Ïîäãðóïïà ìàðãàíöà. Ìàðãàíåö è åãî ñîåäèíåíèÿ. Áèîëîãè÷åñêàÿ ðîëü ìàðãàíöà

ß ÈÄÓ ÍÀ ÓÐÎÊ

 

Ïîäãðóïïà ìàðãàíöà.
Ìàðãàíåö è åãî ñîåäèíåíèÿ.
Áèîëîãè÷åñêàÿ ðîëü ìàðãàíöà

Èíòåãðèðîâàííûé óðîê – óñòíûé æóðíàë õèìèè è áèîëîãèè

11-é êëàññ ñ óãëóáëåííûì èçó÷åíèåì õèìèè è áèîëîãèè

Öåëè. Ðàññìîòðåòü îñîáåííîñòè ñòðîåíèÿ àòîìîâ ýëåìåíòîâ ïîäãðóïïû ìàðãàíöà, ñâåäåíèÿ îá èõ îòêðûòèè, ñâîéñòâà ìàðãàíöà è åãî ñîåäèíåíèé, èõ áèîëîãè÷åñêóþ ðîëü. Îòðàáîòàòü óìåíèÿ ñîñòàâëÿòü óðàâíåíèÿ îêèñëèòåëüíî-âîññòàíîâèòåëüíûõ ðåàêöèé ìåòîäîì ýëåêòðîííîãî áàëàíñà è ïîëóðåàêöèé. Âûÿñíèòü âëèÿíèå ñðåäû íà îêèñëèòåëüíûå ñâîéñòâà ïåðìàíãàíàò-èîíà Âîñïèòûâàòü íàâûêè ñàìîîöåíêè çíàíèé, ñîâìåñòíîé ðàáîòû â ãðóïïàõ, óìåíèÿ ëîãè÷åñêè ìûñëèòü, íàáëþäàòåëüíîñòü.

Ìåòîäû. Áåñåäà; ðàáîòà ñ òåñòàìè, êàðòî÷êàìè, ñõåìàìè, òåòðàäüþ; ðåøåíèå çàäà÷; âûïîëíåíèå ýêñïåðèìåíòàëüíûõ îïûòîâ; âèêòîðèíà; ðàáîòà â ãðóïïàõ.

Îáîðóäîâàíèå è ðåàêòèâû. Ïåðèîäè÷åñêàÿ ñèñòåìà õèìè÷åñêèõ ýëåìåíòîâ Ä.È.Ìåíäåëååâà, êàðòî÷êè-èíñòðóêöèè, òåñòû, êàðòî÷êè ñ çàäà÷àìè, ñõåìû, øòàòèâ ñ ïðîáèðêàìè; ðàñòâîðû ïåðìàíãàíàòà êàëèÿ, ñóëüôèòà íàòðèÿ, ñåðíîé êèñëîòû, åäêîãî íàòðà, ïåðîêñèäà âîäîðîäà.

Ïëàêàò íà äîñêå: «Ðàäîñòü âèäåòü è ïîíèìàòü åñòü ñàìûé âåëèêèé äàð ïðèðîäû» (À.Ýéíøòåéí).

Ó äîñêè – âûñòàâêà êíèã «Ëèòåðàòóðíûå íîâèíêè».

Ï ë à í  ó ð î ê à

1. Àêòóàëèçàöèÿ çíàíèé ïî òåìå «Õðîì è åãî ñîåäèíåíèÿ».

2. Èñòîðèÿ îòêðûòèÿ õèìè÷åñêèõ ýëåìåíòîâ ïîäãðóïïû ìàðãàíöà, èõ ñâîéñòâà, íàõîæäåíèå â ïðèðîäå, ïðèìåíåíèå.

3. Ñâîéñòâà ìàðãàíöà.

4. Ñîåäèíåíèÿ ìàðãàíöà.

5. Ýêñïåðèìåíòàëüíûå îïûòû ïî âûÿñíåíèþ âëèÿíèÿ ñðåäû íà îêèñëèòåëüíûå ñâîéñòâà ïåðìàíãàíàò-èîíà

6. Ôèçêóëüòìèíóòêà.

7. Çíà÷åíèå è ïðèìåíåíèå ìàðãàíöà è åãî ñîåäèíåíèé.

8. Çàêðåïëåíèå è îáîáùåíèå èçó÷åííîãî ìàòåðèàëà. Äîìàøíåå çàäàíèå. Âèêòîðèíà.

ÕÎÄ ÓÐÎÊÀ

Ó÷èòåëü õèìèè ïðèâåòñòâóåò ó÷àùèõñÿ è ãîñòåé, îáúÿâëÿåò ïëàí óðîêà – óñòíîãî æóðíàëà. Êàæäàÿ ñòðàíèöà æóðíàëà ÿâëÿåòñÿ ñîîòâåòñòâóþùèì ýòàïîì óðîêà. Íåîáû÷íîñòü ýòîãî çàíÿòèÿ â òîì, ÷òî åãî âåäóò äâà ó÷èòåëÿ – õèìèè è áèîëîãèè. Äâóì ó÷àùèìñÿ äàþòñÿ èíäèâèäóàëüíûå êàðòî÷êè ñ óñëîâèåì çàäà÷è, êîòîðóþ îíè äîëæíû ðåøèòü íà äîñêå.

I ÑÒÐÀÍÈÖÀ. Àêòóàëèçàöèÿ çíàíèé
ïî òåìå «Õðîì è åãî ñîåäèíåíèÿ»

Ó÷àùèåñÿ ðàáîòàþò ñ òåñòàìè ïî äâóì âàðèàíòàì íà ìåñòàõ, èì äàåòñÿ âðåìÿ íà îáäóìûâàíèå, à çàòåì ó÷èòåëü õèìèè ïðîâîäèò óñòíûé îïðîñ-ïåðåêëè÷êó.

Òåñò ïî òåìå «Õðîì è åãî ñîåäèíåíèÿ»

 à ð è à í ò  I

1. Íàïèñàòü óðàâíåíèÿ ðåàêöèé, ñ ïîìîùüþ êîòîðûõ ìîæíî îñóùåñòâèòü ïðåâðàùåíèÿ:

2. Âñå d-ýëåìåíòû ÿâëÿþòñÿ:

1) òèïè÷íûìè íåìåòàëëàìè;

2) ìåòàëëàìè ñ õàðàêòåðíûì ìåòàëëè÷åñêèì áëåñêîì;

3) ýôôåêòèâíûìè ïîëóïðîâîäíèêàìè;

4) èäåàëüíûìè èçîëÿòîðàìè.

3. Ýëåìåíòû, èìåþùèå íà 4s-îðáèòàëè ïî îäíîìó ýëåêòðîíó, – ýòî:

1) ñêàíäèé è öèíê;

2) õðîì è ìåäü;

3) òèòàí è æåëåçî;

4) âàíàäèé è ìàðãàíåö.

4. Îêñèä õðîìà(VI) – ýòî:

1) àíãèäðèä õðîìîâîé è äâóõðîìîâîé êèñëîò, ïðåäñòàâëÿþùèé ñîáîé êðàñíûå êðèñòàëëû, ðàñòâîðèìûå â âîäå;

2) òèïè÷íûé àìôîòåðíûé îêñèä;

3) ëåãêîëåòó÷àÿ æèäêîñòü ïðè êîìíàòíîé òåìïåðàòóðå;

4) èäåàëüíûé ðàñòâîðèòåëü îðãàíè÷åñêèõ ñîåäèíåíèé.

5. Ðàññòàâèòü êîýôôèöèåíòû, óêàçàòü îêèñëèòåëü è âîññòàíîâèòåëü:

K2CrO4 + H2O + H2S Cr(OH)3 + S + KOH.

 à ð è à í ò  II

1. Íàïèñàòü óðàâíåíèÿ ðåàêöèé, ñ ïîìîùüþ êîòîðûõ ìîæíî îñóùåñòâèòü ïðåâðàùåíèÿ:

2. Âñå d-ýëåìåíòû ïåðâîãî ïåðåõîäíîãî ðÿäà:

1) îáëàäàþò íèçêèìè òåìïåðàòóðàìè ïëàâëåíèÿ;

2) èìåþò ïîëîæèòåëüíîå çíà÷åíèå ñòàíäàðòíûõ îêèñëèòåëüíî-âîññòàíîâèòåëüíûõ ïîòåíöèàëîâ â ñèñòåìàõ Mn+/M;

3) õîðîøèå ïðîâîäíèêè ýëåêòðè÷åñêîãî òîêà;

4) ëåã÷å âîäû.

3. Õðîì òàê æå, êàê àëþìèíèé è æåëåçî:

1) ñïîñîáåí îáðàçîâûâàòü ñîåäèíåíèÿ ñî ñòåïåíüþ îêèñëåíèÿ +6;

2) ïàññèâèðóåòñÿ õîëîäíûìè êîíöåíòðèðîâàííûìè Í2SÎ4 è ÍNÎ3;

3) îáðàçóåò îêñèä ñî ñòåïåíüþ îêèñëåíèÿ +3 çåëåíîãî öâåòà;

4) îáðàçóåò òèïè÷íûé êèñëîòíûé îêñèä.

4. Õðîìàòó áàðèÿ îòâå÷àåò ôîðìóëà:

1) BaCr2O7; 2) Ba[Cr(OH)4]2;

3) BaCrO4; 4) Ba[CrO2]2.

5. Ðàññòàâèòü êîýôôèöèåíòû, óêàçàòü îêèñëèòåëü è âîññòàíîâèòåëü:

Ñr(ÎÍ)3 + KÎÍ + KClO K2CrO4 + KCl + H2O.

Ïîñëå îïðîñà âíèìàíèå îáðàùåíî ê ó÷åíèêàì, êîòîðûå ðåøàëè çàäà÷è. 1-é ó÷åíèê ÷èòàåò óñëîâèå çàäà÷è, îáúÿñíÿåò åå ðåøåíèå è ãîâîðèò îòâåò.

Çàäà÷à 1. Ìàññîâàÿ äîëÿ ìåòàëëà â îêñèäå ñîñòàâëÿåò 63,2%, â ýòîì ñîåäèíåíèè ìåòàëë ÷åòûðåõâàëåíòåí. Îïðåäåëèòü ìåòàëë è ôîðìóëó åãî îêñèäà.

Îòâåò. Ìåòàëë – ìàðãàíåö,
ôîðìóëà åãî îêñèäà – MnO2.

2-é ó÷åíèê ÷èòàåò óñëîâèå çàäà÷è è îáúÿñíÿåò åå ðåøåíèå.

Çàäà÷à 2. Âûñøèé îêñèä ìåòàëëà ÿâëÿåòñÿ àíãèäðèäîì îäíîîñíîâíîé êèñëîòû, íàòðèåâàÿ ñîëü êîòîðîé ñîäåðæèò 22,4% êèñëîðîäà. Îïðåäåëèòü ìåòàëë.

Îòâåò. Ìåòàëë – ðåíèé, ýëåìåíò ðåíèé
áûë ïðåäñêàçàí Ä.È.Ìåíäåëååâûì.

(Îòâåòû íà óñëîâèÿ çàäà÷ – ýòî ïåðåõîä ê òåìå óðîêà.)

II ÑÒÐÀÍÈÖÀ. Èñòîðèÿ îòêðûòèÿ õèìè÷åñêèõ ýëåìåíòîâ
ïîäãðóïïû ìàðãàíöà, èõ ñâîéñòâà, íàõîæäåíèå â ïðèðîäå, ïðèìåíåíèå

Ñ ñîîáùåíèÿìè âûñòóïàþò òðè ó÷åíèêà.

1-é ó÷åíèê. Ìàðãàíåö – ñåðåáðèñòûé, ðîçîâàòî-áåëûé, õðóïêèé ìåòàëë, íà âîçäóõå ïîêðûâàåòñÿ ïëåíêîé îêñèäîâ. Ñîåäèíåíèÿ ìàðãàíöà, à èìåííî åãî äèîêñèä – ïèðîëþçèò (MnO2), áûëè èçâåñòíû è ïðèìåíÿëèñü ñ äðåâíèõ âðåìåí. Èçâåñòíûé åñòåñòâîèñïûòàòåëü è ïèñàòåëü Äðåâíåãî Ðèìà Ïëèíèé Ñòàðøèé óêàçûâàë íà ÷óäåñíóþ ñïîñîáíîñòü ÷åðíîãî ïîðîøêà îñâåòëÿòü ñòåêëî. Ïèðîëþçèò äîáàâëÿëè â ðàñïëàâëåííóþ ìàññó ïðè âàðêå ñòåêëà äëÿ ïîâûøåíèÿ åãî ïðîçðà÷íîñòè è ïîýòîìó èíîãäà íàçûâàëè ñòåêîëüíûì ìûëîì. Ïðèñóòñòâèå â íåì íåèçâåñòíîãî ýëåìåíòà ïåðâûì îáíàðóæèë øâåäñêèé õèìèê Ê.Øååëå â 1774 ã. Òîãäà æå åãî ñîîòå÷åñòâåííèê Þ.Ã.Ãàí âûäåëèë èç ïèðîëþçèòà îáðàçåö ìåòàëëà, ïðîêàëèâ ìèíåðàë â ñìåñè ñ ìàñëîì è óãëåì. Íåçàâèñèìî îò Ãàíà è Øååëå â 1785 ã. ìåòàëëè÷åñêèé ìàðãàíåö ïîëó÷èë íåìåöêèé õèìèê È.Èëüçåìàí. Îí íàãðåâàë ñìåñü ïèðîëþçèòà ñ ïëàâèêîâûì øïàòîì, èçâåñòüþ è óãîëüíûì ïîðîøêîì. Îäíàêî ïîëó÷åííûé ìàðãàíåö íå áûë ÷èñòûì. Ïåðâîíà÷àëüíî ýòîò ìåòàëë íàçûâàëè «ìàãíåçèóì», íî ïîñëå îòêðûòèÿ â 1808 ã. ìàãíèÿ («ìàãíåçèóìà») ñòàëè èìåíîâàòü «ìàíãàíóì», à â ðóññêîì ÿçûêå óòâåðäèëîñü íàçâàíèå «ìàðãàíåö».  1770 ã. íåìíîãî ìåòàëëè÷åñêîãî ìàðãàíöà óäàëîñü ïîëó÷èòü àâñòðèéñêîìó ó÷åíîìó È.Êàéìó. Îí íàãðåâàë ñìåñü, ñîñòîÿùóþ èç îäíîé ÷àñòè ïèðîëþçèòà è äâóõ ÷àñòåé ÷åðíîãî ïëàâèÿ (ñìåñü óãëÿ è K2ÑÎ3). Ýòîò îáðàçåö òîæå áûë çàãðÿçíåí.

Äîáû÷à ìàðãàíöåâûõ ðóä ñîñòàâëÿåò ìèëëèîíû òîíí â ãîä. Íàèáîëåå âàæíûå ìèíåðàëû – ïèðîëþçèò MnO2, ãàóñìàíèò Mn3O4, áðàóíèò Mn2O3, ìàíãàíèò MnOOH.  çåìíîé êîðå – 0,1% ïî ìàññå ìàðãàíöà.

2-é ó÷åíèê. Ðåíèé áûë îòêðûò ïîñëåäíèì èç ñòàáèëüíûõ ýëåìåíòîâ ïåðèîäè÷åñêîé ñèñòåìû, äàæå ïîçæå, ÷åì ðåäêèå ðàäèîàêòèâíûå ýëåìåíòû ðàäèé è ïîëîíèé.  1929 ã. àíãëèéñêàÿ ôèðìà îáðàòèëàñü ê äèðåêòîðó äàëåêîãî ñèáèðñêîãî çàâîäà ñ ïðåäëîæåíèåì çàêëþ÷èòü íåîáû÷íîå òîðãîâîå ñîãëàøåíèå. Ôèðìà ïðîñèëà ïðîäàòü åé ïóñòóþ ïîðîäó – îòáðîñû ïðîèçâîäñòâà ýòîãî çàâîäà öâåòíûõ ìåòàëëîâ, èç êîòîðîé, êàçàëîñü, âñå óæå ïîëíîñòüþ «âûæàëè». Ôèðìó íå ñìóùàëî ðàññòîÿíèå. Ïîâûøåííûé èíòåðåñ ê îòáðîñàì çàñòàâèë íàñòðîæèòüñÿ, áûë ïðîèçâåäåí àíàëèç «ïóñòîé ïîðîäû».  ðåçóëüòàòå õèìèêè îáíàðóæèëè â íåé ðåäêèé ìåòàëë, êîòîðûé áûë îòêðûò è â êîíöå 1927 ã. ïîëó÷åí ó÷åíûìè Èäîé è Âàëüòåðîì Íîääàê èç ìèíåðàëîâ, ïðèâåçåííûõ ñî Ñêàíäèíàâñêîãî ïîëóîñòðîâà. Íåäîñòàþùèå ýëåìåíòû VIIá ãðóïïû – Tc è Re – áûëè ïðåäñêàçàíû Ä.È.Ìåíäåëååâûì ïîä íàçâàíèÿìè «ýêàìàðãàíåö» è «äâèìàðãàíåö». Ñâîèì èìåíåì ìåòàëë ðåíèé îáÿçàí ðåêå Ðåéí. Ðåéíñêàÿ îáëàñòü – ðîäèíà È.Íîääàê.

Ðåíèé ñàìûé ðåäêèé èç ñòàáèëüíûõ ìåòàëëîâ, òèïè÷íûé ðàññåÿííûé ýëåìåíò. Ðåíèÿ â ïðèðîäå ìåíüøå, ÷åì âîëüôðàìà èëè çîëîòà, åãî ìåñòîðîæäåíèÿ íå îáíàðóæåíû. Ãëàâíûìè ïîñòàâùèêàìè ðåíèÿ ÿâëÿþòñÿ ìîëèáäåíîâûå è ìåäíûå ðóäû, ãäå åãî ñîäåðæàíèå îò òûñÿ÷íûõ äî äåñÿòûõ äîëåé ïðîöåíòà. Ðåíèé îäèí èç ñàìûõ òÿæåëûõ ìåòàëëîâ, òóãîïëàâêèé, òåìïåðàòóðà ïëàâëåíèÿ 3180 °Ñ, óñòóïàåò ëèøü âîëüôðàìó. Âàæíîå ñâîéñòâî ýòîãî ìåòàëëà – ýëåêòðîñîïðîòèâëåíèå. Ëþáîïûòíû è õèìè÷åñêèå ñâîéñòâà ðåíèÿ. Îí åäèíñòâåííûé èç ìåòàëëîâ ñïîñîáåí îáðàçîâàòü «ðåíèä-èîíû», â êîòîðûõ ìåòàëë îòðèöàòåëüíî îäíîâàëåíòåí. Ñîëè ðåíèåâîé êèñëîòû HReO4 ïåððåíàòû ïîä äåéñòâèåì öèíêà â ðàçáàâëåííîé ñåðíîé êèñëîòå âîññòàíàâëèâàþòñÿ äî ðåíèñòîâîäîðîäíîé êèñëîòû HRe:

NaReO4 + 4Zn + 5H2SO4 = HRe + 4ZnSO4 + NaHSO4 + 4H2O.

 íàñòîÿùåå âðåìÿ ñïðîñ íà ðåíèé î÷åíü âåëèê. Ïåðâûìè ïîòðåáèòåëÿìè ðåíèÿ ñòàëè ýëåêòðîííàÿ è ýëåêòðîòåõíè÷åñêàÿ îòðàñëè ïðîìûøëåííîñòè. Îñîáåííî ïåðñïåêòèâíû ñïëàâû ðåíèÿ ñ âîëüôðàìîì è ìîëèáäåíîì, äåòàëè èç íèõ ñëóæàò â îòâåòñòâåííûõ óçëàõ àâèàöèîííî-êîñìè÷åñêîé òåõíèêè è â ÿäåðíîé ýíåðãåòèêå. Âûñîêîýôôåêòèâíûå ïëàòèíîðåíèåâûå êàòàëèçàòîðû èñïîëüçóþòñÿ ïðè ïåðåðàáîòêå áåíçèíîâûõ ôðàêöèé äëÿ ïîëó÷åíèÿ âûñîêîîêòàíîâûõ áåíçèíîâ.

3-é ó÷åíèê.  èþëå 1937 ã. èòàëüÿíñêèå ó÷åíûå Ê.Ïåððüå è Ý.Ñåãðå çàÿâèëè, ÷òî ïóòåì «îáñòðåëà» ìîëèáäåíà äåéòðîíàìè íà öèêëîòðîíå îíè ïîëó÷èëè ýëåìåíò ¹ 43. Êîëè÷åñòâà
10–10 ã ýëåìåíòà îêàçàëîñü äîñòàòî÷íî, ÷òîáû óñòàíîâèòü åãî ñâîéñòâà. Òåõíåöèé – ýòî ïåðâûé èñêóññòâåííî ïîëó÷åííûé ýëåìåíò. Êàê äåòèùå òåõíè÷åñêîãî ïðîãðåññà XX â. îí áûë íàçâàí òåõíåöèåì (îò ãðå÷. «òåõíåòîñ» – èñêóññòâåííûé).

Ó òåõíåöèÿ 20 íåñòàáèëüíûõ ðàäèîàêòèâíûõ èçîòîïîâ. Íàèáîëåå ñòàáèëåí 99Tc.  íàñòîÿùåå âðåìÿ òåõíåöèé ïîëó÷àþò èç ïðîäóêòîâ ðàñùåïëåíèÿ óðàíà â ÿäåðíûõ ðåàêòîðàõ. Òåõíåöèé ñîäåðæèòñÿ â çåìíîé êîðå â íè÷òîæíûõ êîëè÷åñòâàõ â óðàíîâûõ ðóäàõ. Èññëåäîâàíèÿ àñòðîôèçèêîâ óêàçûâàþò íà áîëüøóþ ðàñïðîñòðàíåííîñòü òåõíåöèÿ âî Âñåëåííîé, ÷åì íà Çåìëå. Òåõíåöèé – ñåðåáðèñòî-ñåðûé ìåòàëë, ïî ñâîéñòâàì áëèæå ê ðåíèþ, ÷åì ê ìàðãàíöó. Òåõíåöèé ïîêà íàõîäèò îãðàíè÷åííîå ïðèìåíåíèå (â îñíîâíîì êàê èíãèáèòîð êîððîçèè â ôîðìå KTcO4). Îäíàêî èçó÷àåòñÿ åãî èñïîëüçîâàíèå â êà÷åñòâå êàòàëèçàòîðà, à òàêæå ìàòåðèàëà, îáëàäàþùåãî âûñîêîòåìïåðàòóðíîé ñâåðõïðîâîäèìîñòüþ. Èçîòîïû 99Òñ êàê -èçëó÷àòåëü èñïîëüçóþòñÿ â ìåäèöèíå äëÿ äèàãíîñòèêè çàáîëåâàíèé ìîçãà.

Äèîêñèä òåõíåöèÿ ÒñÎ2 – òâåðäîå çåëåíîâàòî-÷åðíîå âåùåñòâî, óñòîé÷èâîå íà âîçäóõå, íî ñïîñîáíîå îêèñëÿòüñÿ äî Tc2O7.

Ãåïòàîêñèä äèòåõíåöèÿ Tc2O7 õîðîøî ðàñòâîðÿåòñÿ â âîäå, îáðàçóÿ òåõíåöèåâóþ êèñëîòó HTcO4. Ñîëè ýòîé êèñëîòû – òåõíåòàòû (ïåðòåõíàòû), íàïðèìåð NH4TcO4, NaTcO4, RbTcO4.

Ó÷èòåëü áèîëîãèè. Ñ íà÷àëà ïðîøëîãî âåêà èçâåñòíî, ÷òî ìàðãàíåö âõîäèò â ñîñòàâ æèâûõ îðãàíèçìîâ. Íà ñåãîäíÿøíèé äåíü óñòàíîâëåíî, ÷òî íåçíà÷èòåëüíûå êîëè÷åñòâà ìàðãàíöà ïðèñóòñòâóþò âî âñåõ ðàñòåíèÿõ è æèâîòíûõ. Íåò åãî òîëüêî â áåëêå êóðèíîãî ÿéöà è î÷åíü ìàëî â ìîëîêå.  îðãàíèçìå ìàðãàíåö ðàñïðåäåëÿåòñÿ íåðàâíîìåðíî.  îñíîâíîì îí ñîäåðæèòñÿ â òðóá÷àòûõ êîñòÿõ, ïå÷åíè, ïî÷êàõ, ïîäæåëóäî÷íîé æåëåçå, ãîëîâíîì ìîçãå.

 êðîâè ÷åëîâåêà è áîëüøèíñòâà æèâîòíûõ ñîäåðæàíèå ìàðãàíöà ñîñòàâëÿåò îêîëî 0,02 ìã/ë. Èñêëþ÷åíèå ñîñòàâëÿþò îâöû, êðîâü êîòîðûõ áîãà÷å ìàðãàíöåì – 0,06 ìã/ë. Åæåäíåâíûé ïðèåì ìàðãàíöà ñ ïèùåé îêîëî 1 ìã. Èç êàêèõ æå èñòî÷íèêîâ ÷åëîâåê ïîëó÷àåò ýòîò íåîáõîäèìûé äëÿ æèçíè ìèêðîýëåìåíò? Îùóòèìûå êîëè÷åñòâà ìàðãàíöà ñîäåðæàòñÿ â òàêèõ ïèùåâûõ ïðîäóêòàõ, êàê ïå÷åíü, ïî÷êè, îðåõè (îñîáåííî ìèíäàëü è ôóíäóê), çëàêîâûå è áîáîâûå, êðóïû èç öåëüíîãî çåðíà, ñëèâû, àíàíàñû, ÷àé, êîôå, êàêàî. Âûïèâàÿ â äåíü 6 èëè áîëåå ÷àøåê ÷àÿ, âû ïîëó÷àåòå äîñòàòî÷íóþ äîçó ìàðãàíöà. Åñëè æå ñâîé äåíü âû íà÷èíàåòå ñ òàðåëî÷êè îâñÿíîé êàøè ñ ÷åðíîñëèâîì è îðåõàìè, òî áóäåòå àêòèâíû è áîäðû âåñü äåíü, è íèêàêèå êîíòðîëüíûå ðàáîòû âàì íå ñòðàøíû.

4-é ó÷åíèê (äàåò õàðàêòåðèñòèêó ïîäãðóïïå ìàðãàíöà, ñðàâíèâàåò ýëåìåíòû ìåæäó ñîáîé, èñïîëüçóÿ ñîîòâåòñòâóþùóþ òàáëèöó).

Òàáëèöà

Ñâîéñòâà ýëåìåíòîâ ïîäãðóïïû ìàðãàíöà (VIIá)

Àòîìíûé íîìåð

Íàçâàíèå
è ñèìâîë

Ýëåêòðîííàÿ êîíôèãóðàöèÿ

,
ã/ñì3

tïë,
°C

têèï,
°C

ÝÎ*

Àòîìíûé ðàäèóñ, íì

Ñòåïåíè îêèñëåíèÿ

25

 Ìàðãàíåö Mn [Ar]3d 54s2 7,45 1244 1962 1,6 0,131 +2, +3, +4, +5, +6, +7

43

 Òåõíåöèé Tc [Kr]4d55s2 11,5 2172 4876 1,36 0,136 +2, +3, +4, +5, +6, +7

75

 Ðåíèé Re [Xe]4f 145d56s2 20,53 3180 5600 1,46 0,137 +3, +4, +5, +6, +7

*ÝÎ – ýëåêòðîîòðèöàòåëüíîñòü.

Ïåðåõîäíûå ýëåìåíòû Mn, Tc, Re – ýòî d-ýëåìåíòû. Ó èõ àòîìîâ äîñòðàèâàåòñÿ d-îðáèòàëü   ïðè çàïîëíåííîé s-îðáèòàëè âíåøíåé îáîëî÷êè àòîìà. Âñå d-ýëåìåíòû ÿâëÿþòñÿ ìåòàëëàìè ñ õàðàêòåðíûì ìåòàëëè÷åñêèì áëåñêîì. Îíè õîðîøèå ïðîâîäíèêè ýëåêòðè÷åñêîãî òîêà, îñîáåííî òå, ó êîòîðûõ îäèí s-ýëåêòðîí. Ìåòàëëû VIIá ãðóïïû õàðàêòåðèçóþòñÿ áîëüøîé ïëîòíîñòüþ, îíè áîëåå ïðî÷íûå, ÷åì ïðîñòûå âåùåñòâà s-ýëåìåíòîâ. Ó d-ýëåìåíòîâ íàáëþäàþòñÿ õàðàêòåðíûå ñâîéñòâà – ïåðåìåííûå ñòåïåíè îêèñëåíèÿ, ñïîñîáíîñòü ê îáðàçîâàíèþ êîìïëåêñíûõ èîíîâ, îêðàøåííûõ ñîåäèíåíèé.  ðÿäó Mn–Tc–Re óâåëè÷èâàþòñÿ òàêèå õàðàêòåðèñòèêè, êàê ïëîòíîñòü, òåìïåðàòóðû ïëàâëåíèÿ è êèïåíèÿ, àòîìíûé ðàäèóñ. À ýëåêòðîîòðèöàòåëüíîñòü è õèìè÷åñêàÿ àêòèâíîñòü óìåíüøàþòñÿ. Ñ óâåëè÷åíèåì ñòåïåíè îêèñëåíèÿ õàðàêòåð îêñèäîâ è ãèäðîêñèäîâ èçìåíÿåòñÿ îò îñíîâíûõ ê êèñëîòíûì, èì ñîîòâåòñòâóþò êèñëîòû ñ îáùåé ôîðìóëîé ÍÝÎ4. Ìàðãàíåö – ìåòàëë ñðåäíåé àêòèâíîñòè, â ðÿäó íàïðÿæåíèé ìåòàëëîâ ñòîèò äî âîäîðîäà è ðàñòâîðÿåòñÿ â ñîëÿíîé è ñåðíîé êèñëîòàõ. Ðåíèé è òåõíåöèé â ðÿäó íàïðÿæåíèé ìåòàëëîâ íàõîäÿòñÿ ïîñëå âîäîðîäà, îíè ðåàãèðóþò òîëüêî ñ àçîòíîé êèñëîòîé. Íàïðèìåð:

3Òñ + 7HNO3 = 3HTcO4 + 7NO + 2H2O.

Õèìè÷åñêèå ñâîéñòâà d-ýëåìåíòîâ îïðåäåëÿþòñÿ ó÷àñòèåì â ðåàêöèÿõ ýëåêòðîíîâ âíåøíåé è ïðåäøåñòâóþùåé ýëåêòðîííûõ îáîëî÷åê.

5-é ó÷åíèê (ðàññêàçûâàåò î ïîëó÷åíèè ìàðãàíöà). Òåõíè÷åñêèé ìàðãàíåö ïîëó÷àþò âîññòàíîâëåíèåì åãî îêñèäîâ â ýëåêòðîïå÷àõ àëþìèíî- èëè ñèëèêîòåðìè÷åñêèì ñïîñîáîì. Î÷èñòêó ïðîèçâîäÿò ïåðåïëàâêîé â àòìîñôåðå àðãîíà. Óðàâíåíèÿ ïðîòåêàþùèõ ðåàêöèé:

Íàèáîëåå ÷èñòûé ìàðãàíåö ïîëó÷àþò ýëåêòðîëèçîì âîäíûõ ðàñòâîðîâ ñîëåé äâóõâàëåíòíîãî ìàðãàíöà. Äëÿ ïîëó÷åíèÿ ñâåðõ÷èñòîãî ìàðãàíöà èñïîëüçóþò êàðáîíèë ìàðãàíöà Mn2(CO)10.

III ÑÒÐÀÍÈÖÀ. Ñâîéñòâà ìàðãàíöà

Ó÷èòåëü õèìèè ïðîâîäèò ôðîíòàëüíûé îïðîñ ïî êîîðäèíàòàì ìàðãàíöà â ïåðèîäè÷åñêîé ñèñòåìå õèìè÷åñêèõ ýëåìåíòîâ. Ñïðàøèâàåò î ïðåäïîëàãàåìûõ ñâîéñòâàõ ìàðãàíöà, èñõîäÿ èç åãî ïîëîæåíèÿ â òàáëèöå Ä.È.Ìåíäåëååâà.

Ó÷åíèê. Ìàðãàíåö íàõîäèòñÿ â VIIá ãðóïïå, ýòî d-ýëåìåíò. Åãî ïîðÿäêîâûé íîìåð 25, ñëåäîâàòåëüíî, çàðÿä ÿäðà àòîìà Z = +25, ò. å. â ÿäðå 25 ïðîòîíîâ. Ïîñêîëüêó ìàññîâîå ÷èñëî
À = 55, òî ÷èñëî íåéòðîíîâ N = 30 (À = Z + N). Âûñøàÿ ñòåïåíü îêèñëåíèÿ ìàðãàíöà +7, âûñøèé îêñèä Mn2O7 ÿâëÿåòcÿ êèñëîòíûì, åìó ñîîòâåòñòâóåò ìàðãàíöîâàÿ êèñëîòà HMnO4. Ýëåêòðîííàÿ ôîðìóëà àòîìà ìàðãàíöà: 1s22s22p63s23p64s23d5.

Ó÷èòåëü õèìèè. Ìàðãàíåö â ñîåäèíåíèÿõ ïðîÿâëÿåò ñòåïåíè îêèñëåíèÿ îò +2 äî +7. Ñîåäèíåíèÿ äâóõ- è ñåìèâàëåíòíîãî ìàðãàíöà íàèáîëåå ïðî÷íûå. Ïðè íàãðåâàíèè ìàðãàíåö âçàèìîäåéñòâóåò ñ âîäîé, ãàëîãåíàìè, àçîòîì, ñåðîé è äðóãèìè íåìåòàëëàìè. Ëåãêî ðàñòâîðÿåòñÿ â ðàçáàâëåííûõ êèñëîòàõ, âûäåëÿÿ âîäîðîä.  êîíöåíòðèðîâàííîé ñåðíîé êèñëîòå ðàñòâîðÿåòñÿ ñ âûäåëåíèåì ñåðíèñòîãî ãàçà, à â êîíöåíòðèðîâàííîé àçîòíîé êèñëîòå – ñ âûäåëåíèåì îêñèäà àçîòà(II).

Çàäàíèå. Ïîëüçóÿñü ñõåìîé «Õèìè÷åñêèå ñâîéñòâà ìåòàëëîâ», íàïèøèòå óðàâíåíèÿ ðåàêöèé ìàðãàíöà ñ õëîðîì, êèñëîðîäîì, àçîòîì, ñåðîé, êðåìíèåì, óãëåðîäîì, ðàñòâîðàìè ñîëÿíîé è ñåðíîé êèñëîò, à òàêæå ñ êîíöåíòðèðîâàííûìè ñåðíîé è àçîòíîé êèñëîòàìè.

Ïðîâîäèòñÿ ñàìîñòîÿòåëüíàÿ ðàáîòà, à ó äîñêè ðàáîòàåò ó÷åíèê. Íà îáðàòíîé ñòîðîíå äîñêè îí âûïîëíÿåò òî æå ñàìîå çàäàíèå.

Ïîñëå îêîí÷àíèÿ ðàáîòû (âðåìÿ ðåãëàìåíòèðîâàíî) ñîñåäè ïî ïàðòå îáìåíèâàþòñÿ òåòðàäÿìè è ñâåðÿþò íàïèñàííîå ñ ðåøåíèåì íà äîñêå. Ïîñëå ïðîâåðêè êàæäûé ó÷åíèê îöåíèâàåò ðàáîòó ñîñåäà. Óðàâíåíèÿ ðåàêöèé:

IV ÑÒÐÀÍÈÖÀ. Ñîåäèíåíèÿ ìàðãàíöà

Ó÷èòåëü õèìèè (ðàññêàçûâàåò î íàèáîëåå âàæíûõ ñîåäèíåíèÿõ ìàðãàíöà è çàïèñûâàåò óðàâíåíèÿ õèìè÷åñêèõ ðåàêöèé íà äîñêå). Îêñèä ìàðãàíöà(II) ïðåäñòàâëÿåò ñîáîé çåëåíûé, íåðàñòâîðèìûé â âîäå ïîðîøîê. Îí ÿâëÿåòñÿ òèïè÷íûì îñíî?âíûì îêñèäîì, âçàèìîäåéñòâóåò ñ êèñëîòàìè, îáðàçóÿ ñîëè ìàðãàíöà(II). Íàïðèìåð:

MnO + 2HCl = MnCl2 + H2O.

Ïîëó÷àþò MnO âîññòàíîâëåíèåì âîäîðîäîì îêñèäà ìàðãàíöà(IV):

èëè ïðè ïðîêàëèâàíèè êàðáîíàòà ìàðãàíöà:

Îêñèäó ìàðãàíöà(II) ñîîòâåòñòâóåò ãèäðîêñèä Mn(OH)2 òåëåñíîãî öâåòà. Ýòî îñíîâàíèå ïðàêòè÷åñêè íå ðàñòâîðÿåòñÿ â âîäå. Ïîëó÷àþò åãî èç ñîëè ìàðãàíöà(II):

MnCl2 + 2NaOH = Mn(OH)2 + 2NaCl.

Ãèäðîêñèä Mn(OH)2 ïðîÿâëÿåò âñå ñâîéñòâà îñíîâàíèé, åãî îòëè÷èòåëüíàÿ îñîáåííîñòü – îêèñëåíèå êèñëîðîäîì âîçäóõà äî ãèäðîêñèäà ìàðãàíöà(IV) áóðîãî öâåòà:

2Mn(OH)2 + Î2 + 2Í2Î = 2Mn(OH)4.

Ñîëè ìàðãàíöà(II) îáû÷íî ðîçîâîãî öâåòà, à â ðàñòâîðàõ – áåñöâåòíûå, óñòîé÷èâûå íà âîçäóõå. Ñîëè ìàðãàíöà(II) ñëóæàò ðåàêòèâîì íà îçîí. Ïðîïèòàííàÿ ðàñòâîðîì õëîðèäà ìàðãàíöà(II) áóìàãà â ïðèñóòñòâèè îçîíà ÷åðíååò:

MnÑl2 + Î3 + 3Í2Î = Mn(OH)4 + 2HCl + O2.

Îêñèä ìàðãàíöà(IV) MnO2– òåìíî-êîðè÷íåâûé ïîðîøîê, íåðàñòâîðèìûé â âîäå. Îí îáðàçóåòñÿ ïðè òåðìè÷åñêîì ðàçëîæåíèè íèòðàòà ìàðãàíöà(II):

Ïðè ñïëàâëåíèè ñî ùåëî÷àìè â ïðèñóòñòâèè êèñëîðîäà èëè áîëåå ñèëüíûõ îêèñëèòåëåé MnO2 îáðàçóåò ìàíãàíàòû:

Äèîêñèä MnO2 – ñèëüíûé îêèñëèòåëü. Îí îêèñëÿåò äàæå õëîðèä-èîí Cl–:

MnÎ2 + 4ÍÑl = MnCl2 + Cl2 + 2H2O.

Îñîáåííîñòü ñâîéñòâ ñîåäèíåíèé ìàðãàíöà(VII) ðàññìîòðèòå íà ýêñïåðèìåíòàëüíûõ îïûòàõ.

V ÑÒÐÀÍÈÖÀ. Ýêñïåðèìåíòàëüíûå îïûòû ïî âûÿñíåíèþ
âëèÿíèÿ ñðåäû íà îêèñëèòåëüíûå ñâîéñòâà ïåðìàíãàíàò-èîíà

Íà ñòîëàõ ó ó÷àùèõñÿ êàðòî÷êè-èíñòðóêöèè ñ ýêñïåðèìåíòàëüíûìè çàäàíèÿìè.

Êàðòî÷êà-èíñòðóêöèÿ

Çàäàíèå. Èñïîëüçóÿ çíàíèÿ î õèìè÷åñêèõ ñâîéñòâàõ îñíîâíûõ êëàññîâ íåîðãàíè÷åñêèõ âåùåñòâ è èõ îêèñëèòåëüíî-âîññòàíîâèòåëüíûõ ñïîñîáíîñòÿõ, ïðîâåäèòå îïûòû è îáúÿñíèòå ïðîèñõîäÿùèå ïðîöåññû. Ñîáëþäàéòå ïðàâèëà òåõíèêè áåçîïàñíîñòè. Ðàññòàâüòå êîýôôèöèåíòû ìåòîäîì ýëåêòðîííîãî áàëàíñà, à â îïûòå 4 – è ìåòîäîì ïîëóðåàêöèé, óêàæèòå îêèñëèòåëü è âîññòàíîâèòåëü.

Âëèÿíèå ñðåäû (êèñëàÿ, íåéòðàëüíàÿ, ùåëî÷íàÿ) íà íàïðàâëåíèå ðåàêöèè âîññòàíîâëåíèÿ ïåðìàíãàíàò-èîíîâ :

Äëÿ ñîçäàíèÿ êèñëîé ñðåäû èñïîëüçóþò ñåðíóþ êèñëîòó.

Î ï û ò  1.  ïðîáèðêó íàëåéòå 2 ìë ðàñòâîðà ïåðìàíãàíàòà êàëèÿ è äîáàâüòå 1 ìë ðàñòâîðà ñóëüôèòà íàòðèÿ. Îáúÿñíèòå íàáëþäàåìîå èçìåíåíèå îêðàñêè. Íàïèøèòå óðàâíåíèå ðåàêöèè è ðàññ÷èòàéòå ñóììó êîýôôèöèåíòîâ.

Î ï û ò  2. Â ïðîáèðêó íàëåéòå 2 ìë ðàñòâîðà ïåðìàíãàíàòà êàëèÿ, ïðèáàâüòå íåñêîëüêî êàïåëü ðàñòâîðà ñåðíîé êèñëîòû è 1 ìë ðàñòâîðà ñóëüôèòà íàòðèÿ. Îáúÿñíèòå íàáëþäàåìîå. Îïðåäåëèòå ñóììó êîýôôèöèåíòîâ â óðàâíåíèè ðåàêöèè.

Î ï û ò  3.  ïðîáèðêó íàëåéòå 2 ìë ðàñòâîðà ïåðìàíãàíàòà êàëèÿ, äîáàâüòå íåñêîëüêî êàïåëü ðàñòâîðà åäêîãî íàòðà è 1 ìë ðàñòâîðà ñóëüôèòà íàòðèÿ. Îáúÿñíèòå íàáëþäàåìûå ÿâëåíèÿ. ×åìó ðàâíà ñóììà êîýôôèöèåíòîâ â óðàâíåíèè ðåàêöèè?

Î ï û ò  4.  ïðîáèðêó íàëåéòå 2 ìë ðàñòâîðà ïåðìàíãàíàòà êàëèÿ, 1 ìë ðàñòâîðà ñåðíîé êèñëîòû è ñ ïîìîùüþ ïèïåòêè äîáàâüòå ïî êàïëÿì ðàñòâîð ïåðîêñèäà âîäîðîäà. Îáúÿñíèòå íàáëþäàåìîå. ×åìó ðàâíà ñóììà êîýôôèöèåíòîâ â óðàâíåíèè ðåàêöèè?

Ðåøåíèå

Î ï û ò  1

2KMnO4 + Í2Î + 3Na2SO3 = 3Na2SO4 + 2MnO2 + 2KOH,

Íàáëþäàåòñÿ âûïàäåíèå òåìíî-êîðè÷íåâîãî îñàäêà. Ñóììà êîýôôèöèåíòîâ – 13, ñðåäà – íåéòðàëüíàÿ.

Î ï û ò  2

2KMnO4 + 3Í2SO4 + 5Na2SO3 =  2MnSO4 + 5Na2SO4 + K2SO4 + 3H2O,

Íàáëþäàåòñÿ îáåñöâå÷èâàíèå ðàñòâîðà. Ñóììà êîýôôèöèåíòîâ – 21, ñðåäà – êèñëàÿ.

Î ï û ò  3

2KMnO4 + 2NaOH + Na2SO3 = Na2SO4 + K2MnO4 + Na2MnO4 + H2O,

Íàáëþäàåòñÿ èçìåíåíèå ìàëèíîâîé îêðàñêè íà çåëåíóþ. Ñóììà êîýôôèöèåíòîâ – 9, ñðåäà – ùåëî÷íàÿ.

Î ï û ò  4

2KMnO4 + 3Í2SO4 + 5Í2Î2 = 5O2 + 2MnSO4 + 8H2O + K2SO4.

à) Ìåòîä ýëåêòðîííîãî áàëàíñà:

á) Ìåòîä ïîëóðåàêöèé:

Íàáëþäàåòñÿ îáåñöâå÷èâàíèå ðàñòâîðà. Ñóììà êîýôôèöèåíòîâ – 26, ñðåäà – êèñëàÿ.

Âûâîä. Îêèñëèòåëüíûå ñâîéñòâà èîíà çàâèñÿò îò ñðåäû ðàñòâîðà.

VI ÑÒÐÀÍÈÖÀ. Ôèçêóëüòìèíóòêà

Äàíû ôîðìóëû âåùåñòâ, íåîáõîäèìî âû÷èñëèòü ñóììû àòîìîâ â èõ ôîðìóëüíûõ åäèíèöàõ. Íàïðèìåð: Mn(ClO4)2 – 11, (MnOH)2SO4 – 11, K2Cr2O7 – 11, KCr(SO4)2 – 12.

Ê äîñêå âûõîäèò ó÷åíèê è ïðîâîäèò ôèçêóëüòìèíóòêó. ×èñëî ïîâòîðåíèé êàæäîãî óïðàæíåíèÿ ñîîòâåòñòâóåò íàéäåííûì ñóììàì.

VII ÑÒÐÀÍÈÖÀ. Çíà÷åíèå è ïðèìåíåíèå ìàðãàíöà è åãî ñîåäèíåíèé

Ó÷åíèê. Îñíîâíîé ïîòðåáèòåëü ìàðãàíöà – ÷åðíàÿ ìåòàëëóðãèÿ. Ìàðãàíåö íåçàìåíèì äëÿ ðàñêèñëåíèÿ è ëåãèðîâàíèÿ ñòàëè. Çäåñü îí èñïîëüçóåòñÿ êàê ôåððîìàðãàíåö. Ââåäåíèå ìàðãàíöà â ñòàëü ïðèäàåò åé òâåðäîñòü, ïðî÷íîñòü, èçíîñîñòîéêîñòü. Ìàðãàíåö èñïîëüçóåòñÿ äëÿ ïðîèçâîäñòâà áàòàðååê è ýëåêòðîàêêóìóëÿòîðîâ.

Âàæíåéøèì ñâîéñòâîì îáëàäàåò ñïëàâ ìàíãàíèí, â ñîñòàâ êîòîðîãî âõîäèò 13% ìàðãàíöà,
4% íèêåëÿ, 83% ìåäè. Íà åãî ýëåêòðîïðîâîäíîñòü ïðàêòè÷åñêè íå âëèÿåò òåìïåðàòóðà.

Ñèëèöèäû ìàðãàíöà MnSi, Mn3Si – âûñîêîòåìïåðàòóðíûå ïîëóïðîâîäíèêè, îíè èñïîëüçóþòñÿ êàê òåðìîýëåìåíòû ýëåêòðîãåíåðàòîðîâ.

Èç íåáîëüøîãî ÷èñëà îðãàíè÷åñêèõ ñîåäèíåíèé ìàðãàíöà îñíîâíàÿ èõ ÷àñòü èñïîëüçóåòñÿ â âèäå ñèêêàòèâîâ – êàòàëèçàòîðîâ îêèñëèòåëüíîé ïîëèìåðèçàöèè íåíàñûùåííûõ ðàñòèòåëüíûõ ìàñåë.

Ñîåäèíåíèÿ ìàðãàíöà(VI) ìàëîóñòîé÷èâû, íî K2MnO4 óñòîé÷èâ â ùåëî÷íîé ñðåäå.

Ó÷èòåëü áèîëîãèè. Ìàðãàíåö âõîäèò â ñîñòàâ ôåðìåíòîâ, íåîáõîäèìûõ äëÿ ðîñòà îðãàíèçìîâ, ôîðìèðîâàíèÿ ñîåäèíèòåëüíîé òêàíè è êîñòåé, âûïîëíåíèÿ ôóíêöèé ðåïðîäóêòèâíîé, íåðâíîé è ýíäîêðèííîé ñèñòåì. Ìàðãàíåö ñâÿçàí ñ îáìåíîì âèòàìèíîâ ãðóïï  (Â1, Â2, Â6), Å è Ñ; ïîíèæàåò óðîâåíü ñàõàðà â êðîâè.

Îòñóòñòâèå ìàðãàíöà â ïèùå æèâîòíûõ è ÷åëîâåêà ñêàçûâàåòñÿ íà èõ ðîñòå è ìûøå÷íîì òîíóñå. Âîçíèêàþò äåôåêòû ðàçâèòèÿ ñêåëåòà, óòîëùàþòñÿ è óêîðà÷èâàþòñÿ íèæíèå êîíå÷íîñòè, äåôîðìèðóþòñÿ ñóñòàâû, íàáëþäàþòñÿ ïîòåðÿ ìàññû è äåðìàòîçû (êîæíûå çàáîëåâàíèÿ). Êàê áîëüøèíñòâî ìèêðîýëåìåíòîâ-ìåòàëëîâ, ìàðãàíåö âëèÿåò íà ïðîöåññû êðîâåòâîðåíèÿ. Ïðè åãî íåäîñòàòêå ïðîÿâëÿåòñÿ àíåìèÿ, ñâÿçàííàÿ ñ íåõâàòêîé ýðèòðîöèòîâ.  òî æå âðåìÿ áîëüøèå äîçû ìàðãàíöà ïðèâîäÿò ê ïîðàæåíèþ ëåãêèõ, ñåðäå÷íî-ñîñóäèñòîé è öåíòðàëüíîé íåðâíîé ñèñòåì. Ìàðãàíåö îáëàäàåò ìóòàãåííûì è àëëåðãè÷åñêèì ýôôåêòîì. Êðîìå òîãî, îí óñêîðÿåò îáðàçîâàíèå àíòèòåë ÷óæåðîäíûì áåëêàì. Åñëè ïîñëå ââåäåíèÿ ìîðñêèì ñâèíêàì ñìåðòåëüíûõ äîç ñòîëáíÿ÷íûõ èëè äèçåíòåðèéíûõ áàêòåðèé ââåñòè ñîîòâåòñòâóþùóþ ñûâîðîòêó, òî æèâîòíûì ýòî íå ïîìîæåò. Ñûâîðîòêà òåõ æå âåùåñòâ ñ õëîðèäîì ìàðãàíöà èçëå÷èâàåò ìîðñêèõ ñâèíîê. Âíóòðèâåííûì ââåäåíèåì ðàñòâîðà ñóëüôàòà ìàðãàíöà óäàåòñÿ ñïàñàòü óêóøåííûõ êàðàêóðòîì – ÿäîâèòåéøèì èç ñðåäíåàçèàòñêèõ ïàóêîâ. Ïåðìàíãàíàò êàëèÿ ïðèìåíÿåòñÿ â ìåäèöèíå êàê àíòèñåïòè÷åñêîå ñðåäñòâî äëÿ ïðîìûâàíèÿ ðàí, äëÿ ïðîìûâàíèÿ æåëóäêà ïðè îòðàâëåíèÿõ ôîñôîðîì, àëêàëîèäàìè, ñîëÿìè ñèíèëüíîé êèñëîòû.

VIII ÑÒÐÀÍÈÖÀ. Çàêðåïëåíèå è îáîáùåíèå èçó÷åííîãî ìàòåðèàëà.
Âèêòîðèíà

Ó÷èòåëü õèìèè. Ðàññìîòðåâ ñâîéñòâà ñîåäèíåíèé õðîìà (õðîìàòû è äèõðîìàòû) è ïåðìàíãàíàòà êàëèÿ, âû óáåäèëèñü, ÷òî îíè ÿâëÿþòñÿ ñèëüíûìè îêèñëèòåëÿìè. Õðîì è ìàðãàíåö íàõîäÿòñÿ ðÿäîì â 4-ì ïåðèîäå, ñëåäîâàòåëüíî, ñâîéñòâà ïåðåõîäíûõ ýëåìåíòîâ èçìåíÿþòñÿ â ïåðèîäå ïëàâíî. Ïðîèñõîäèò ëèøü êîëè÷åñòâåííîå èçìåíåíèå, ñâÿçàííîå ñ ðàçëè÷íûì ÷èñëîì ýëåêòðîíîâ íà âàëåíòíûõ àòîìíûõ îðáèòàëÿõ. Îáà ìåòàëëà ñòîÿò â ðÿäó àêòèâíîñòè ëåâåå âîäîðîäà è âûòåñíÿþò åãî èç ðàñòâîðîâ êèñëîò. Ïðè äîáàâëåíèè ðàñòâîðà ùåëî÷è ê ïîëó÷åííûì ðàñòâîðàì îáðàçóþòñÿ îñàäêè îñíîâàíèé ñîñòàâà M(OH)2, êîòîðûå áûñòðî îêèñëÿþòñÿ êèñëîðîäîì âîçäóõà. Ñ ïåðìàíãàíàòîì êàëèÿ âû ïîçíàêîìèëèñü â 8-ì êëàññå ïðè ïîëó÷åíèè êèñëîðîäà (äåìîíñòðèðóåòñÿ óñòàíîâêà).  10-ì êëàññå âû óçíàëè, ÷òî ïðè îêèñëåíèè ýòèëåíà ïîä äåéñòâèåì ðàñòâîðà KMnO4 ïîëó÷àåòñÿ ýòèëåíãëèêîëü. Îáåñöâå÷èâàíèå ðàñòâîðà ïåðìàíãàíàòà êàëèÿ ñëóæèò êà÷åñòâåííîé ðåàêöèåé íà óãëåâîäîðîäû ñ êðàòíîé ñâÿçüþ, íà ñóëüôèòû, íà îêñèä ñåðû(IV).

Çàêðåïëåíèå èçó÷åííîãî ìàòåðèàëà ïðîâîäèòñÿ òåñòèðîâàíèåì ïî âàðèàíòàì.

Òåñò ïî òåìå «Ïîäãðóïïà ìàðãàíöà»

 à ð è à í ò  I

1. Îêñèä ìàðãàíöà(IV) – ýòî:

à) àíãèäðèä ìàðãàíöîâîé êèñëîòû;

á) ñàìîå ðàñïðîñòðàíåííîå ñîåäèíåíèå ìàðãàíöà â ïðèðîäå;

â) òèïè÷íûé âîññòàíîâèòåëü;

ã) ðàñòâîðèìûé â âîäå îñàäîê ÿðêî-êðàñíîãî öâåòà.

2. Ïðè ïðîêàëèâàíèè ïåðìàíãàíàòà êàëèÿ ïðîèñõîäèò ñëåäóþùåå ïðåâðàùåíèå:

à) 2KÌnO4 = K2ÌnÎ4 + ÌnÎ2 + Î2;

á) 2KÌnO4 = K2Î2 + 2ÌnÎ2 + Î2;

â) 4KÌnO4 = 2K2MnO4 + 2ÌnÎ + 3Î2;

ã) ñîëü âîçãîíÿåòñÿ.

3. Â êàêîì èç ìèíåðàëîâ – ÌnÎ2 (ïèðîëþçèò) èëè ÌnÑÎ3 (ìàðãàíöåâûé øïàò) – áîëüøå ìàññîâàÿ äîëÿ ìàðãàíöà?

4. ×åìó ðàâíà ñóììà êîýôôèöèåíòîâ â ìîëåêóëÿðíîì óðàâíåíèè:

Í2SO4 + (MnOH)2SO4 ñðåäíÿÿ ñîëü + … ?

 à ð è à í ò  II

1. Ïåðìàíãàíàò êàëèÿ – ýòî:

à) íåðàñòâîðèìûé â âîäå êîìïëåêñ êîðè÷íåâîãî öâåòà;

á) ñèëüíåéøèé âîññòàíîâèòåëü;

â) ðàñòâîðèìàÿ â âîäå ñîëü ôèîëåòîâîãî öâåòà;

ã) ðåàêòèâ, èñïîëüçóåìûé äëÿ êà÷åñòâåííîãî îïðåäåëåíèÿ ôòîðèä-èîíîâ.

2. Ïðè îêèñëåíèè òîëóîëà ïåðìàíãàíàòîì êàëèÿ èëè äèõðîìàòîì êàëèÿ â êèñëîé ñðåäå ïîëó÷àþò:

à) ùàâåëåâóþ êèñëîòó;

á) ñòåàðèíîâóþ êèñëîòó;

â) áåðëèíñêóþ ëàçóðü;

ã) áåíçîéíóþ êèñëîòó.

3. Â êàêîì ñîåäèíåíèè ìàññîâàÿ äîëÿ ìàðãàíöà áîëüøå: MnSO4 èëè Mn(NO3)2?

4. ×åìó ðàâíà ñóììà êîýôôèöèåíòîâ â ìîëåêóëÿðíîì óðàâíåíèè:

ÌnÎ + ÍÑlO4 ñðåäíÿÿ ñîëü + … ?

Ïîñëå îêîí÷àíèÿ ðàáîòû ó÷àùèåñÿ ñäàþò òåòðàäè íà ïðîâåðêó. Ó÷èòåëü õèìèè ïîäâîäèò èòîãè óðîêà, âûñòàâëÿåò îòìåòêè çà ðàáîòó íà óðîêå, çàäàåò äîìàøíåå çàäàíèå.

Äîìàøíåå çàäàíèå

1. Îñóùåñòâèòü ïðåâðàùåíèÿ:

KÌnÎ4 Õ1 ÌnCl2 Õ2 ÌnO2.

2. Ñîñòàâèòü ýëåêòðîííûé áàëàíñ è íàéòè ñóììó êîýôôèöèåíòîâ:

KÌnÎ4 + Í2SÎ4 + FåSÎ4 ÌnSÎ4 + Få2(SÎ4)3 + K2SÎ4 + Í2Î.

3. Íà 67,4 ã ñìåñè îêñèäà ìàðãàíöà(IV) ñ íåèçâåñòíûì îêñèäîì ÝÎ2 ïîäåéñòâîâàëè èçáûòêîì ñîëÿíîé êèñëîòû. Îêñèä ÝÎ2 ðåàãèðóåò ñ ñîëÿíîé êèñëîòîé òàê æå, êàê è îêñèä ìàðãàíöà(IV). Ïðè ýòîì âûäåëèëîñü 13,44 ã ãàçà (í. ó.). Ìîëÿðíîå ñîîòíîøåíèå ÝÎ2: ÌnO2 = 1 : 5. Îïðåäåëèòü ñîñòàâ íåèçâåñòíîãî îêñèäà è åãî ìàññó.

Ó÷èòåëü áèîëîãèè ïðîâîäèò âèêòîðèíó.

Âèêòîðèíà «Õèìèÿ ìàðãàíöà»

1. Êàêîé ìèíåðàë ñëóæèò ñûðüåì äëÿ ïîëó÷åíèÿ ìàðãàíöà? (Ïèðîëþçèò.)

2. Îäèí èç ñàìûõ òâåðäûõ ìåòàëëîâ.

(Õðîì.)

3. Êèñëîðîäñîäåðæàùåå ñîåäèíåíèå ìàðãàíöà, èç êîòîðîãî â ëàáîðàòîðèÿõ ïîëó÷àþò êèñëîðîä.

(KMnO4.)

4. Êàêîå ñîåäèíåíèå ìàðãàíöà âçðûâîîïàñíî?

(Mn2O7.)

5. Áåç êàêîãî ñîåäèíåíèÿ ìàðãàíöà íå ïðîèñõîäèò ðàçëîæåíèå áåðòîëåòîâîé ñîëè ïðè ïîëó÷åíèè êèñëîðîäà? (MnO2.)

6.  êàêèõ îðãàíàõ ÷åëîâåêà ñîäåðæèòñÿ ìàðãàíåö?

(Ïå÷åíü, ïî÷êè, ãîëîâíîé ìîçã è ò.ä.)

7. Ê ÷åìó ïðèâîäèò îòñóòñòâèå ìàðãàíöà â ïèùå?

(Äåðìàòîçû, íàðóøåíèå ïðîöåññîâ êðîâåòâîðåíèÿ è ò.ä.)

8. Ïî÷åìó äëÿ ïîäêèñëåíèÿ ðàñòâîðîâ òàêèõ îêèñëèòåëåé, êàê KMnO4 èëè K2Cr2O7, íå èñïîëüçóþò ñîëÿíóþ êèñëîòó?

(Ýòè âåùåñòâà âñòóïàþò ñ íåé â ðåàêöèþ.)

9. Èç êàêèõ ïèùåâûõ èñòî÷íèêîâ ÷åëîâåê ïîëó÷àåò ìàðãàíåö?

(Ñëèâû, îðåõè, àíàíàñû, ïå÷åíü è ò.ä.)

10. Òèïè÷åí â ñïëàâàõ, êàê ìåòàëë,
À ñîëü åãî – öâåòíîé êðèñòàëë,
Êîòîðûé öâåò ëåãêî ìåíÿåò,
Îæîãè, ðàíû çàæèâëÿåò.

(Ìàðãàíåö.)

Ë è ò å ð à ò ó ð à

Õèìè÷åñêàÿ ýíöèêëîïåäèÿ. Ì.: Ñîâåòñêàÿ ýíöèêëîïåäèÿ, 1988; Õèìèÿ. Ýíöèêëîïåäèÿ õèìè÷åñêèõ ýëåìåíòîâ. Ì.: Äðîôà, 2000; Õèìèÿ. 11 êëàññ. Ïîóðî÷íûå ïëàíû. Ïî ó÷åáíèêó Ãàáðèåëÿíà Î.Ñ. è äð. Âîëãîãðàä: Ó÷èòåëü, 2003; Â.Øðåòåð è äð. Õèìèÿ: Ñïðàâî÷íîå èçäàíèå. Ïåð. ñ íåì. Ì.: Õèìèÿ, 1989; Âåíåöêèé Ñ.È. Î ðåäêèõ è ðàññåÿííûõ. (Ðàññêàçû î ìåòàëëàõ.) Ì.: Ìåòàëëóðãèÿ, 1981.

Ë.Í.ÊÐÎØÊÈÍÀ, ó÷èòåëü õèìèè,
Ñ.Ï.ÏÐÎÕÎÐÎÂÀ, ó÷èòåëü õèìèè,
Å.Å.ÑÒßÆÊÈÍÀ, ó÷èòåëü áèîëîãèè
îáùåîáðàçîâàòåëüíîãî
òåîðåòè÷åñêîãî ëèöåÿ ¹ 1
(ã. Òèðàñïîëü, Ðåñïóáëèêà Ìîëäîâà)

TopList