3s23p64s2;
В)...3s23p64s23d104s2;
Г)..3s23p64s23d104p65s24d1.
5. Электронная формула атома 5s24d105p3. Формула его водородного соединения:
6. Из приведенных ниже электронных формул выберите ту, которая соответствует элементу, образующему высший оксид состава R2O7:
В)..3s23p64s23d5;
Г)..4s23d104p2.
7. Ряд элементов, расположенных в порядке усиления неметаллических свойств:
А) Mg, Si, Al;
8. Наибольшим сходством физических и химических свойств обладают простые вещества, образованные химическими элементами:
9. Характер оксидов в ряду P2O5 – SiO2 – Al2O3 – MgO изменяется:
А) от основного к кислотному;
Б) от кислотного к основному;
В) от основного к амфотерному;
Г) от амфотерного к кислотному.
10. Характер высших гидроксидов, образованных элементами главной подгруппы 2 группы, с увеличением порядкового номера изменяется:
А) от кислотного к амфотерному;
Б) от основного к кислотному;
В) от амфотерного к основному;
Г) от кислотного к основному.
Окси́д ма́рганца(II) - MnO - низший оксид марганца, монооксид.
Основный оксид. Не растворим в воде. Легко окисляется с образованием хрупкой оболочки MnO 2 . Восстанавливается до марганца при нагревании с водородом или активными металлами.
Оксид марганца(II) можно получить прокаливанием при температуре 300 °C кислородсодержащих солей марганца(II) в атмосфере инертного газа. Из распространённого MnO 2 его получают через частичное восстановление при температурах 700-900 °C водородом или угарным газом.
Гидроксид марганца(II) - неорганическое соединение, гидроокись металла марганца с формулой Mn(OH) 2 , светло-розовые кристаллы, не растворимые в воде. Проявляет слабо основные свойства. Окисляется на воздухе.
Образуется гидроксид марганца (II) при взаимодействии его солей со щелочами:
Химические свойства.
· Гидроксид марганца (II) легко окисляется на воздухе до бурого оксогидроксида марганца, который далее разлагается на оксид марганца (IV):
· Гидроксид марганца (II) обладает основными свойствами. Он реагирует с кислотами и кислотными оксидами:
· Гидроксид марганца (II) обладает восстановительными свойствами. В присутствии сильных окислителей он может окисляться до перманганата:
Оксид марганца(III) - неорганическое соединение, окисел металла марганца с формулой Mn 2 O 3 , коричнево-чёрные кристаллы, не растворимые в воде.
Получение.
· В природе встречаются минералы браунит, курнакит и биксбиит - оксид марганца с различными примесями.
· Окисление оксида марганца(II):
· Восстановление оксида марганца(IV):
Химические свойства.
· Разлагается при нагревании:
· При растворении в кислотах - диспропорционирует:
· При сплавлении с оксидами металлов образует соли манганиты:
Не растворяется в воде.
Гидроксид марганца (III) –Mn 2 O 3 ּН 2 О или MnО(OH) встречается в природе в виде минерала манганита (бурая марганцевая руда). Искусственно полученный гидроксид марганца (III) применяют в качестве чёрно-бурой краски.
При взаимодействии с кислотными окислителями образуется соли марганца .
Соли марганца (II), как правило, хорошо растворимы в воде, кроме Mn 3 (PO 4) 2 , MnS, MnCO 3 .
Сульфат марганца (II) MnSO 4 - соль белого цвета, одно из наиболее устойчивых соединений марганца (II). В виде кристаллогидрата MnSO 4 7Н 2 O встречается в природе. Он используется при крашении тканей, а также наряду с хлоридом марганца (II) MnСl 2 - для получения других соединений марганца.
Карбонат марганца (II) MnСO 3 встречается в природе в виде марганцевого пшата и используется в металлургии.
Нитрат марганца (II) Mn(NO 3) 2 получают только искусственным путем и используют для разделения редкоземельных металлов.
Соли марганца являются катализаторами окислительных процессов, происходящих с участием кислорода. Они применяются в сиккативах. Льняное масло с добавлением такого сиккатива именуется олифой.
Оксид марганца(IV) (диоксид марганца ) MnO 2 - порошок тёмно-коричневого цвета, нерастворимый в воде. Наиболее устойчивое соединение марганца, широко распространённое в земной коре (минерал пиролюзит).
Химические свойства.
При обычных условиях ведет себя довольно инертно. При нагревании с кислотами проявляет окислительные свойства, например, окисляет концентрированную соляную кислоту до хлора:
С серной и азотной кислотами MnO 2 разлагается с выделением кислорода:
При взаимодействии с сильными окислителями диоксид марганца окисляется до соединений Mn 7+ и Mn 6+ :
Диоксид марганца проявляет амфотерные свойства. Так, при окислении сернокислого раствора соли MnSO 4 перманганатом калия в присутствии серной кислоты образуется чёрный осадок соли Mn(SO 4) 2 .
А при сплавлении с щелочами и основными оксидами MnO 2 выступает в роли кислотного оксида, образуя соли - манганиты:
Является катализатором разложения пероксида водорода:
Получение.
В лабораторных условиях получают термическим разложением перманганата калия:
Также можно получить реакцией перманганата калия с пероксидом водорода. На практике образовавшийся MnO 2 каталитически разлагает пероксид водорода, вследствие чего реакция до конца не протекает.
При температуре выше 100 °C восстановлением перманганата калия водородом:
64. Соединения марганца (VI), способы получения и свойства. Оксид марганца (VII), марганцовая кислота и перманганаты – получение, свойства, применение.
Оксид марганца(VI) - неорганическое соединение, окисел металла марганца с формулой MnO 3 , тёмно-красное аморфное вещество, реагирует с водой.
Образуется при конденсации фиолетовых паров, выделяемых при нагревании раствора перманганата калия в серной кислоте:
Химические свойства.
· Разлагается при нагревании:
· Реагирует с водой:
· С щелочами образует соли - манганаты:
Гидроксид марганца (VI) проявляет кислотный характер. свободная марганцевая (VI) кислота неустойчива и диспропорционирует в водном растворе по схеме:
3H 2 MnO 4(в) → 2HMnO 4(в) + MnO 2(т) + 2H 2 O (ж) .
Манганаты (VI) образуются при сплавлении диоксида марганца со щёлочью в присутствии окислителей и имеют изумрудно-зелёную окраску. В сильно щелочной среде манганаты (VI) довольно устойчивы. При разбавлении щелочных растворов происходит гидролиз, сопровождающийся диспропорционированием:
3К 2 MnO 4(в) + 2H 2 O (ж) → 2КMnO 4(в) + MnO 2(т) + 4КOH (в) .
Манганаты (VI) – сильные окислители, восстанавливающиеся в кислой среде доMn(II), а в нейтральной и щелочной средах – доMnO 2 . Под действием сильных окислителей манганаты (VI) могут быть окислены до Mn(VII):
2К 2 MnO 4(в) + Cl 2(г) → 2КMnO 4(в) + 2КCl (в) .
При нагревании выше 500 о С манганат (VI) распадается на продукты:
манганат (IV) и кислород:
2К 2 MnO 4(т) → К 2 MnO 3(т) + О 2(г) .
Оксид марганца(VII) Mn 2 O 7 - зеленовато-бурая маслянистая жидкость (t пл =5,9 °C), неустойчив при комнатной температуре; сильный окислитель, при соприкосновении с горючими веществами воспламеняет их, возможно со взрывом. Взрывается от толчка, от яркой вспышки света, при взаимодействии с органическими веществами. Получить оксид марганца(VII) Mn 2 O 7 можно действием концентрированной серной кислоты на перманганат калия:
Полученный оксид марганца(VII) неустойчив и разлагается на оксид марганца(IV) и кислород:
Одновременно выделяется озон:
Оксид марганца(VII) взаимодействует с водой, образуя марганцовую кислоту, которая имеет фиолетово-красную окраску:
Безводную марганцовую кислоту получить не удалось, в растворе она устойчива до концентрации 20 %. Это очень сильная кислота , кажущаяся степень диссоциации в растворе концентрации 0,1 моль/дм 3 равна 93 %.
Марганцовая кислота – сильный окислитель. Еще энергичнее взаимодействует Mn 2 O 7 , горючие вещества при соприкосновении с ним воспламеняются.
Соли марганцовой кислоты называются перманганаты . Наиболее важным из них является перманганат калия, он является очень сильным окислителем. С его окислительными свойствами по отношению к органическим и неорганическим веществам часто приходится встречаться в химической практике.
Степень восстановления перманганат-ионазависит от характера среды:
1)кислая среда Mn (II) (соли Mn 2+)
MnO 4 - +8H + +5ē = Mn 2+ +4H 2 O, Е 0 = +1.51 B
2)нейтральная среда Mn (IV) (оксид марганца (IV))
MnO 4 - +2H 2 O+3ē=MnO 2 +4OH - ,Е 0 = +1.23 B
3)щелочная средаMn (VI) (манганаты M 2 MnO 4)
MnO 4 - +ē =MnO 4 2- , Е 0 = +0.56B
Как видно, наиболее сильные окислительные свойства перманганаты проявляют в кислой среде .
Образование манганатов происходит в сильнощелочном растворе, обеспечивающем подавление гидролиза K 2 MnO 4 . Так как реакция обычно проходит в достаточно разбавленных растворах, конечным продуктом восстановления перманганата в щелочной среде, как и в нейтральной, являетсяMnO 2 (см. диспропорционирование).
При температуре около 250 о С перманганат калия разлагается по схеме:
2KMnO 4(т) K 2 MnO 4(т) + MnO 2(т) + O 2(г)
Перманганат калия применяется как антисептическое средство. Водные растворы его различной концентрации от 0,01 до 0,5% применяются для дезинфекции ран, полоскания горла и других антивоспалительных процедурах. Успешно 2 – 5% растворы перманганата калия употребляются при ожогах кожи (кожа подсушивается, и пузырь не образуется). Для живых организмов перманганаты являются ядами (вызывают коагуляцию белков). Их обезвреживание производят 3 %-ным раствором Н 2 О 2 , подкисленным уксусной кислотой:
2KMnO 4 +5Н 2 О 2 +6СН 3 СООН→2Mn(СН 3 СОО) 2 +2СН 3 СООК +8Н 2 О+ 5O 2
65. Соединения рения (II), (III), (VI). Соединения рения (VII): оксид, рениевая кислота, перренаты.
Оксид рения(II) - неорганическое соединение, окисел металла рения с формулой ReO, чёрные кристаллы, не растворимые в воде, образует гидраты.
Гидрат окиси рения ReO H 2 O образуется при восстановлении кадмием рениевой кислоты в кислой среде:
Оксид рения(III) - неорганическое соединение, окисел металла рения с формулой Re 2 O 3 , чёрный порошок, не растворимый в воде, образует гидраты.
Получают гидролизом хлорида рения(III) в щелочной среде:
Легко окисляется в воде:
Оксид рения(VI) - неорганическое соединение, оксид металла рения с формулой ReO 3 , тёмно-красные кристаллы, не растворимые в воде.
Получение.
· Конпропорционирование оксида рения(VII):
· Восстановление оксида рения(VII) монооксидом углерода:
Химические свойства.
· Разлагается при нагревании:
· Окисляется концентрированной азотной кислотой:
· С гидроксидами щелочных металлов образует рениты и перренаты:
· Окисляется кислородом воздуха:
· Восстанавливается водородом:
Оксид рения(VII) - неорганическое соединение, оксид металла рения с формулой Re 2 O 7 , светло-жёлтые гигроскопичные кристаллы, растворяется в холодной воде, реагирует с горячей.
Получение.
· Окисление металлического рения:
· Разложение при нагревании оксида рения(IV):
· Окисление оксида рения(IV):
· Разложение при нагревании рениевой кислоты:
Химические свойства.
· Разлагается при нагревании:
· Реагирует с горячей водой:
· Реагирует с щелочами с образованием перренатов:
· Является окислителем:
· Восстанавливается водородом:
· Конпропорционирует с рением:
· Реагирует с монооксидом углерода:
Рениевая кислота - неорганическое соединение, кислородсодержащая кислота с формулой HReO 4 , существует только в водных растворах, образует соли перренаты .
Перевод рения из малорастворимых соединений, таких, как ReO и ReS2, в раствор осуществляется кислотным разложением или щелочным сплавлением с образованием растворимых перренатов или рениевой кислоты. И наоборот, извлечение рения из растворов проводят осаждением его в виде малорастворимых перренатов калия, цезия, таллия и др. Большое промышленное значение имеет перренат аммония, из которого посредством восстановления водородом получают металлический рений.
Рениевая кислота получается при растворении Re2O7 в воде:
Re2O7 + H2O = 2HReO4.
Растворы рениевой кислоты получены также растворением металлического рения в перекиси водорода, бромной воде и азотной кислоте. Избыток перекиси удаляют кипячением. Рениевая кислота получается при окислении низших оксидов и сульфидов, из перренатов с использованием ионного обмена и электродиализа. Для удобства в таблице 2 приведены значения плотностей растворов рениевой кислоты.
Рениевая кислота устойчива. В отличие от хлорной и марганцевой кислот обладает очень слабыми окислительными свойствами. Восстановление ее проходит обычно медленно. В качестве восстановителей используются амальгамы металлов, химические агенты.
Перренаты менее растворимы и термически более устойчивы, чем соответствующие перхлораты и перманганаты.
Наименьшей растворимостью обладают перренаты таллия, цезия, рубидия и калия.
Перренаты Tl, Rb, Cs, K, Ag – малорастворимые вещества, перренаты ,Ba, Pb (II) обладают средней растворимостью, перренаты Mg, Ca, Cu, Zn, Cd и т.п. очень хорошо растворяются в воде. В составе перренатов калия и аммония рений выделяется из промышленных растворов.
Перренат калия KReO4 – мелкие бесцветные гексагональные кристаллы. Плавится без разложения при 555°, при более высокой температуре улетучивается, частично диссоциируя. Растворимость соли в водном растворе рениевой кислоты выше, чем в воде, тогда как в присутствии H2SO4 она практически не меняется.
Перренат аммония NH4ReO4 получается при нейтрализации рениевой кислоты аммиаком. Сравнительно хорошо растворяется в воде. При кристаллизации из растворов образует с KReO4 непрерывные твердые растворы. При нагревании на воздухе разлагается, начиная с 200°, давая возгон, содержащий Re2O7 и черный остаток ReO2. При разложении в инертной атмосфере образуется только оксид рения (IV) по реакции:
2NH4ReO4 = 2ReO2 + N2 + 4H2O.
При восстановлении соли водородом получается металл.
Из солей рениевой кислоты с органическими основаниями отметим перренат нитрона C20H17N4ReО4, обладающий очень малой растворимостью в ацетатных растворах, особенно в присутствии избытка ацетата нитрона. Образование этой соли используется для количественного определения рения.
Бинарные соединения.
«Би»- означает два. Бинарные соединения состоят из атомов двух ХЭ.
Оксиды.
Бинарные соединения, состоящие из двух ХЭ, один из которых кислород в степени окисления - 2 («минус» два) называются оксидами.
Оксиды -очень распространённый тип соединений, содержащихся в земной коре и во Вселенной.
Названия оксидов образуются по схеме:
Название оксида = "оксид" + название элемента в родительном падеже + (степень окисления- римская цифра), если переменная, если постоянная, то не ставим.
Примеры оксидов. У некоторых есть тривиальное (историческое) название.
1. H 2 O - оксид водорода вода
CO 2 - оксид углерода (IV) углекислый газ (диоксид углерода)
CO –оксид углерода(II) угарный газ (монооксид углерода)
Na 2 O - оксид натрия
Al 2 O 3 - оксид алюминия глинозём
CuO - оксид меди(II)
FeO - оксид железа(II)
Fe 2 О 3 - оксид железа(III) гематит (красный железняк)
Cl 2 O 7 - оксид хлора(VII)
Cl 2 O 5 - оксид хлора(V)
Cl 2 O- оксид хлора(I)
SO 2 - оксид серы (IV) сернистый газ
SO 3 - оксид серы(VI)
CaO - оксид кальция негашёная известь
SiO 2 - оксид кремния песок (кремнезём)
MnO - оксид марганца(II)
N2O- оксид азота (I) «веселящий газ»
NO- оксид азота (II)
N2O3- оксид азота (III)
NO2- оксид азота (IV) «лисий хвост»
N2O5- оксид азота (V)
Индексы в формуле расставляем с учётом степени окисления ХЭ:
Записать оксиды, расставить степени окисления ХЭ. Уметь по названию составлять формулу оксида .
Другие бинарные соединения.
Летучие водородные соединения.
В ПС внизу есть горизонтальная строка "Летучие водородные соединения".
Там перечислены формулы: RH4 RH3 RH2 RH
Каждая формула относится к своей группе.
Например, написать формулу летучего водородного соединения N(азот).
Находим его в ПС и смотрим, какая формула записана под V группой.
Там RH3. Вместо R подставляем элемент азот, получается аммиак NH3.
Так как до «8» азоту нужно 3 электрона он оттягивает их у трёх водородов степень окисления у азота -3 , а у водорода +
SiH4 – силан бесцветный газ с неприятным запахом
PH3 – фосфин ядовитый газ с запахом гнилой рыбы
AsH 3 – арсин ядовитый газ с чесночным запахом
H2S - сероводород ядовитый газ с запахом тухлых яиц
HCl – хлороводород
газ с резким запахом, дымящий в воздухе, его раствор в воде называют соляной кислотой. В малых концентрациях содержится в желудочном соке.
NH3 аммиак газ с резким раздражающим запахом.
Его раствор в воде называется нашатырным спиртом .
Гидриды металлов.
Дома: параграф 19 , упр. 3,4 письменно. Формулы, как они образуются, названия бинарных соединений из конспекта знать.
