Марганец: положение, строение атома и некоторые свойства
Марганец находится в 4-м периоде, побочной подгруппе VII группы (VII B) (Z = 25), конфигурация [Ar] 3d⁵ 4s²; его устойчивые степени окисления +2, +4, +7. Главная руда — пиролюзит MnO₂. Металл получают восстановлением оксидов кремнием или алюминием: 3Mn₃O₄ + 8Al → 9Mn + 4Al₂O₃. Марганец — серебристый твёрдый металл, покрытый тонкой оксидной плёнкой; при нагревании с водой Mn + 2H₂O → Mn(OH)₂ + H₂↑, с разбавленными кислотами он выделяет водород: Mn + 2HCl → MnCl₂ + H₂↑, а с концентрированной H₂SO₄ образуется SO₂. Характер оксидов меняется со степенью окисления: MnO и Mn₂O₃ — основные, MnO₂ — амфотерный, Mn₂O₇ — кислотный. Перманганат калия KMnO₄ — тёмно-фиолетово-красные кристаллы и сильный окислитель; Mn⁷⁺ восстанавливается по-разному в зависимости от среды: в кислой среде до Mn²⁺ (почти бесцветный), в нейтральной до MnO₂ (бурый осадок), в щелочной до MnO₄²⁻ (зелёный). Например: 2KMnO₄ + 5K₂SO₃ + 3H₂SO₄ → 6K₂SO₄ + 2MnSO₄ + 3H₂O. При нагревании KMnO₄ разлагается с выделением кислорода: 2KMnO₄ → K₂MnO₄ + MnO₂ + O₂↑. Марганец добавляют в сталь и сплавы; разбавленный раствор KMnO₄ применяют в медицине как дезинфицирующее средство, а MnSO₄ — как микроудобрение.
Составьте таблицу: «Среда» (кислая, нейтральная, щелочная), «Продукт восстановления KMnO₄», «Цвет». KMnO₄ — сильный окислитель: смешивание его с горючими веществами (сахар, глицерин, спирт) создаёт опасность пожара или взрыва. Опыты с раствором KMnO₄ проводит учитель; для медицинского применения следуйте только совету врача.