Mangāns, īpašības, savienojumi, oksidēšanās-reducēšanās reakcijas, reakcijas dažādās vidēs.

Question 1

Cik elektroni ir mangāna ārējā enerģijas līmenī?

Answer 1

Šīs grupas elementu atomu ārējā enerģijas līmenī ir tikai divi elektroni, tāpēc mangāns un tā analogi nespēj elektronus pievienot, un, atšķirībā no halogēniem, tie neveido savienojumus ar ūdeņradi.

Question 2

Kāda ir augstākā iespējamā oksidēšanās pakāpe mangānam?

Answer 2

Tā kā ķīmiskās saites veidošanā ar skābekli šiem elementiem (līdzīgi kā halogēniem) var piedalīties septiņi elektroni, to augstākā iespējamā oksidēšanās pakāpe savienojumos ir septiņi.

Question 3

Kādas ir mangāna fizikālās īpašības? Kā ietekmē gaiss mangānu? Kāda ir tā šķīdība skābēs?

Answer 3

1. Mangāns ir ciets, spīdīgs metāls.
2. Gaisa ietekmē mangāns pārklājas ar plānu oksīdu plēvīti.
3. Viegli šķīst atšķaidītās skābēs, atdalot ūdeņradi un radot Mn2+ jonus.

Question 4

Kādi ir visbiežāk sastopamākie mangāna savienojumi?

Answer 4

No mangāna saturošiem savienojumiem visbiežāk sastopams piroluzīts, kas ir mangāna dioksīds MnO2. Liela nozīme ir arī minerāliem hausmanītam Mn3O4 un braunītam Mn2O3.

Question 5

Cik vienkāršus oksīdus veido mangāns? (5)

Answer 5

Mangāns veido piecus vienkāršus oksīdus: MnO, Mn2O3, MnO2, MnO3, Mn2O7 un jauktu oksīdu Mn3O4 (jeb MnO * Mn2O3) .

Question 6

Kas ir raksturīgs vienkāršiem mangāna oksīdiem?

Answer 6

1. MnO, Mn2O3 - bāzisks raksturs.
2. MnO2 - amoftērs raksturs.
3. Augstākie oksīdi - MnO3 un Mn2O7 ir skābju anhidrīdi.

Question 7

Kāda veida savienojumi ir Mangāna (II) savienojumi? (4)

Answer 7

1. Šāda veida mangāna sāļus iegūst, tam, reaģējot ar atšķaidītām skābēm vai iedarbojoties ar skābēm uz dažādiem dabiskiem mangāna savienojumiem.
2. No šķīduma, kas paliek pāri pēc hlora iegūšanas no sālsskābes un mangāna dioksīda, izkristalizējas mangāna (II) hlorīds MnCl2 kā bāli rozā kristāli. Cietā veidā mangāna(II) sāļi parasti ir rozā krāsā, bet to šķīdumi ir praktiski bez krāsas.
3. Iedarbojoties uz divvērtīga mangāna sāļu šķīdumiem ar sārmiem, izkrīt baltas nogulsnes - mangāna (II) hidroksīds Mn(OH)2.
4. Nogulsnes viegli šķīst skābēs, bet nešķīst sārmos, jo mangāna (II) hidroksīdam ir tikai bāziskas īpašības. Gaisa ietekmē nogulsnes ātri top tumšas, jo tās oksidējas par brūno mangāna (IV) hidroksīdu.

Question 8

Kāda veida savienojumi ir Mangāna (IV) savienojumi? (5)

Answer 8

1. Mangāna (IV) oksīds jeb mangāna dioksīds MnO2 ir visstabilākais mangāna savienojums.
2. To viegli iegūt, oksidējot zemākos mangāna savienojumus, kā arī reducējot mangāna savienojumus, kuros tam ir augstāka oksidēšanās pakāpe.
3. Pēc sava rakstura tas ir amfotērs oksīds, tomēr kā skābju, tā bāzu īpašības tam izteiktas ļoti vāji.
4. Mangāna (IV) oksīds ir samērā enerģisks oksidētājs.
5. Mangāna(IV) sāļi, piemēram, MnCl4, Mn(SO4)2, ir ļoti nestabili.

Question 9

Kāda veida savienojumi ir Mangāna (VI) un Mangāna (VII) savienojumi? (2)

Answer 9

1. Ja kausē mangāna (IV) oksīdu ar potašu (K2CO3) un salpetri (KNO3) (oksidētājs), tad iegūst zaļu, skaistu sakausējumu, kas šķīst ūdenī. No tā var izdalīt tumši zaļus kālija manganāta K2MnO4 kristālus. Šī sāls ir ļoti nestabila pat mangānskābes H2MnO4 šķīdumā.
2. Kālija manganāta rašanās iepriekš minēto vielu sakausējumā notiek saskaņā ar vienādojumu:
   MnO2 + K2CO3 +KNO3 → K2MnO4 + KNO2 + CO2

Question 10

Kas ir raksturīgs kālija permanganātam? Kāda ir to jonu krāsa? Kādas spējas tam piemīt? (3)

Answer 10

1. Mēreni šķīst ūdenī. Tā šķīdumiem ir tumša aveņu, bet lielākās koncentrācijās - violeta krāsa, kas raksturīga MnO4- jonam.
2. Kālija permanganātam, līdzīgi kā citiem mangāna(VII) savienojumiem, ir stipras oksidējošas spējas. Tas viegli oksidē daudzas organiskas vielas, divvērtīgās dzelzs sāļus pārvērš trīsvērtīgās dzelzs sāļos, sērpaskābi oksidē par sērskābi, no sālsskābes izdala hloru utt.
3. Oksidējot ar kālija permanganātu, permanganātjons reducējas līdz Mn4+ jonam, kā rezultātā reducēšanās produkts ir mangāna (IV) oksīds vai oksidējot līdz Mn2+ jonam, rodas mangāna (II) sāļi.

Question 11

Kas ir raksturīgs kālija permanganāta oksidēšanās dažādās vidēs?

Answer 11

Oksidēšanās raksturs ir atkarīgs no vides, kādā reakcija notiek:
- skābā vidē mangāns(VII) reducējas līdz mangānam(II);
- neitrālā - līdz mangānam(IV);
- sārmainā - līdz mangānam(VI).

Question 12

Kur izmanto kālija permanganāta sadalīšanos reakciju sausā veidā? Ap kādu temperatūru sadalās KMnO4? (2)

Answer 12

1. Sildot sausā veidā, kālija permanganāts jau pie aptuveni 200°C temperatūras sadalās saskaņā ar vienādojumu:
   2KMnO4 → K2MnO4 + MnO2 + O2
2. Šo reakciju dažkārt izmanto laboratorijās skābekļa iegūšanai.

Question 13

Kā iegūst mangānpārskābes anhidrīdu Mn2O7?

Answer 13

Mangānpārskābes anhidrīdu Mn2O7 iegūst, iedarbojoties ar koncentrētu sērskābi uz kālija permanganātu.
2KMnO4 + H2SO4 → Mn2O7 + K2SO4 + H2O

Question 14

Kas ir raksturīgs mangānpārskābes anhidrīdam? (Mn2O7?) (2)

Answer 14

1. Mangānpārskābes anhidrīds ir zaļgani brūns, eļļains šķidrums.
2. Tas ir ļoti nestabils un, sildot, kā arī saskaroties ar viegli degošām vielām, eksplodējot sadalās mangāna dioksīdā un skābeklī.