Gli stati di ossidazione del manganese Laboratoriopertutti

Scopo

Condurre una serie di reazioni di riduzione e di ossidazione partendo dalle specie del manganese $MnO_{4}^{-}$ e $Mn^{2+}$ per ottenere e osservare le specie relative a tutti gli stati di ossidazione del manganese ($Mn^{7+}$, $Mn^{6+}$, $Mn^{5+}$, $Mn^{4+}$, $Mn^{3+}$ e $Mn^{2+}$).

Materiali

6 pipette Pasteur
6 provette con tappo
portaprovette
portaprovette
pennarello vetroscrivibile
guanti e occhiali

Sostanze

manganese cloruro $MnCl_{2}$¹ soluzione $2M$
potassio permanganato $KMnO_{4}$ soluzione $0,01M$
acido solforico $H_{2}SO_{4}$ $6M$
sodio solfito $Na_{2}SO_{3}$ soluzione $0,01M$
sodio idrossido $NaOH$ $50%$

Procedimento

numerare le provette 1–6;
introdurre nella provetta 1 $2mL$ di soluzione di manganese cloruro $MnCl_{2}$ e nella provetta 6 $2mL$ della soluzione do potassio permanganato $KMnO_{4}$;
introdurre nella provetta 2 $2mL$ di soluzione di manganese cloruro, aggiungere 5-6 gocce di acido solforico e, dopo aver agitato la provetta, aggiungere goccia a goccia la soluzione di potassio permanganato fino a colorazione rosa-rossa² dovuta alla reazione $$MnO_{4}^{-}+8H^{+} +4Mn^{2+}to 5Mn^{3+}+4H_{2}O$$
introdurre nella provetta 3 $2mL$ di soluzione di manganese cloruro e successivamente 2-3 gocce di potassio permanganato fino a colorazione marrone dovuta alla reazione $$2MnO_{4}^{-}+3Mn^{2+}+2H_{2}O to 5MnO_{2}+4H^{+}$$
>introdurre nella provetta 4 $2mL$ di soluzione di potassio permanganato e successivamente aggiungere goccia a goccia la soluzione di sodio idrossido fino a colorazione blu³ dovuta alla reazione $$2MnO_{4}^{-}+4OH^{-}to2MnO_{4}^{3-}+O_{2}+2H_{2}O$$
introdurre nella provetta 5 $2mL$ di soluzione di potassio permanganato e successivamente 2-3 gocce di sodio idrossido: agitare quindi la provetta e, continuando ad agitare, aggiungere goccia a goccia la soluzione di sodio solfito fino a colorazione verde dovuta alla reazione $$2MnO_{4}^{-}+2OH^{-}+SO_{3}^{2-}to2MnO_{4}^{-}+SO_{4}^{2-}+H_{2}O$$

*visualizzazione delle provette 1–6 (da sinistra a destra)*

Quesiti

Indicare, per ciascuna delle reazioni riportate nei passaggi 3–6, quali sono i reagenti che si ossidano e quali sono quelli che si riducono.
Indicare, per ciascuna specie del manganese riportata nella sezione procedura, qual è il numero di ossidazione dell’elemento manganese $n^{°degree}ox_{Mn}$ (come nell’esempio riportato di seguito per lo zolfo)

Note

può essere impiegato anche manganese solfato $MnSO_{4}$ ↩︎
la colorazione svanisce dopo poco tempo per via dell’instabilità della specie $Mn^{3+}$ ↩︎
la colorazione blu non è stabile e in poco tempo diventa verde ↩︎