1. Оксогидроксид марганца (
III
)
MnO
(
OH
)
Исходное вещество MnO(OH) относительно устойчиво, и даже встречается в природе в виде минерала манганата. Это вещество бурого цвета. Образование этого соединения можно представить реакцией:
2MnSO4
+ H2
O2
+ 4NH3
+ 2H2
O- 2MnO(OH) +2 (NH4
)2
SO4
В начале возможно образование соединения Mn(OH)3
, которое в результате оксоляции теряет воду.
Mn(OH)3
-MnO(OH) + H2
O
MnO(OH) обладает индивидуальными рентгеновскими характеристиками. Он темно-коричного цвета. Кристаллическая решетка у гаммы MnO(OH) ромбическая. Встречается в природе в виде минерала манганита. Используется для получения гамма Mn2O3.
2. Триоксалатоманганат (
III
) калия
K
3
[
Mn
(
C
2
O
4
)3
]*3
H
2
O
Как правило, синтез комплексов MnIII
сводится к окислению соединений MnII
перманганатом калия в присутствии соответствующего лиганда. Так, при синтезе триоксалатоманганата (III) калия сначала восстанавливают перманганат калия щавелевой кислотой до MnII
а затем после подщелачивания раствора карбонатом калия окисляют MnII
до MnIII
постепенным добавлением твердого KMnО4
, суммарно:
KMnO4
+ 5H2
C2
O4
+ 10H2
O + K2
CO3
-K3
[Mn(C2
O4
)3
]*3H2
O+ 5CO2
+12H2
O
Кристаллы комплекса K3
[Mn(C2
O4
)3
]*3H2
O темного красно-фиолетового цвета в темноте при 200
С устойчивы продолжительное время. В очень разбавленных растворах красно-фиолетовый цвет комплекса переходит в желтовато-коричневый вследствие практически мгновенной замены одного оксалатного лиганда на две молекулы воды, что является свидетельством лабильности (кинетической неустойчивости) комплекса:
[Mn(C2
O4
)3
]3-
+ 2H2
O [Mn(C2
O4
)2
(H2
O)2
]-
+ C2
O4
2-
Очень чистые препараты K3
[Mn(C2
O4
)3
]*3H2
O устойчивы в темноте при 200
С в течение продолжительного времени. При -60
С могут храниться неограниченно долго. Растворимость в воде хорошая. Концентрированные растворы окрашены в глубокий красно-фиолетовый цвет.
3. Диоксалатодиакваманганат (III) калия
K3
Mn(C2
O4
) в воде и на свету дает K [Mn(C2
O4
)2
(H2
O)2
]. Оно желто-коричного цвета. Изменение окраски объсняется протекающей мгновенно равновесной реакцией:
[Mn(C2
O4
)3
]3-
+ 2H2
O [Mn(C2
O4
)2
(H2
O)2
]-
+ C2
O4
2-
Экспериментальная часть
Синтез MnO(OH).
В большом химическом стакане растворила 4
*4H2
O в 90 мл воде. Потом прибавила 68 мл 3 % – ного раствора H2
O2
, а затем при температуре раствора 200
C и при очень сильном перемишивании добавила 120 мл разбавленный раствор аммиака.
Выделяющую кислород темную коричнево-черную суспензию нагрела 4 мин. тотчас же после приливания раствора аммиака. После этого отфильтровала раствор. Получила MnO(OH). При осторожном обезвоживании - MnO(OH) в вакууме при 2500
С можно получить -Mn2
O3.
2MnSO4
*4H2
O+H2
O2
+4NH3
-2MnO(OH)+2 (NH4
)2
SO4
+6H2
O
оксогидроксидтриоксалатоманганатдиоксалатодиакваманганат
Синтез K3 [Mn(C2O4) 3]*3H2O.
Я использовала MnO(OH), H2C2O4, K2C2O4 для получения триоксолатоманганат (III) калия. Я взяла 0.75 г. H2C2O4 и 0.75 г. K2C2O4 и каждый растворила в 6 мл воды. Дальше смешала растворы этих двух соединений и добавила к ним 0.5 г. MnO(OH). Образовалась смесь красно-фиолетового цвета. Отфильтровала через воронку Бюхнера и увидела получившиеся кристаллы K3 [Mn(C2O4) 3]*3H2O.
Получение K [Mn(C2
O4
)2
(H2
O)2
]
Для получения этого комплекса мы повторим путь синтеза MnO(OH), и K3
[Mn(C2
O4
)3
]*3H2
O. Только в случае, когда образовался последний комплекс, при отфильтрованиа осадка K3
[Mn(C2
O4
)3
]*3H2
O мы специально добавили дистиллированной воды, с тем чтобы быстро произошло реакция:
K3
[Mn(C2
O4
)3
]*3H2
O-K [Mn(C2
O4
)2
(H2
O)2
] + K2
C2
O4
+ H2
O(раствор)
K3
[Mn(C2
O4
)3
]*3H2
O-красно-фиолетовый
K [Mn(C2
O4
)2
(H2
O)2
]- желто-коричневый
Две молекулы воды при этом входят во внутреннюю координационную сферу и молекулы воды уводят K2
C2
O4
из реакционной зоны т. е. Последняя часть синтеза произошла в воронке со стеклянным пористым дном. В результате получился желто-коричневый осадок (цвет характерен для K [Mn(C2
O4
)2
(H2
O)2
]). Осадок окончательно отфильтровали на этой воронке, высушили на фильтровальной бумаге на воздухе. Ясно, что во всех операциях мы не проводим затемнения стаканов, сосудов, воронки.
В доступный литературе мы не нашли сведений об устойчивости манганатов (III). Но можно предложить, что комплекс, содержащий воду во внутренней координационной среде, будет устойчивее, поскольку в стехиометрическом ряду лигандов H2
O стоит правее чем C2
O4
2-
Cl-
<F-
<C2
O4
2-
<H2
O<NH3
<CN-
Список литературы
1. Брауэр. Руководство по неорганическому синтезу. М.: Мир. 1985. Т. 5. с. 1684, 1694–1695.
2. Ю.Д. Третьяков, Л.И. Мартыненко, А.Н. Григорьев, А.Ю. Цивадзе. Неорганическая Химия. Химия элементов. Том 1. с. 4/0.
3. М.Е. Тамм, Ю.Д. Третьяков. Неорганическая химия в трех томах. Том 1. Физико-химические основы неорганической химии. 2004. с. 189–195.