Výukový materiál zpracován v rámci projektu EU peníze školám Registrační číslo projektu: III/2VY_32_inovace_102

Výstižný popis způsobu využití, případně metodické pokyny: Jméno autora: Ing. Klára Šírová Třída/ročník: II. Datum vytvoření: 3.10.2012 Vzdělávací oblast: Člověk a příroda Tematická oblast: Chemie kolem nás Předmět: Chemie Výstižný popis způsobu využití, případně metodické pokyny: Mangan a jeho sloučeniny Klíčová slova: Mangan, sloučeniny manganu Druh učebního materiálu: prezentace

Mangan Jedná se o velmi křehký, šedý, tvrdý kov. Na vlhkém vzduchu dochází k jeho oxidaci, rozpouští se v kyselinách i zásadách za vzniku manganatých solí. V přírodě se vyskytuje ve formě sloučenin, mezi rudy manganu patří pyrolusit (burel) MnO2. Pyrolusit [1] Kovový mangan [1] Mangan se využívá k výrobě manganové oceli (nárazuvzdorná). Převážně se vyrábí jako feromangan (slitina 20 % Fe a 80 % Mn), která se dále používá jako přísada do speciálních ocelí. Používá se také při výrobě slitin neželezných kovů (např. dural).

Sloučeniny manganu Ve sloučeninách se může mangan vyskytovat v řadě oxidačních stavů (od VII až do –III), nejstabilnější je MnII, méně stálý je oxidační stav VII, sloučeniny MnVII vykazují silné oxidační účinky. Sloučeniny manganu jsou většinou barevné. MnO2 - oxid manganičitý (burel), tmavý prášek nerozpustný ve vodě. Může mít oxidační i redukční vlastnosti. Používá se při výrobě baterií, manganistanu draselného, jako pigment. KMnO4 – manganistan draselný (zastarale hypermangan), tmavé krystalky rozpustné ve vodě na fialový roztok. Je silným oxidačním činidlem, používá se v analytické chemii, v lékařství jako dezinfekce. MnCl2 – narůžovělá krystalická látka dobře rozpustná ve vodě, tvoří hydráty. Mn2O7 – při norm. teplotě kapalná nazelenalá látka, velmi nestálý, při kontaktu s organickými látkami způsobí jejich vzplanutí – „chemikova zápalka“ Oxid manganičitý [1] Chlorid manganatý [1] Manganistan draselný [1]

Tepelným rozkladem manganistanu draselného je možné připravit kyslík. Oxid manganičitý (burel) reaguje s kyselinou chlorovodíkovou za vzniku chloridu manganatého a plynného chloru. MnO2 + 4 HCl → MnCl2 + Cl2 + H2O Oxid manganičitý (burel) katalyzuje rozklad peroxidu vodíku. (Katalyzátor je látka ovlivňující průběh chemické reakce, ale sama z ní vystupuje nezměněná.) 2 H2O2 + MnO2 → MnO2 + O2 + 2 H2O Vznikající O2 s vodní parou [2] Tepelným rozkladem manganistanu draselného je možné připravit kyslík. 2 KMnO4 → K2MnO4 + MnO2 + O2 Rozpouštění KMnO4 [3]

V neutrálním prostředí vzniká oxid manganičitý: KMnO4 je silným oxidačním činidlem, jeho oxidační schopnosti jsou závislé na pH. Nejvyšší je v kyselém prostředí, kdy vzniká manganatá sůl: MnO4- + 8 H+ + 5e- → Mn2+ + 4 H2O V neutrálním prostředí vzniká oxid manganičitý: MnO4- + 2 H2O + 3e- → MnO2 + 4 OH- V zásaditém prostředí vzniká nestálý anion mangananový: 4 MnO4- + 4 OH- → 4 MnO42- + 2 H2O Barvy sloučenin manganu dle ox. Stavů [4] Metoda odměrné analýzy, při které se používá odměrný roztok manganistanu draselného se nazývá manganometrie. Tato metoda je založena na oxidačních vlastnostech KMnO4. Pomocí této metody je možno stanovit koncentraci např. Fe2+, NO2-, H2O2, I- aj. Pro stanovení přesné koncentrace odměrného roztoku KmNO4 se používá jako základní látka kyselina šťavelová: 5 (COOH)2 + 2 KMnO4 + 3 H2SO4 → 2 MnSO4 + K2SO4 + 10 CO2 + 8 H2O

14 KMnO4 + 4 C3H5(OH)3 → 7 K2CO3 + 7 Mn2O3 + 5 CO2 + 16 H2O Manganistan draselný prudce reaguje s mnoha látkami jako např. sírou, práškovými kovy apod. S glycerolem vytváří samozápalnou směs, reakce probíhá podle rovnice: 14 KMnO4 + 4 C3H5(OH)3 → 7 K2CO3 + 7 Mn2O3 + 5 CO2 + 16 H2O Oxid manganistý [1] Reakce KMnO4 s glycerolem [5] Oxid manganistý je tmavě zelená, velmi reaktivní kapalina. Za vyšší teploty se explozivně rozkládá, při kontaktu s organickými látkami dojde k jejich vzplanutí. Oxid manganistý je možno připravit reakcí manganistanu draselného s kyselinou sírovou: 2 KMnO4 + 2 H2SO4 → Mn2O7 + H2O + 2 KHSO4

Procvičování Jakou barvu má roztok manganistanu draselného? Fialovou barvu Rozhodněte, na kterém obrázku je oxid manganičitý a chlorid manganatý. Oxid manganičitý MnO2 [1] Chlorid manganatý MnCl2 [1] Jak se nazývá metoda odměrné analýzy při které se používá odměrný roztok KMnO4? Manganometrie Jak reaguje manganistan draselný v kyselém prostředí? Doplňte reakci. MnO4- + 8 H+ + 5e- → Mn2+ + 4 H2O Která sloučenina manganu je nazývána burel? Oxid manganičitý (MnO2)

Použitá literatura a obrázky [online]. [cit. 2012-06-09]. Dostupné z: commons.wikimedia.org online]. [cit. 2012-06-09]. Dostupné z: https://secure.chem.byu.edu/lectureprep/node/479 [online]. [cit. 2012-27-09]. Dostupné z: http://www.fotolog.com/simpleplan182/44450600/ [online]. [cit. 2012-27-09]. Dostupné z: http://images.flatworldknowledge.com/averillfwk/averillfwk-fig23_005.jpg [online]. [cit. 2012-27-09]. Dostupné z: http://www.chemicalconnection.org.uk/chemistry/topics/view.php?topic=3&headingno=10 KOVALČÍKOVÁ T. Obecná a anorganická chemie. Ostrava: Pavel Klouda, 2004