Манганат и перманганат калия

Из соединений марганца (VI) наиболее характерны марганцоватая кислота Н₂MnO₄ и ее соли манганаты. И кислота, и ее соли

малоустойчивы. Например, зеленый раствор манганата калия по-

степенно становится фиолетовым вследствие превращения его в перманганат; одновременно выпадает гидрат двуокиси марганца:

Вследствие перемены окраски раствора манганат калия в XVIII веке назвали минеральным хамелеоном (анион MnO^2-₄ при­дает раствору темно-зеленую окраску).

Манганат калия может проявлять свойства как окислите­лей, что более характерно (реакция 1), так и восстановителей (реакция 2):

Из соединений семивалентного марганца первым рассматри­вают оксид марганца (VII) Mn₂O₇, известный под названием мар­ганцевого ангидрида. Это зеленая маслянистая жидкость. В сво­бодном состоянии его можно получить действием на перманганат калия концентрированной серной кислоты:

2KMnO₄+H₂SO₄=K₂SO₄+Mn₂O₇+Н₂О

При обычной температуре и в неподвижном состоянии это соединение сравнительно устойчиво, а при встряхивании или при нагревании выше 55°С разлагается с сильным взрывом:

2Mn₂O₇=4MnO₂+3O₂

При взаимодействии с водой образует сильную марганцовую кислоту:

Mn₂О₇+Н₂O=2НMnO₄

Mn₂O₇ — один из сильнейших окислителей. Горючие вещест­ва при малейшем контакте с Mn₂O₇ воспламеняются: 2Mn₂O₇+С₂Н₅ОН=4MnO₂+2СO₂+3Н₂О

Марганцовая кислота НMnO₄ известна только в растворе, она довольно сильная кислота. Анион MnO^-₄ придает раствору мали­ново-фиолетовый цвет. Так же как и Mn₂O₇, марганцовая кислота обладает ярко выраженными окислительными свойствами.

Соли марганцовой кислоты носят название перманганатов. Наиболее важным среди них является перманганат калия KMnO₄.

Перманганат калия — кристаллическое вещество, раствори­мое в воде, его раствор имеет фиолетовый цвет, в быту называется «марганцовкой». Он широко применяется в аналитических опре­делениях и в лабораторной практике. В промышленности KMnO₄ используется для отбеливания некоторых волокон, для обработки древесины, для промывания газов, а также в медицине как дезин­фицирующее средство. Как и все соединения марганца (VII), яв­ляется сильным окислителем. В зависимости от среды раствора (кислая, нейтральная или щелочная) Mn⁺⁷ восстанавливается до разных степеней окисления. В кислой среде продуктом восстановления перманганата являются соли марганца (II) Mn²⁺, в ней­тральной среде, как правило, получается двуокись марганца MnО₂, а в щелочной — соли марганцоватой кислоты Н₂MnO₄:

При нагревании перманганаты разлагаются с выделением кислорода и поэтому иногда применяются в лабораториях для его получения:

2KMnO₄=K₂MnO₄+MnO₂+O₂­

Изучая свойства соединений марганца (см. табл. 32), которые весьма разнообразны в зависимости от степени окисления послед­него, можно заметить, что многие типичные для них реакции являются окислительно-восстановительными. Их поведение в окислительно-восстановительных реакциях подчиняется опреде­ленным правилам. Следует помнить, что:

1) Mn° и Mn⁺² в окислительно-восстановительных реакциях ведут себя как восстановители;

2) Mn⁺⁷, наоборот, проявляет только окислительные свойства. Это нетрудно объяснить: Mn⁺⁷ полностью лишен валентных элек­тронов и может только принимать их;

3) находясь в промежуточных степенях окисления, марганец может вести себя по-разному, т.е. проявлять как окислитель­ные, так и восстановительные свойства в зависимости от того, с каким веществом он реагирует;

4) конечные продукты превращений марганца зависят от среды, I; в которой происходит реакция.

Таблица 32.