Лабораторный практикум для студентов технологических специальностей, страница 8

Обнаружение иона марганца Mn²⁺.

Растворы солей Мn²⁺ окрашены в бледно розовый цвет. Разбавленные растворы бесцветны. Большое значение для обнаружения Мn²⁺ имеют реакции окисления его до марганцевой кислоты НМnО₄ , имеющей характерный фиолетовый цвет.

1)  Реакция окисления персульфатом аммония (NH₄)₂S₂O₈.

Окисление проводят в присутствии катализатора – Ag⁺ (AgNO₃). В присутствии Аg⁺, а также при избытке Мn²⁺ вместо МnО₄^- образуется бурый осадок МnО(ОН)₂.

2MnSO₄ + 5(NH₄)₂S₂O₈ + 8H₂O → 2HMnO₄ + 5(NH₄)₂SO₄ + 7H₂O

2  Мn²⁺ + 4H₂O - 5ē → МnO₄^- + 8H⁺

5  S₂O₈^2- + 2ē → 2SO₄^2-

2 Мn²⁺ + 5S₂O₈^2- + 8H₂O → 2 МnO₄^- + 10SO₄^2- + 16H⁺

Выполнение реакции. К 5-6 каплям насыщенного  раствора персульфата аммония или к нескольким кристалликам прибавляют 1 каплю 2н. Н₂SО₄ (или НNО₃), 1-2 капли концентрированной Н₃РО₄ (фосфорная кислота стабилизирует ионы МnО₄^- и препятствует их разложению), 2 капли соли серебра (0,1 н. AgNO₃) и нагревают. В нагретую окислительную смесь погружают стеклянную палочку, предварительно смоченную исследуемым раствором (не содержащим  Cl^- - ионы) и перемешивают. В присутствии Mn²⁺ - раствор окрасится в фиолетово – розовый цвет.

2.) Реакция окисления диоксидом свинца PbO₂. В кислой среде при нагревании диоксид свинца  PbO₂ окисляет Mn²⁺ до MnO₄^-:

2MnSO₄ + 5PbO_2(т) + 6HNO₃ → 2HMnO₄ + 2PbSO_4(т) + 3Pb(NO₃)₂+2H₂O

2       Mn²⁺ - 5е + 4H₂O → MnO^-₄ + 8H⁺

5       PbO_2(т) + 2е + 4H⁺ → Pb²⁺ + 2H₂O

2Mn²⁺ + 5 PbO_2(т) + 4H⁺ → 2MnO^-₄ + 5 Pb²⁺ + 2H₂O

При выполнении этой реакции (как предыдущей) необходимо использовать очень малое количество соли Mn²⁺, так как избыток ее восстанавливает образовавшийся MnO^-₄ до MnO(OH)₂ и фиолетовая окраска исчезает. По этой же причине в растворе не должно быть никаких других восстановителей и, в частности, Cl^- - ионов.

Выполнение работы. В пробирку помещают немного порошка PbO₂  и 4-5 капель 6 н. раствора HNO₃ и нагревают. Через 1-2 минуты центрифугируют и, не отделяя осадка, рассматривают окраску раствора. Если она малиново – фиолетовая (цвет MnO^-₄), реактивы содержат марганец и для опыта не годятся. При отсутствии окраски прибавляют в эту же пробирку одну каплю исследуемого раствора, перемешивают и нагревают. В присутствии Mn²⁺ появляется фиолетово – розовое окрашивание раствора.