Марганец меняет цвет вместе со степенью окисления — по цвету и запоминаем продукт восстановления.
Перманганат калия KMnO₄ — тёмно-фиолетовые кристаллы, в растворе цвета фуксии. Сильнейший окислитель за счёт Mn+7 — легко окисляет большинство восстановителей. Продукт восстановления полностью определяется средой раствора.
| Среда | Полуреакция | Продукт |
|---|---|---|
| кислая (H+) | MnO₄- + 8H+ + 5e- → Mn2+ + 4H₂O | соль Mn(II), бесцветн. |
| нейтральная (H₂O) | MnO₄- + 2H₂O + 3e- → MnO₂↓ + 4OH- | MnO₂, бурый осадок |
| щелочная (OH-) | MnO₄- + e- → MnO₄2- | манганат, зелёный р-р |
Число принятых электронов: в кислой — 5 (до +2), в нейтральной — 3 (до +4), в щелочной — 1 (до +6). Чем кислее среда — тем глубже восстановление марганца.
Продукт окисления восстановителя не зависит от среды (кроме отдельных случаев), а вот сможет ли реакция вообще пойти — уже зависит.
| Восстановитель | Продукт окисления |
|---|---|
| HCl(конц.) | Cl₂↑ |
| HBr, бромиды | Br₂ (раствор оранжевеет) |
| HI, иодиды | I₂ (раствор буреет) |
| H₂O₂, пероксиды | O₂↑ |
| H₂S, сульфиды, гидросульфиды | S↓ жёлтый |
| NH₃, нитриды | N₂↑ (соли аммония НЕ окисляются!) |
| PH₃, фосфиды | H₃PO₄ / фосфаты |
| SiH₄, силициды | H₂SiO₃↓ / силикаты |
| SO₂, сульфиты, гидросульфиты | H₂SO₄ / сульфаты |
| соединения Fe(II) | соединения Fe(III) |
| NO₂, HNO₂, нитриты | HNO₃ / нитраты |
NH₃ окисляется только в нейтральной/щелочной среде — в кислой он превращается в соль аммония NH₄+, которая перманганатом не окисляется. Нерастворимые соединения металлов (FeS, FeO) окисляются только в кислой среде — нужны свободные ионы восстановителя в растворе.
2KMnO₄ + 10FeSO₄ + 8H₂SO₄ → 2MnSO₄ + 5Fe₂(SO₄)₃ + K₂SO₄ + 8H₂O
Фиолетовая окраска исчезает — образуется бесцветный Mn2+, а раствор становится жёлто-оранжевым от Fe3+. Обесцвечивание перманганата — качественный признак завершения реакции.
Продукт окисления Fe2+ записывают с тем же анионом, которым подкисляли раствор — если это H₂SO₄, получается Fe₂(SO₄)₃, а не FeCl₃ или Fe(NO₃)₃. Это частая ошибка в задании 30: анион продукта должен совпадать с анионом кислоты среды.
Продукт восстановления — бурый осадок MnO₂, а вместо кислоты выделяется щёлочь.
И окислитель, и восстановитель — соединения марганца, оба сходятся в Mn+4: обесцвечивание раствора + выпадение бурого осадка. Образующаяся кислота на продукты не влияет.
Зелёный манганат-ион MnO₄2- смешивается с оранжевым (Br₂) или коричневым (I₂) цветом выделяющегося галогена — итоговый оттенок предсказать словами нельзя, только по формулам продуктов.
Сильные окислительные свойства проявляют не только перманганаты, но и MnO₂ (+4) и манганаты (+6) — с той же зависимостью продукта от среды.
| Окислитель | Кислая среда | Нейтральная | Щелочная |
|---|---|---|---|
| KMnO₄ (+7) | соль Mn(II) | MnO₂ | манганат |
| K₂MnO₄ (+6) | соль Mn(II) | MnO₂ | — |
| MnO₂ (+4) | соль Mn(II) | — | — |
В реакциях разложения H₂O₂ или KClO₃ диоксид марганца работает катализатором, не меняя степени окисления — не путай эту роль с ролью окислителя в реакциях выше.
Перманганат всегда восстанавливается до Mn2+.
Только в кислой среде. В нейтральной — до MnO₂↓ (бурый осадок), в щелочной — до MnO₄2- (зелёный раствор). Сначала найди среду, потом пиши продукт.
Для подкисления можно взять любую кислоту, например HCl.
Берут серную. Соляная сама окисляется перманганатом до Cl₂ — появится лишний продукт и другая реакция. Азотная тоже не годится: она сама окислитель.
В щелочной среде марганец восстанавливается сильнее всего — среда ведь «активная».
Наоборот: в щелочной среде марганец падает меньше всего, лишь с +7 до +6. Глубже всего — в кислой, до +2. Чем кислее, тем глубже восстановление.
MnO₂ — только продукт, сам он ни с чем не реагирует.
MnO₂ — окислитель: с концентрированной HCl даёт хлор (MnO₂ + 4HCl → MnCl₂ + Cl₂↑ + 2H₂O) — это лабораторный способ получения хлора. А ещё он работает катализатором разложения H₂O₂.
Кислая. Обесцвечивание без осадка означает переход в Mn2+ — его растворы почти бесцветны (слабо-розовые). Если бы среда была нейтральной, выпал бы бурый MnO₂; в щелочной раствор стал бы зелёным от манганата.
Ответь мысленно, потом раскрой карточку.
До +4 (MnO₂, бурый осадок). Полуреакция: MnO4- + 2H2O + 3e- → MnO2 + 4OH-.
5 электронов (Mn+7 → Mn+2). Это максимальное восстановление — только в кислой среде.
Зелёный (Mn+6). Образуется при восстановлении перманганата в щелочной среде.
Хлор Cl₂: MnO2 + 4HCl → MnCl2 + Cl2↑ + 2H2O. MnO2 — окислитель.
Нет. Соли аммония (в отличие от свободного NH3) перманганатом не окисляются — азот в них «заблокирован» протонированием.
Бурый осадок Fe(OH)₃ (не раствор соли!) и зелёный манганат: KMnO4 + Fe(NO3)2 + 3KOH → K2MnO4 + Fe(OH)3↓ + 2KNO3.
Сероводородная кислота очень слабая — не создаёт достаточно кислую среду для глубокого восстановления марганца, поэтому продукт — MnO2, как в нейтральной среде.
До H₃PO₄ (ортофосфорной кислоты) — в кислой среде продукт окисления сложных восстановителей всегда кислота, а не соль.
Нет — окислительные свойства в щелочной среде проявляет только KMnO4 (+7); MnO2 (+4) в щёлочи окислителем не работает.
Сопропорционирование: оба сходятся в Mn+4: 2KMnO4 + 3MnSO4 + 2H2O → 5MnO2↓ + K2SO4 + 2H2SO4.
Орбита оценит уровень по каждой из 34 тем ЕГЭ и сама подберёт, что решать дальше. Первая диагностика — 12 задач, регистрация по логину, почту не спрашиваем.
Начать бесплатно