,

Mangan – przemiany związków

Mangan to pierwiastek, który występuje w organizmie ludzkim jako mikroelement i wchodzi w skład wielu enzymów. W przemyśle wykorzystywany jest jako dodatek do stali nadający jej twardość i odporność mechaniczną. Jest również niezbędnym mikroelementem, dlatego jego niedobór powoduje poważne komplikacje.

Warto zwrócić uwagę na przemiany związków manganu ze względu na barwne reakcje, które im towarzyszą.

Mangan na IV stopniu utlenienia –> Manganian VI potasu

Zacznijmy od tlenku manganu (MnO2) – jest to związek o brunatnej barwie, w którym mangan występuje na +IV stopniu utlenienia. Stopienie MnO2 z K2CO3 w obecności utleniacza – KNO3 powoduje powstanie zielonego roztworu. Zachodzi reakcja:

MnO2 + KNO3 + K2CO3 → K2MnO4 + KNO2 + CO↑

Powstała sól to manganian (VI) potasu i to ten związek odpowiada za powstanie zielonego zabarwienia. W K2MnO4 mangan jest na +VI stopniu utlenienia.

Manganian VII potasu

Manganian (VI) potasu jest bardzo silnym utleniaczem, który znajduje zastosowanie zarówno w chemii organicznej, jak i nieorganicznej. Łatwo ulega utlenieniu, tworząc manganian (VII) potasu (nadmanganian potasu). Związek ten to ciemnofioletowa krystaliczna substancja, w której mangan jest na +VII stopniu utlenienia.

Wspomnianą wyżej substancję można poddać działaniu Na2SO3. Produkt reakcji zależeć będzie od środowiska, w którym ją przeprowadzimy.

W środowisku kwasu H2SO4 obserwować możemy odbarwienie roztworu i jest to spowodowane powstaniem soli MnSO4. Zachodzi reakcja:

2 KMnO4 + 5 Na2SO3 + 3 H2SO4 → 2 MnSO4 + 5 Na2SO4 + K2SO4 + 3 H2O.

Zapis jonowy: 2 MnO4+5 SO32- + 6 H+ → 2 Mn2+ + 5 SO42- + 3 H2O

Mangan zredukował się z +VII (w K2MnO4) na +II (w MnSO4) stopień utlenienia.

Tlenek manganu IV

W przyrodzie występuje jako braunsztyn i stanowi główne złoże tego pierwiastka.

Gdy zadziałamy na K2MnO4 siarczanem (IV) sodu w środowisku wodnym, powstanie brunatny osad. Wiąże się to z wytrącaniem MnO2. Można to zapisać w następujący sposób:

2 KMnO4 + 3 Na2SO3 + H2O → 2 MnO2↓ + 3 Na2SO4 + 2KOH.

Zapis jonowy: 2 MnO4+ 3 SO32- + H2O → 2 MnO2↓ + 3 SO42- + 2 OH

W wyniku tej reakcji mangan zmienia stopień utlenienia z +VII na +IV.

Jeśli natomiast KMnO4 zareaguje z Na2SO3 w obecności mocnej zasady (np. KOH), efektem będzie zmiana zabarwienia z fioletowego na zielone. Za powstanie tej barwy odpowiada K2MnO4.

2 KMnO4 + Na2SO3 + 2KOH → 2 K2MnO4 + Na2SO4 + H2O.

Zapis jonowy: 2 MnO4+ SO32- + 2 OH→ 2 MnO42- + SO42- + H2O

Mangan przeszedł z +VII na +VI stopień utlenienia.