Mangan i jego związki + zadania maturalne

Blog 04 marca 2020

Czas czytania: 3 minuty, 46 sekund

Spis treści

Cześć!

Dzisiaj omówimy sobie jeden najciekawszych pierwiastków występujących na ziemi – mangan. Jest to pierwiastek warty zapamiętania nie tylko ze względu na to, że często pojawia się na maturze. Jego związki posiadają niesamowicie szeroką gamę kolorystyczną. Mangan oznaczony symbolem Mn pełni ważną rolę w naszym organizmie, jest potrzebny do prawidłowego funkcjonowania układu nerwowego, wykorzystuje się go także w barwnikach i jako dodatek do stali.

Charakterystyka:

symbol: Mn

konfiguracja elektronowa: [Ar] 3d⁵4s²

Masa atomowa: 54.94g/mol

Grupa: 7

Okres: 4

Blok: d

Stopnie utlenienia: II (najtrwalszy), III, IV, VI, VII

Rekomendowane zajęcia

Zobacz jak możemy Ci pomóc

Maturalny obóz z chemii Korepetycje z chemii Kurs maturalny z chemii

Kolory Manganu w związkach:

KMnO₄– manganian (VII) potasu (dawniej nadmanganian potasu), ciemnofioletowy, posiada silne właściwości utleniające. Utlenia zarówno związki nieorganiczne jak i organiczne

W środowisku kwaśnym [H⁺]: ciemnofioletowy roztwór MnO₄^— → Mn²⁺ odbarwia się (w stężonych roztworach barwa jonów Mn²⁺ jest bladoróżowa)

W środowisku zasadowym[OH-]: ciemnofioletowy roztwór MnO₄^— → zamienia kolor na ciemnozielony

W środowisku obojętnym[H₂O]: ciemnofioletowy roztwór MnO₄^— → MnO₂ wytrąca się brunatny osad

Podsumowanie

Związki Manganu (II) mają barwę od bezbarwnej do bladoróżowej

Związki Manganu (IV) mają brunatną barwę

Związki Manganu (VI) mają zieloną barwę

Związki Manganu (VII) mają ciemnofioletową barwę

Na koniec przedstawiamy Wam tabelę przedstawiającą charakter chemiczny wybranych związków manganu w zależności od jego stopnia utlenienia.

Porcja zadań maturalnych:

Matura 2015, zadanie 23

Manganian(VII) potasu reaguje z kwasem szczawiowym (kwasem etanodiowym HOOC–COOH) w środowisku kwasowym według następującego schematu:

MnO₄⁻ + (COOH)₂ + H⁺ → Mn²⁺ + CO₂ + H₂O

Zadanie 23.1. (0–2)

Napisz w formie jonowej, z uwzględnieniem liczby oddawanych lub pobieranych elektronów (zapis jonowo-elektronowy), równania procesów redukcji i utleniania zachodzących podczas tej przemiany.

Równanie procesu redukcji: …………………………………………………………………………………………………………………………………..

Równanie procesu utleniania: ………………………………………………………………………………………………………………………………..

Poprawna odpowiedź

Równanie procesu redukcji: MnO₄⁻ + 8H⁺ + 5e^– → Mn²⁺ + 4H₂O ( x 2) Równanie procesu utleniania: (COOH)₂ → 2CO₂ + 2H⁺ + 2e^– ( x 5)

Zadanie 23.2. (0–1)

Dobierz i uzupełnij współczynniki stechiometryczne w poniższym schemacie.

……MnO₄⁻ + ……(COOH)₂ +…… H⁺ →…… Mn²⁺ +…… CO₂ +……. H₂O

Poprawna odpowiedź 2MnO₄⁻ + 5(COOH)₂ + 6H⁺ → 2Mn²⁺ + 10CO₂ + 8H₂O

Zadanie 23.3. (0–1)

Napisz wzory drobin (cząsteczek lub jonów), które w opisanej przemianie pełnią funkcję utleniacza i reduktora.

Utleniacz: ……………………………………. Reduktor: …………………………………….

Poprawna odpowiedź Utleniacz: MnO₄⁻Reduktor: (COOH)₂

Matura 2014, zadanie 24-26

Do probówek zawierających zakwaszone roztwory wodne odpowiednio manganianu(VII) potasu (probówka I) i jodku potasu (probówka II) dodano roztwór wodny nadtlenku wodoru. Zaobserwowano zmiany barwy zawartości obu probówek i inne objawy świadczące o przebiegu reakcji chemicznych.

W tabeli podano wartości standardowych potencjałów wybranych układów redoks.

^{Sawicka, A. Janich-Kilian, W. Cejner-Mania, G. Urbańczyk, Tablice chemiczne, Gdańsk 2001.}

Zadanie 24. (2 pkt)

Opisz obserwowane zmiany barw, które świadczą o przebiegu reakcji w probówkach I i II (uwzględnij barwę zawartości obu probówek przed reakcją i po jej zajściu).

Probówka I: …………………………………………………………………………………………………………………………………..

Probówka II: …………………………………………………………………………………………………………………………………..

Poprawna odpowiedź:

Probówka I: Fioletowy roztwór odbarwia się. Probówka II: Bezbarwny roztwór zabarwia się na brązowo lub żółto lub wytrąca się ciemny osad.

Zadanie 26. (0–2)

Napisz w formie jonowej skróconej równania reakcji chemicznych, które przebiegły w probówkach I i II.

Probówka I: ………………………………………………………………………………
Probówka II: ……………………………………………………………………………..
Poprawna odpowiedź:

Probówka I: 2MnO₄^– + 6H⁺ +5H₂O₂→2Mn2++8H2O+5O2
Probówka II: H₂O₂+2H⁺+2I ^–→ I2+ 2H2O

Matura 2011, zadanie 14

Poniżej przedstawiony jest schemat reakcji:

MnO₄^{2 −} + H ⁺ → MnO ₄⁻ + MnO₂ + H₂O

Napisz w formie jonowej z uwzględnieniem liczby oddawanych lub pobieranych elektronów (zapis jonowo-elektronowy) równania procesów redukcji i utleniania zachodzących podczas tej przemiany.

Równanie reakcji redukcji: ………………………………………………………………………………………………………………………..

Równanie reakcji utleniania: ………………………………………………………………………………………………………………………..

Poprawna odpowiedź

Równanie procesu redukcji: MnO₄^{2 −} + 4H ⁺+ 2e → MnO₄⁻ + 2H₂O (x 1)

Równanie procesu utleniania: MnO₄²→ MnO₂ + e^– (x 2)

b) Dobierz i uzupełnij współczynniki stechiometryczne w poniższym schemacie.

…..MnO₄^{2 −} + …..H ⁺ →…..MnO ₄⁻ + …..MnO₂ + …..H₂O

Poprawna odpowiedź
3MnO₄^{2 −} + 4H ⁺ →2MnO ₄⁻ + MnO₂ + 2H₂O

c) Napisz, jakie funkcje pełnią jony MnO₄²⁻w tej reakcji

………………………………………………………………………………………………………………………..

Poprawna odpowiedź
Jon MnO₄^{2 −}pełni funkcje reduktora i utleniacza.