nekrasovI (1114433), страница 97
Текст из файла (страница 97)
На воздухе марганецдигидроксид постепенно буреет вследствие окисления, протекающего (в конечном счете) по схеме 2Мп(ОН~ + От + 2НтО = 2Мп(ОН)а Практически нерастворимый в воде Мп(ОН), является основапяем и при взаимодействии с кислотами легко дает соответствующие солн двухвалентного марганца. Большинство последних имеет розовую окраску иона Мп" и хорошо растворимо в воде (рис. ттП-23). Соли двухвалентн ого марганца являются наиболее устойчивыми производными этого элемента в к и сл о й с р е д е.
Для ренин двухвалентное состояние нехарактерно. "-" Черная окись марганца (Мп,Оа) может быть получена прокаливапаем пнролюзита. Соответствующая димарганецтриоксиду черно-коричневая гидроокись Мп(ОН), почти нерастворима в воде и является очень слабым основанием. Соли трехвалентного марганца, как правило, неустойчивы и практически с ними встречаться не приходится. Последнее относится и к немногим известным пока производным трехйалентного рения. "—" В то время как МпОт является наиболее устойчивым при обычных условиях кислородным соединением марганца, КеОу легко окисляется до высшего окисла рения (йеаОт) Обе двуокиси представляют собой 711.
Седьмая ерника аериодикеской сс»стсмы черные„нерастворимые в воде вещества. Практически нерастворимы а отвечающие им темно-бурые гидроокиси Э(ОН)», с химической стороны характеризующиеся а м ф о т е р н ы и и свойствами. Однако и основная, и кислотная функции обеих гидроокисей выражены очень слабо. Про. изводящиеся от них соли, как правило, малоустойчивы.
Существованию черной двуокиси (и некоторых других производных значности +4) уста. навлено и для тсхнеция. аа —" При сплавлении МпОе со щелочами в присутствии окислителей (например, кислорода воздуха) образуются соли марганцовистой кислоты, в которой марганец ш е с т и в а л е н те н, например: 2МпОе + 4КОН + О, = 2К»МпО»+ 2НеО Соли Ней)пО» (марганцовистокислые, или манганагы) имеют темно.
зеленый цвет. Манганаты Ха н К легкорастворнмы в воде, барийман. ганат труднорастворим. Выделяющаяся при подкислении растворов манганатов свободная НеМпО» неустойчива и тотчас распадается по схеме ЗНаМпО»= МпОа+ 2НМпО, + 2НеО с образованием МпОе и свободной марганцовой кислоты (НМпО,). По. добный же самопроизвольный распад, например, по схеме ЗК»МпО»+ 2Н»О =МпОг+ 2КМпО, + 4КОН характерен в растворах и для манганатов, но протекает он лишь по мере их гидролиза, т.
е. значительно медленнее (особенно в сильнощелочной среде), Аналогичные по составу мангаиатам соли ренистой кислоты (Н,КеО,) еще более неустойчивы и практически с ними встре. чаться не приходится."-" Все производные шсстивалентного марганца являются с н л ь и ы м н о к и с л и т е л я м и и легко восстанавливаются до МпОе (в щелочной среде) или солев Мпа» (в кислой). С другой стороны, действием очень сильных окислителей (например, свободного хлора) мангзнаты могут быть окнслены до солей марганцовой кислоты: 2КгМп О» + С!е = 2КС! + 2КМпО» Приведенная реакция иногда используется для получения КМпО».
Соль эта (т. н. аерманганаг) является одним из наиболее практически важ. ных соединений марганца. Отвечающие с е м и в а л е н т н ы м элементам окислы Э,Ое сильна различаются по устойчивости. Марганцовый ангидрид (МпеО») выделяется в виде темно-зеленой маслянистой жидкости прн действии холодной концентрированной серной кислоты на КМпО». Димангангептоксид медченно разлагается (на МпОе и кислород) уже в обычных условиях, а при слабом нагревании илн ударе способен распадаться со взрывом (на Мп»О» н кислород).
Желтые ТсеО, и КетО; легко образуются при нагревании металлов в токе кислорода. Соответственно прв !20 и 296ьС они плавятся и затем испаряются без разложения."-'е При взаимодействии ангидридов Э,Ое с водой образуются соответствующие кислоты НЭО» — марганцовая, гехнециевая и рениевая Рас. творы НМпО, имеют фиолетово-красную окраску, растворы НТсО» по мере их разбавления меняют цвет от темно-красного через желтый к бесцветному, а растворы НКеО, бесцветны. Марганцовая кислота по силе примерно равна НС)О», а технециевая и рениевая диссоциированы несколько слабее.
»' " 5 6. Подгруппа марганца Соли марганцовой кислоты (м а р га н цо во кислые, или пе рм а н г а н а ты) окрашены, как правило, в фиолетово-красный цвет иона МпО„соли технециевой (технециевокислые, или пертехнетаты) и рениевой (рея не во кислые, или пе р реп а ты), подобно самим ионам ТсО, и ВеО„бесцветны. Для всех трех кислот (равно как и для сходной с ними по структуре хлорной) характерно образование труднорастворимых солей с катионом Сз . Сравнительно малорастворимы также их калийные соли, тогда как соли натрия и двухвалентных иеталлов легкорастворимы в воде.
По отношению к нагреванию многие перренаты и пертехнетаты весьма устойчивы. Так, КТсО, разлагается лишь при 1000'С, а К((еОь выше этой температуры перегоияется без разложения. Напротив, КМпОе уже около 250'С разлагается, в основном по схеме 2КМп04= КзМпО„+ МпОз+ Оз Реакция эта пригодна для лабораторного получения кислорода. Окислительные свойства, весьма резко выраженные у марганцовой кислоты и ее солей, для рснисвой кислоты и перренатов нехарактерны и переход их в производные низших валснтностей рення происходит ' лишь под воздействием силыгых восстановителей, Технеций занимает промежуточное положение, и НТсОь может быть восстановлена довольно легко.
Из солей НМп04 особенно часто приходится иметь дело. с калийной — КМп04, представляющей собой темно-фиолетовые кристаллы. В технике перманганат обычно получают электролизом крепкого раствора КзМп04. )' анода при этом образуется КМпО, (по схеме МпО" ,— е=МпО,), а на катоде выделяется водород. Перманганат является очень сильным ок и ел и те л ем и в щелочной, и особенно в кислой среде. Характер его восстановления в к н слойй (до Мп") и в щелочной или нейтральной среде (до МпОз) следует запомнить, так как с окислением перманганатом различных веществ часто приходится встречаться в химической практике.ез е' Если теперь, после рассмотрения химии галондов и элементов подгруппы марганца, сопоставить соединения тех и других, то бросается в глаза полное различие свойств производных их низших валентностей. Однако, как и можно было ожидать исходя из учения об электронных аналогах (Ч1 $4), при отвечающей номсру группы высшей валентности прямыми аналогами хлора становятся элементы подгруппы марганца.
В частности, Рез07. Тсз07 н Мпз07 аналогичны С!з07, тогда как окисел типа Эз07 для брома неизвестен, а с)шествование его у иода сомнительно, Лопоянения 1) Мартинец изнестеи с 1774 г. Сушестяояеиие его яизлогое было предскззано Д. И. Мендезеезыи з 1879 г. Из ннх реинй (№ 75) открыт з !925 г., з техиеций (№ 43) впервые получен з 1937 г. 2) Природный ияргзиец состоит только нз атомов 'зМп, з реинй — нз двух изотопоя — гззйе (37,1ев) н гег((е (52,9%).
Дяя технеция нззестиы лишь рядноактняные изотопы, из которых язнбозее обычен "Тс (средняя продолжительность жнзяи атома 3. 1О' зет). 3) в осиониои состоянии атомы марганца и его знзяогоз иневт структуру ннежних злектроаных слоне типе яг(г(я+!)зз (соотеетстяенно — зо'4зз, 4озбзз, бязбзе) и потенпизльно пятнконзяеитиы. Перевод одного з-электроне из р-урояеиь (с зозбужденнеи сеинкозеяентного состояния) требует зетрзты 53 ямал/з-агом (Мп), )77. Седьмая грулла периодической системы 47 ккал/г-агом (Тс) и 54 ккал!г-атом (йе). Последовательные энергии ионизация (эе) атомов всех трех элементов сопоставлены ниже: ! )! !!! !)У )У )У! У)! Мэ...... 7.43 Щ,64 33,69 (Я,() 76 ()66.7) ))9.24 Тс ......
7,26 (врл (29Д) (43.5) (59,2) (76,2) (94.)) Пе ...... У.ЭУ (!3.2) (26,0) (37.7) (59.6) !64,5) (79,6) Сродство к электрону атома рения оценивается в 3 клал)моль, а работа выхода алек. трона из металла равна 4,80 эв. 4) Марганец весьма интересен в биохимическом отношении. Точные анализы по. казывают, что ои имеется в организмах всех растений н животных. Содержание его обычно не превышает тысячных долей процента, ио иногда зяачительно повышается. Например, в листьях свеклы содержится до 0,03«й, в организме рыжих муравьев— до 005«ь, а в некоторых бактериях лаже до нескольких процентов Мп. Опыты с кормлением мышей показали, что марганец является необходимой составной частью нх пищи.
В организме человека больше всего Мп (до 0,0004Я содержат сердце, печень я надпочечникн. Влияние его иа жизнедеятельность, по-видимому, очень разно. образно п сказывается главным образом на росте, образовании крови и функции по. ловых желез. 5) Небольшие добавки марганцовых соединений к обычным удобрениям во многия случаях заметив повышают урожайность некоторых важных сельскохозяйственных культур (кукурузы, сахарной свеклы, картофеля и др.). Особенно эффективны подобные «маргаицовые удобрения» на тех почвах нечерноземной полосы, где применяется нзвесткование. б) В избыточных против нормы количествах марганцовые соединения действуют как яды, вызывая хроническое отравление. Последнее может быть обусловлено вдыханием содержащей эти соединения пыли.
Проявляется опо в различных расстройствах нервной системы, причем развивается болезнь очень медленно. Предельно допустимым содержанием марганца в воздухе производственных помещений считается 0,0003 мг/л 7) Чрезвычайно распыленный по горным породам марганец вымынается водой н сотнями тысяч тонн ежегодно выяосятся реками в океан. Между тем содержание Мп в морской воде очень мало (10-' — 10-«Ть), тогда как нл глубоких мест океана содер.
жит его значительно больше (до 0,3«ь). Обусловлено это постоянно протекавшим окислением (эа счет растворенного в воде кислорода) растворимых производных двух. валентного марганца до практически нерастворимого гидрата двуокиси (Мп02 ° яН»О), который н осаждается на дно. В отдельных местах океанского дна обнаружены камне- подобные образования («конкрепии»), содержащие иногда до 45«й марганца (а также примеси кобальта, иикечя и меди). Возможно, что богатые месторождения подобных конкрецнй станут объектом промышленной эксплуатации. Ежегодная мировая добыча марганцовых руд исчисляется миллионами тони. 8) Сплавы железа с марганцем очень тверды и прочны.
Наиболее важный из ннх марганцовистая сталь (83 — 87«й Ге, 12 — 15«й Мп, 1 — 276 С), применяемая для изготовления деталей, от которых треб>ется высокое сопротивление ударам н изнашиванию; из нее обычно делают работающие части дробпльных машин. шаровых мельниц н т. л.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
