Mn(OH)2- "телесный"
Mn(OH)4- бурый
MnO2- черный
K2MnO 4 (р-p) зеленый
KMnO 4 (p-p)- фиолетовый
Аниону MnO 4 -, где степень окисления марганца максимальная (+7), соответствует фиолетово-малиновый цвет. Разнообразие цветов соединений марганца различны степеней окисления и их одновременное сочетание в растворе позволило К. Шееле назвать K2MnO 4 минеральным хамелеоном, В 1774г он получил манганат калия сплавлением:
MnO2+2KOH+KNO3=K2MnO4+KNO2+H2O
Продукт реакции дал с водой раствор розового цвета, который при стоянии на воздух стая превращаться сначала в синий, затем в фиолетовый, и под конец стал малиновым (окраска MnO 4 - _)
Если к раствору перманганата калия осторожно, небольшими порциями добавит гидроксид натрия, то по мере увеличения щелочности среды раствор из красно- фиолетового становится фиолетовым, сине-фиолетовым, синим, сине-зеленым, и наконец, зеленым. В щелочной среде красно-фиолетовый перманганат (VI I) восстанавливается до зеленого манганата (VI).
Каждому значению щелочности соответствует своя концентрация ионов манганата, растворе присутствуют и те и другие ионы. Далее вступают в силу физические причины происходит смешение цветов с изменением концентрации ионов; хамелеон постепенно перекрашивается.
KMnO4+KOH = K2MnO4+H2O+O2
4KMn+7O4-2+4KOH -»4K2Mn-6O4+2H2O+O20
Восс-ль Mn+7- le= Mn+6 1 4
Ок-ль 2O-2+4e = O20 4 1
Для отработки метода электронного баланса предоставляется еще несколько реакций с перманганатом калия и предлагается уравнять ОВР методом электронного баланса:
KMn04+HCl = MnCl2+KCl+Cl2+H20
KMnO4+KNO2+H2O = MnO2+KN03+KOH
KMnO4+KNO2+KOH=K2MnO4+KNO3+H2O
Проверка:
2KMn+7O4 +16HC1 - = 2Mnf2Cl2+2KCl+5Cl2°+8H2O
C1-2e = Cl2° 5
Mn+7+5e = Mn+2 2
2KMn+7O4"2+3KN+3O2+H20=2Mn+202+3KN+503+2KOH
Mn47+5e = Mn+2 2
N+3-2e = N+5 5
2KMn+7O4+KN+3O2+2KOH=2K2Mn+6O4+KN+5O3+H2O
Mn+7+le=Mn+6 2
N+3-2e =N+5 1
Mn2+
H+ (H+)
H+ H2O H+
MnO4- H2O MnO2 OH- H+
( H+) (H20)
H+
H2O
OH- OH-
H+ MnO42+
(OH-)
Рамка-подсказка на ионы марганца. Эта уникальная рамка поможет предсказать ход реакции с ионами марганца в различных средах. Рамка взята из курса химии ТПУ.
3.СОЕДИНЕНИЯ ХРОМА '
Окраска некоторых характерных соединений хрома.
Cr2O3 - зеленый
Cr3(S04) 3(p-p)- зеленый |
Cr(OH)3 - светло-зеленый
Na2CrO4- желтый
Na2Cr2O7- оранжевый
Гидратированый ион Cr2+ голубого цвета. Это один из самых сильных восстановителей. Он неустойчив ни в растворе, нив составе твердого вещества. Ион Сг2+ стремится перейти в Сг+3 который имеет в растворе уже другой цвет - зеленый, а некоторые из его соединений - фиолетовый. На примере соединений с Сг3+ можно осуществить целую цепочку химических реакций.
Если к фиолетово-зеленому раствору хлорита хрома (III) прилить по каплям раствор гидроксида натрия до полного растворения в начале серо-зеленого осадка, то получится раствор изумрудного цвета. Необходимо нагреть полученный раствор до кипения, добавить немного пероксида водорода и продолжить нагревать до тех пор, пока изумрудная окраска не перейдет в желтую. Если к желтому раствору прилить немного серной кислоты, то он приобретает оранжевую окраску.
Наблюдаемые в опыте превращения объясняются последовательно происходящими реакциями.
CrCl3+3NaOH = Cr(OH)3+3NaC1
Гидроксид хлора амфотерен, и в избытке щелочи растворяется, образуя изумрудный раствор хромита натрия:
Cr(OH)3+NaOH = NaCrO2+2H2O
Хромиты в щелочной среде при действии сильных окислителей окисляются в хроматы. Это превращение сопровождается изменением окраски от зеленой до желтой:
2NaCrO2+3H2O2+2NaOH = 2Na2CrO4+4H2O
Ион Сг6+ может входить в состав аниона
2 кислот:
хромовой - Н2СгО4(желтая окраска)
и двухромовой - Н2Сг2Оу(оранжевая окраска.).
Перевести из одной формы в другую можно добавлением кислоты:
2Na2CrO4+H2SO4=Na2Cr2O7+Na2SO4+H20
Далее, разделим полученный раствор на две пробирки.
В одну добавили раствор щелочи. Вновь образуется желтый цвет
Na2Cr2O7+2NaOH = 2Na2Cr04+H2O
Во вторую пробирку добавим раствор пероксида водорода. Появляется синяя окраска, которая становится зеленой
Na2CrO7+3H2O2+4H2SO4 = Cr2(SO4)3+Na2Cr2O7+3O2+7H2O
Рамка-подсказка на ионы хрома.
Cr Cr207
(H+) (H+)
H+
OH-
H+
H+
OH-
Cr02 OH- Cr04
(OH-) (OH-)
OH-
Список литературы
1. Химия и цвет: Книга для внеклассного чтения 9-10 класс, 2е издание;
2. Энциклопедия для детей: Химия. Издательство Аванта плюс;
3. Химия и жизнь (Соятеровская химия), часть II Химические новеллы: перевод с английского; М.:РТХУ им Д.И.Менделеева, 1997 - 437с
4. Химия и жизнь (Соятеровская химия), часть III, перевод с английского; М.:РТХУ им Д.И.Менделеева, 1997 - 406с;
5. Хомченко Р.П. Севастьянова К.И.: Окислительно-восстановительные 'реакции: Пособие для учащихся — 2-е издание: просвещение. 1980 - 144с
6. Интернет ресурсы:
www.paradox.tom.ru
www.astronet.ru