Az előadás letöltése folymat van. Kérjük, várjon

Az előadás letöltése folymat van. Kérjük, várjon

Gyakoriság A mangán az átmenetifémek közül a harmadik leggyakoribb elem a szilárd földkéregben (Fe, Ti, Mn) - főleg a tengerfenéken dúsul fel -; a rénium.

Hasonló előadás


Az előadások a következő témára: "Gyakoriság A mangán az átmenetifémek közül a harmadik leggyakoribb elem a szilárd földkéregben (Fe, Ti, Mn) - főleg a tengerfenéken dúsul fel -; a rénium."— Előadás másolata:

1 Gyakoriság A mangán az átmenetifémek közül a harmadik leggyakoribb elem a szilárd földkéregben (Fe, Ti, Mn) - főleg a tengerfenéken dúsul fel -; a rénium elég ritka; a 99 Tc felezési ideje 213 ezer év (csillagokban) VII. A mangán-csoport Előfordulás, ásványok Mn: MnO 2 piroluzit=barnakő, Mn 2 O 3 braunit, MnOOH manganit, Mn 3 O 4 hauszmannit, MnCO 3 mangánpát=rodokrozit, (Fe,Mn)WO 4 wolframit, (Fe,Mn)(Nb,Ta) 2 O 6 niobit vagy tantalit Re: a gadolinit és a molibdenit ásvány kísérője Előállítás Mn: alumino-, karbotermiásan; tisztán MnSO 4 vizes oldatának elektrolízisével ferromangán (ötvözési célokra): Mn+Fe vegyesoxidból karbotermiásan Tc: atomerőművek hulladékanyagaiból állítják elő, az uránhasadás során kb. 6%-ban képződik. Re: a molibdenit pörkölésekor keletkező Re 2 O 7 -t lúgban elnyeletve redukálják 2 NH 4 ReO H 2  2 Re + 2 NH H 2 O 107 Bh bohrium Uns=Unnilszeptium

2 VII. A mangán-csoport Kémiai tulajdonságok A mangán a legpozitívabb jellegű és legreakcióképesebb fém a 3d periódusban (a Sc után). A tömör Mn csak felületén oxidálódik, de a porszerű Mn pirofóros. Vízből hidrogént fejleszt, és híg ásványi savakban is könnyen oldódik. Könnyen elégethető oxigénben, nitrogénben, klórban és fluorban: 3 Mn + 2 O 2  Mn 3 O 4 3 Mn + N 2  Mn 3 N 2 Mn + Cl 2  MnCl 2 3 Mn + 4 F 2  MnF MnF 3 Legstabilabb: Mn 2+ d 5, paramágneses (kis-, közepes- és nagyspinszámú formája is), [Mn(H 2 O) 6 ] 2+ rózsaszínű, ionosak (nitrát, klorid, szulfát, karbonát) vagy óriásmolekulák (oxid, szulfid, hirdoxid, fluorid), a szilárdak hússzínűek; Mn 3+ d 4, általában paramágneses, ibolya, főleg komplexekben létezik; Mn 4+ d 3, paramágneses, barna, rosszul oldódik vízben (óriások), oxidálószer; Mn V O 3 - d 2, általában paramágneses, kék; Mn VI O 4 2- d 1, paramágneses, zöld; Mn VII O 4 - d 0, diamágneses, lila (LMCT következtében), erős oxidálószer. Fizikai tulajdonságok Rácstípusuk: Mn (4 módosulat)  : A2; Tc és Re: A3. Ezüstösen fénylő fémek, Mn enyhén rózsaszínes, Tc szürkés, Re szürkés fehér. A Mn kemény, törékeny, hőállósága kicsi. A Re viszont puha, alakítható, hőálló. A Mn d-elektronjai alacsonyabb energiaszinten találhatók és kevésbé képesek delokalizációra, mint a kisebb rendszámú átmenetifémek d-elektronjai. Ezért a fémes kötés még gyengébb, mint akár a króm esetében: OP (Mn W 3422 {- C 3537} o C), FP (Mn Re 5596 o C), elektromos vezetés (Mn 1600! - Re 43 {- Ag 16} n  m), hővezetés (Mn 7,8 - W 170 {- Ag 430} W/mK).

3 VII. A mangán-csoport Felhasználásuk Mn: ötvözőelem, kiemelkedő jelentőségű acélötvöző (szívósság, szilárdság, mágnesesség) és dezoxidálószer; oxigén és kén megkötése; manganin=84% Cu + 12 % Mn + 4% Ni - ellenállás készítés (elektromos ellenállása nem függ a hőmérséklettől). MnO 2 gyakorlati jelentősége: szárazelemgyártás, tégla- és üveggyártás, Leclanché elem (C/MnO 2 katód, Zn anód, NH 4 Cl elektrolit); B 1 -vitamin melletti adalék (felszívódáshoz); KMnO 4 oxidálószer Tc: orvosi diagnosztika, szupravezető, NH 4 TcO 4 korróziógátló Re: speciális hőálló ötvözet: repülőgép motor, kemence, fűtőelemek, termoelemek; a nagyoktánszámú ólommentes benzin előállításánál Pt/Re katalizátort alkalmaznak. Kémiai tulajdonságok A Tc és a Re sokkal kevésbé reakcióképes, mint a Mn. Tömör formában az oxigénnel szemben ellenállóak, és a nedves levegő hatására is csak felületi bevonat képződik rajtuk. A szivacsos vagy porszerű formában előállított fémek reakcióképesebbek. Ilyen formában oxigénben illékony heptaoxiddá alakulnak: 4 Re + 7 O 2  2 Re 2 O 7 Fluorral vegyes termékeket adnak: 3 Tc + 8 F 2  2 TcF 5 + TcF 6 3 Re + 10 F 2  ReF ReF 7 A tehnécium és a rénium csak oxidáló savakban oldódik: 3 Re + 7 HNO 3  3 HReO NO + 2 H 2 O Jellemzően: M 7+, de léteznek M 4+ feletti vegyületeik, néhány Re 3+ óriásmolekula

4 VII. A mangán-csoport elemeinek vegyületei 1) Hidridek: stabilis biner hidridjük nincs, hidridokomplexeik léteznek, pl.: [ReH 9 ] 2- (TPRS-9) 2) Halogenidek: M n+ (n≥5): ReF 7 diszkrét molekula, a koord. telítetlenek oligomerizációra hajlamosak Előállításuk: szintézissel (kiv. ReF 5 ) 3 Tc + 8 F 2  2 TcF 5 + TcF 6 3 Re + 10 F 2  ReF ReF 7 Hidrolízisre (és akár diszproporcióra) hajlamosak: 3 ReCl H 2 O  HReO ReO HCl M 4+ : instabilak, hidrolizálnak; ReF 4 oktaéderes egységekből óriásmolekula, paramágneses ↔ ReCl 4 kevésbé paramágneses Re-Re kötések révén (triangulo- szerű) M 3+ : (ReX 3 ) 3 vegyületek tipikus klaszterek= =tri-  -halogeno-hexahalogeno-triangulo-trirénium(III)= =tri-  -halogeno-trisz(dihalogeno-rénium(III))(3 Re-Re) Mn 2+ : stabilisak 3) Szulfidok: MnS, Mn II S 2 ↔ Re IV S 2 (óriás), M 2 S 7 M=Tc,Re 4) Karbidok: r(Mn)≤130 pm  C-láncok járják át a fémrácsot→termikus, mechanikai és kémiai ellenállóképesség csökken (Cr, Mn, Fe, Co, Ni), Mn 3 C, Mn 23 C 6, Mn 7 C 3 Cianid: Mn(CN) 2 barnásfehér

5 VII. A mangán-csoport elemeinek vegyületei 5) Oxidok: a) Biner oxidok: MnO, Mn 2 O 3 bázikus, MO 2 amfoterek (MnO 2 oxidálószer, kissé vezeti az áramot), M 2 O 7 savas; vegyes: Mn 3 O 4 2 MnO 2 + 2H 2 SO 4  2MnSO 4 + O 2 + 2H 2 O MnO HCl  MnCl 2 + Cl 2 + 2H 2 O b) Összetett oxidok: Hidroxidok: Mn(OH) 2 piszkosfehér, kissé redukáló  MnO(OH) x x=1-2 Oxoanionok: legfontosabb a permanganátion, MnO 4 -, erélyes oxidálószer, lila színű (LMCT) előállítása: ipari: 2 MnO KOH + O 2  2 K 2 MnO 4 + 2H 2 O (KOH olvadékban O 2 vagy KNO 3 ), majd anódikus oxidáció: MnO 4 2-  MnO e - laboratóriumi (Marshall): 2 Mn PbO 2 /NaBiO 3 + …H + → 2 MnO Pb 2+ /Bi 3+ + … lúgos közegben lassan, savas közegben gyorsabban bomlik (fény katalizálja a bomlást, sötét üvegben tároljuk): 4MnO H + → 4 MnO H 2 O + 3O 2 Szinproporcionálódásra hajlamos: 2MnO Mn H 2 O = 5MnO 2 + 4H + Oxidálókészsége függ az oldat kémhatásától: savasban Mn 2+ -ig, semleges vagy enyhén lúgosban Mn 4+ -ig, extrém lúgosban csak Mn 6+ -ig zajlik a redukciója Mn 2 O 7 : zöldesbarna folyadék, rendkívül bomlékony, robbanásszerű hevességgel bomlik, ütésre, szikrára, hevítésre robban; csak ez oldódik vízben (valódi savanhidrid)  HMnO 4 utóbbi, a manganátion már gyengén savas oldatban: 3MnO H +  MnO 2 + 2MnO H 2 O HMnO 4, HTcO 4, HReO 4 erős savak Utóbbi előállítása: 3 Re + 7 HNO 3  3 HReO NO + 2 H 2 O További oxoanionok: ReO 5 3-, ReO 6 5- Oxoanionokkal képzett vegyületeik: ionosak MnSO 4, Mn(NO 3 ) 2, MnCO 3 ; Mn 2 (SO 4 ) 3

6 VII. A mangán-csoport elemeinek vegyületei 6) Komplexek: M 7+ : [ReH 9 ] 2-, [ReF 8 ] - (SAPR-8), [ReO 2 F 4 ] -, [ReO 3 S] - M 6+ : [Re VI F 8 ] 2- (SAPR-8), [Re VI OF 5 ] - M 5+ : [Mn V OCl 5 ] 2- M 4+ : [Mn IV (CN) 6 ] 2-, [Re IV X 6 ] 2-, [Re IV (CN) 7 ] 3- M 3+ : [Mn III (CN) 6 ] 3- (barnás), ([Re III Cl 4 ] - )  [Cl 4 Re-ReCl 4 ] 2- (négyszeres Re-Re kötés), [Re 3 X 9+n ] n- (n≤3) M 2+ : [Mn II (CN) 6 ] 4- (kék), [Mn II X 4 ] 2- M + : [M I (CN) 6 ] 5- M=Mn,Tc,Re M 0 : [M 0 2 (CO) 10 ] M-M kötéssel (18-as szabály)

7 VII. A mangán-csoport elemeinek vegyületei Gyakorlás: 1)Adja meg a mangán-csoportbeli elemeknek, illetve ionoknak az alaptermjét! Utóbbiaknak (vagyis az ionoknak) a mágneses és a redoxi sajátságáról, valamint a színéről is nyilatkozzon! 2)Írjon egy-egy példát oxidos/összetett oxidos/szulfidos/szilikátos/karbonátos ásványra (képlettel és névvel)! 3)Miért a mangán-csoport a legheterogénebb csoport az átmeneti fémek körében? Mi az oka annak, hogy a mangán fizikai sajátságai annyira eltérnek a többi átmeneti fémétől? 4)Hogyan reagálnak a mangán-csoport elemei fluorral (reakcióegyenlet)? 5)Hogyan oxidálja a kálium-permanganát a nátrium-arzenitet extrém lúgos, a kálium-cianidot lúgos, illetve a hidrogén-peroxidot savas közegben (reakcióegyenletek)? 6)Milyen reakcióval (egyenlettel együtt) lehet előállítani laboratóriumi körülmények között permanganát-iont, valamint mangán(IV)-oxid felhasználásával oxigén- és klórgázt? 7)Értelmezze az alábbi vegyületek összetételét a szerkezetükön keresztül (nevezze is el azokat szisztematikusan): Re 3 Cl 12 3-, Mn 2 F 5, Re 3 Br 9, Mn 3 O 4, MnO 3 H 2, MnS 2, ReS 2, Mn 2 C 10 O 10,, !


Letölteni ppt "Gyakoriság A mangán az átmenetifémek közül a harmadik leggyakoribb elem a szilárd földkéregben (Fe, Ti, Mn) - főleg a tengerfenéken dúsul fel -; a rénium."

Hasonló előadás


Google Hirdetések