Часть 1.
Химические свойства KMnO₄ в реакциях с неорганическими веществами.
У многих из нас дома есть марганцовка — доступное дезинфицирующее средство.
Этот раствор применяют для купания младенцев, чтобы предотвратить опрелости.
Полоскают им ротовую полость и горло при инфекционно-воспалительных заболеваниях.
Используют для замачивания семян перед посадкой, чтобы уничтожить болезнетворные микроорганизмы.
Можно ещё долго перечислять полезные опции марганцовки, но, думаю, хватит и этих!
Что же это за чудо-средство такое?
Многие удивляются, когда узнают, что марганцовка и перманганат калия — это одно и то же вещество!
Перманганат калия (KMnO₄) — это соль сильной марганцовой кислоты (HMnO₄).
На уроках химии мы часто встречаемся с этим мощным окислителем как в неорганических, так и в органических реакциях.
В чистом виде вещество представляет собой тёмно-фиолетовые кристаллы.
Разбавленный водный раствор KMnO₄ приобретает малиновый оттенок, а концентрированный — глубокий фиолетовый цвет.
В этой статье мы рассмотрим, как перманганат калия реагирует с неорганическими восстановителями.
И, конечно, особое внимание уделим реакциям, которые часто встречаются на ЕГЭ по химии!
1. Как перманганат-ионы (MnO₄⁻) ведут себя в растворах с разным уровнем pH?
1. Кислая среда за счёт H₂SO₄, иногда HCl, рН<7.
MnO₄⁻ + 8Н⁺ + 5е⁻ = Мn²⁺ + 4H₂O
Марганец переходит из степени окисления +7 в +2, раствор при этом обесцвечивается.
2. Щелочная среда за счёт NaОН или КОН, рН>7.
MnO₄⁻ + 1е⁻ = MnO₄²⁻
Марганец переходит из степени окисления +7 в +6 с образованием манганат-ионов, окраска раствора при этом изменяется на зелёную.
3. Нейтральная среда, водный раствор, рН = 7.
MnO₄⁻ + 2H₂O + 3е⁻ = MnO₂↓ + 4ОН⁻
Марганец переходит из степени окисления +7 в +4 с образованием бурого осадка оксида марганца (IV), раствор при этом обесцвечивается.
2. Окисление солей железа (II).
1. Соли железа (II) окисляются перманганатом калия в кислой среде с образованием солей железа (III).
- сульфат железа (II) + перманганат калия + серная кислота = сульфат железа (III) + сульфат марганца (II) + сульфат калия + вода:
10FeSO₄ + 2KMnO₄ + 8H₂SO₄ = 5Fe₂(SO₄)₃ + 2MnSO₄ + К₂SO₄ + 8H₂O
- хлорид железа (II) + перманганат калия + соляная кислота = хлорид железа (III) + хлорид марганца (II) + хлорид калия + вода:
5FeCl₂ + KMnO₄ + 8HCl = 5FeCl₃ + MnCl₂ + КCl + 4H₂O
2. Соли железа (II) окисляются перманганатом калия в щелочной среде с образованием бурого осадка гидроксида железа (III).
- хлорид железа (II) + перманганат калия + гидроксид калия = гидроксид железа (III) + манганат калия + хлорид калия:
FeCl₂ + KMnO₄ + 3КОН = Fe(OH)₃↓ + K₂MnO₄ + 2КCl
- сульфат железа (II) + перманганат калия + гидроксид натрия = гидроксид железа (III) + манганат калия + манганат натрия + сульфат натрия:
2FeSO₄ + 2KMnO₄ + 6NaОН = 2Fe(OH)₃↓ + K₂MnO₄ + Na₂MnO₄ + 2Na₂SO₄
3. Окисление солей железа (II) перманганатом калия в нейтральной (водной) среде.
- сульфат железа (II) + перманганат калия + вода = гидроксосульфат железа (III) + оксид марганца (IV) + гидроксид калия:
3FeSO₄ + KMnO₄ + 2H₂O = 3Fe(OH)SO₄↓ + MnO₂↓ + KОН
3. Окисление солей сульфитов.
Сульфиты окисляются до сульфатов вне зависимости от рН среды.
Однако продукты восстановления марганца уже зависят от условий!
1. Окисление солей сульфитов перманганатом калия в кислой среде.
- сульфит натрия + перманганат калия + серная кислота = сульфат натрия + сульфат марганца (II) + сульфат калия + вода:
5Na₂SO₃ + 2KMnO₄ + 3H₂SO₄ = 5Na₂SO₄ + 2MnSO₄ + K₂SO₄ + 3H₂O
2. Окисление солей сульфитов перманганатом калия в щелочной среде.
- сульфит натрия + перманганат калия + гидроксид калия = сульфат натрия + манганат калия + вода:
Na₂SO₃ + 2KMnO₄ + 2КОН = Na₂SO₄ + 2K₂MnO₄ + H₂O
3. Окисление солей сульфитов перманганатом калия в нейтральной (водной) среде.
- сульфит натрия + перманганат калия + вода = сульфат натрия + оксид марганца (IV) + гидроксид калия:
3Na₂SO₃ + 2KMnO₄ + H₂O = 2Na₂SO₄ + 2MnO₂↓ + 2КОН
4. Окисление сероводорода.
1. Окисление сероводорода перманганатом калия в кислой среде без нагревания.
- сероводород + перманганат калия + серная кислота = сера + сульфат марганца (II) + сульфат калия + вода:
5H₂S + 2KMnO₄ + 3H₂SO₄ = 5S↓ + 2MnSO₄ + К₂SO₄ + 8H₂O
2. Окисление сероводорода перманганатом калия в кислой среде при нагревании.
- сероводород + перманганат калия + серная кислота = оксид серы (IV) + сульфат марганца (II) + сульфат калия + вода:
5H₂S + 6KMnO₄ + 9H₂SO₄ = 5SO₂↑ + 6MnSO₄ + 3К₂SO₄ + 14H₂O
3. Окисление сероводорода перманганатом калия в щелочной среде.
- сероводород + перманганат калия + гидроксид калия = сера + манганат калия + вода:
H₂S + 2KMnO₄ + 2КОН = S↓ + 2К₂MnO₄ + 2H₂O
4. Окисление сероводорода перманганатом калия в нейтральной (водной) среде без нагревания.
- сероводород + перманганат калия = сера + оксид марганца (IV) + гидроксид калия + вода:
3H₂S + 2KMnO₄ = 3S↓ + 2MnO₂↓ + 2КОН + 2H₂O
5. Окисление аммиака.
1. Окисление аммиака перманганатом калия в кислой среде.
- аммиак + перманганат калия + серная кислота = азот + сульфат марганца (II) + сульфат калия + вода:
10NH₃ + 6KMnO₄ + 9H₂SO₄ = 5N₂↑ + 6MnSO₄ + 3К₂SO₄ + 24H₂O
2. Окисление аммиака перманганатом калия в щелочной среде.
- аммиак + перманганат калия + гидроксид калия = манганат калия + азот + вода:
2NH₃ + 6KMnO₄ + 6KOH = 6К₂MnO₄ + N₂↑ + 6Н₂О
3. Окисление аммиака перманганатом калия в нейтральной (водной) среде.
- аммиак + перманганат калия = оксид марганца (IV) + азот + гидроксид калия + вода:
2NH₃ · H₂O + 2KMnO₄ = 2MnO₂↓ + N₂↑ + 2KOH + 4Н₂О
или также встречается и такая запись уравнения:
2NH₃ + 2KMnO₄ = 2MnO₂↓ + N₂↑ + 2KOH + 2Н₂О
6. Окисление пероксида водорода.
1. Окисление пероксида водорода перманганатом калия в кислой среде.
- пероксид водорода + перманганат калия + серная кислота = сульфат марганца (II) + кислород + сульфат калия + вода:
5Н₂О₂ + KMnO₄ + 3H₂SO₄ = 2MnSO₄ + 5O₂↑ + K₂SO₄ + 8Н₂О
2. Окисление пероксида водорода перманганатом калия в щелочной среде.
- пероксид водорода + перманганат калия + гидроксид калия = манганат калия + кислород + вода:
Н₂О₂ + 2KMnO₄ + 2КОН = 2К₂MnO₄ + O₂↑ + 2Н₂О
3. Окисление пероксида водорода перманганатом калия в нейтральной (водной) среде.
- пероксид водорода + перманганат калия = оксид марганца (IV) + кислород + гидроксид калия + вода:
3Н₂О₂ + 2KMnO₄ = 2MnO₂ + 3O₂↑ + 2KOH + 2Н₂О
Учите химию и будьте внимательны!
Если моя статья была интересна для Вас, прошу ставить ❤
Подписывайтесь на мой канал ХИМИЯ без лишних слов, я рада каждому из Вас!
Обещаю, будет много полезной информации и, конечно же, море практики!