khimie.ru

Известно, что хамелеон от раздражения или изменения внешней среды меняет цвет своей кожи.

В химии минеральный «хамелеон» — это металл марганец, соединения которого в зависимости от условий реакции быстро меняют окраску. Так, соли марганца (II), например MnCl₂∙4H₂O, Mn(NO₃)₂∙6H₂O, MnSO₄∙7H₂O, светло-розового цвета. Если же к их растворов добавить щелочи, выпадает белый осадок гидроксид марганца (II):

Mn²⁺ + 2OH^— → Mn(OH)₂↓,

который на воздухе быстро буреет:

2Mn(OH)₂ + O₂ + 2H₂O → Mn(OH)₄.

Опыт. В химический стакан наливают разбавленного раствора какой-либо соли марганца (II), подкисляют его концентрированной HNO₃, всыпают небольшое количество коричневого PbO₂ и нагревают. При этом почти бесцветный раствор становится фиолетовым:

2Mn²⁺ + 5PbO₂ + 4H⁺ → 2Mn + 5Pb²⁺ + 2H₂O.

Опыт. В три стакана наливают фиалкового раствора KMnO₄. В первый добавляют разбавленной H₂SO₄, а в третьей — концентрированного раствора КОН. Затем в каждый стакан добавляют раствора K₂S₂O₃ или NaNO₂. При этом фиалковая окраска аниона Mn везде исчезает, зато в первом стакане раствор обесцвечивается:

2Mn + 5S + 6H⁺ → 2Mn²⁺ + 5S + 3H₂O,

во втором — выпадает бурый осадок:

2Mn + 3S + 5H₂O → 2Mn(OH)₄↓ + 3S + 2OH^—,

в третьем — раствор моментально зеленеет:

2Mn + N + OH^— → 2Mn + N + H₂O.

Опыт. Если всыпать твердый остаток после прокаливания KMnO₄ в воду, то сначала образуется раствор зеленого цвета, который быстро переходит в сине-фиолетовый, затем в фиалковый и, наконец, в малиновый. Одновременно выпадает бурый осадок:

3Mn + 4H₂O → 2Mn + 2Mn(OH)₄↓ + 4OH^—;

3Mn + 8H₂O → Mn + 2Mn(OH)₄↓ + 8OH^—.

Если же всыпать остаток после прокаливания KMnO₄ в концентрированный щелок, то зеленый цвет остается неизменным, потому манганаты (VI) устойчивы только в сильно щелочной среде. После подкисления раствора анионы Mn і Mn моментально самоокислюються-самовосстанавливаються:

6H⁺ + 3Mn = (2H₂MnO₄ + H₂MnO₄) = 2H⁺ + 2Mn + 2Mn(OH)₄↓.

9H⁺ + 3Mn = (H₃MnO₄ + 2H₃MnO₄) = H⁺ + Mn + 2Mn(OH)₄↓.

Опыт. К щелочного раствора K₂MnO₄ и K₃MnO₄ в цилиндре осторожно вливают по его стенке концентрированной H₂SO₄. При этом раствор меняет зеленую окраску на малиново-фиалковый, начиная снизу и не сразу, а постепенно, набирая различные оттенки.