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In Laboratorio – Stati di ossidazione del manganese

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In Laboratorio – Stati di ossidazione del manganese

Il manganese è un elemento facente parte del blocco della tavola periodica. Può avere numero di ossidazione variabile da +1 a +7 anche se gli stati più comuni sono dal +2 al +7. Partendo dal suo composto più diffuso in assoluto MnO2 (s) (stato di ossidazione +4), in maniera sperimentale, si è visto come riconoscere lo stato di ossidazione in cui si presenta.

Stato di ossidazione +6si prepara in provetta una miscela di MnO2,di KNO3 ed KOH (questi ultimi due composti prelevati in quantità minima con una spatola) e si porta sulla fiamma di un becco bunsen fino a fusione, punto in cui avviene la reazione:

 

MnO2 + KNO3 + 2 KOH = K2MnO4 + KNO2 + H2O

 

in cui lo stato di ossidazione del manganese passa da Mn(IV) a Mn(VI) (si ossida).

Una volta filtrata, la soluzione appare di colore verde per la presenza dello ione manganato MnO42-

 

Stato di ossidazione +7filtrata la soluzione precedente in un apposita provetta, si aggiunge CO2 solida per provocare la reazione di dismutazione (particolare tipo di reazione di ossidoriduzione nella quale una sola sostanza in parte si ossida ed in parte si riduce):

 

3MnO42- + 2CO2(s) = 2MnO4- + 2CO32- + MnO2(s)

 

Parte del manganese quindi si è ossidato passando da Mn(VI) a Mn(VII) e parte si è ridotto passando da Mn(VI) a Mn(IV).

Il filtrato è di colore violetto caratteristico della specie MnO4(ione permanganico, stato di ossidazione +7).

 

Stato di ossidazione +2acidifichiamo la soluzione contenente MnO4- (un forte agente ossidante) con acido solforico diluito e poche gocce di acqua ossigenata producendo solfato manganoso ed acqua. La soluzione assume una colorazione rosa, infatti la specie Mn2+ ,formatasi dalla riduzione degli ioni permanganici,contenuta in MnSO4 è di colore rosa pallido. La reazione è :

 

2MnO4+ 6H+ 5 H2O2 → 2Mn2++ 5O+ 8H2O

 

Stato di ossidazione +3: Si scioglie MnSO(solfato manganoso) in 20 mL di acqua distillata. Acidifichiamo la soluzione utilizzando acido solforico (4 ml ca) concentrato e 1-2 mL di permangato di potassio (KMnO4) goccia a goccia, avviene quindi la reazione:

 

4Mn2+ + MnO4+ 8H= 5Mn3+ + 4H2O

La colorazione rossa ci avverte proprio della presenza delle ione Mn3+.

 

Stato di ossidazione +5in una provetta si sciolgono 2-3 ml di KOH (idrossido di potassio) e circa 0,5 ml di H20 e, agitando con una bacchetta di vetro, la soluzione diventa in poco tempo satura di KOH. Aggiungendo pochi cristalli di KMnOviene innescata la reazione :

 

2MnO4- +4OH→ 2MnO43- + O+2H2O

 

che manifesta in un primo momento una colorazione celeste, indicativa della presenza di MnO43- (ione ipomanganato, il primo a formarsi e instabile). La soluzione successivamente sfuma al turchese e poi al verde con la formazione di MnO42- precedentemente incontrato.

 

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