نمایش کیفی عددهای اکسایش منگنز

منگنر، عنصری شیمیایی با عدد اتمی 25 و نماد Mn، در دوره چهار و گروه هفت جدول تناوبی، در دسته  فلزهای واسطه قرار دارد. این عنصر در طبیعت به‌صورت آزاد یافت نمی‌شود و معمولاً در ترکیب‌های منگنز، آهن آن را همراهی می‌کند. کانی اصلی منگنز، پیرولوزیت¹، برای نخستین بار در ناحیه‌ مگنزیا²، در یونان شناسایی شد. پس نامگذاری منگنز در اشاره به نام این محل بوده است. معمول‌ترین عددهای اکسایش منگنز 2+، 3+، 4+، 6+ و 7+ است. از میان ترکیب‌های منگنز، پتاسیم پرمنگنات به دلیل خاصیت اکسیدکنندگی آن، بیش از دیگر ترکیب‌های منگنز در آزمایشگاه‌های شیمی مورد استفاده قرار می‌گیرد.

جدول 1 عددهای اکسایش منگنز را همراه با ترکیب‌های متداول آن نشان می‌دهد.

هشدارهای ایمنی

هنگام انجام این آزمایش، از عینک و دستکش ایمنی استفاده کنید و از تماس محلول‌ها با پوست و لباس بپرهیزید.

مواد و وسایل مورد نیاز: پتاسیم پرمنگنات، سدیم هیدروکسید، گلوکوز، پتاسیم یدید، سولفوریک اسید، آب اکسیژنه، آب مقطر، لوله آزمایش، قاشقک، پیپت یا استوانه مدرج 5 میلی‌لیتری، چراغ گاز یا چراغ الکلی.

روش کار

1. برای تهیه محلولی از ₄‌KMnO، به اندازه یک دانه برنج از نمک پتاسیم پرمنگنات را در mL‌20 آب حل کنید.

2. برای تهیه محلول سود، به اندازه نصف قاشقک سدیم هیدروکسید را در ‌mL‌20 آب حل کنید.

 3. 5 لوله آزمایش بردارید و آن‌ها را با شماره‌های 1 تا 5 برچسب بزنید. سپس در هر یک mL‌2 محلول پتاسیم پرمنگنات بریزید.

4.  لوله‌ شماره 1 را کنار بگذارید. این لوله حاوی Mn⁺⁷ است که ماده‌ای به آن افزوده نمی‌شود.

5. به لوله ‌2، دو میلی‌لیتر محلول سود و به اندازه‌ یک دانه برنج، گلوکوز بیفزایید. محلول سبز رنگی حاوی Mn⁺⁶ تشکیل می‌شود.

6. در لوله‌ 3، به اندازه‌ یک دانه برنج، گلوکوز بریزید و آن را گرم کنید تا رسوب سیاه رنگ منگنز دی‌اکسید تشکیل شود. اگر از محلول غلیظ پتاسیم پرمنگنات استفاده شود نتیجه بهتری خواهید گرفت.

7. به لوله‌ 4، به اندازه‌ نوک قاشقک، پتاسیم یدید بیفزایید و آن را هم بزنید. رسوب قهوه‌ای رنگ حاوی  Mn⁺³تشکیل می‌شود.

8. حدود یک میلی‌لیتر محلول رقیق سولفوریک اسید غلیظ را در mL‌20 آب حل کنید. mL‌1 از این محلول را در لوله 5 بریزید و mL‌2 آب اکسیژنه غلیظ به آن بیفزایید. محلول حاصل به رنگ صورتی روشن، حاوی Mn⁺² است.

آنچه روی می‌دهد

واکنش تشکیل Mn⁺⁶- لوله شماره 2

واکنش تشکیل Mn⁴⁺- لوله شماره 3

واکنش تشکیلMn³⁺- لوله شماره 4

واکنش تشکیل Mn²⁺- لوله شماره 5

نتیجه‌گیری

تغییر رویکردهای آموزشی از شکل نظری آن به‌صورت آموزش‌های عملی، نوآوری در روش‌های تدریس و تکیه بر روش‌های فعال و نیز ارائه‌ محتوای آموزشی با روش‌های اثر‌بخش، از ضروری‌ترین برنامه‌های توسعه و پیشرفت علوم تجربی در هر جامعه‌ای به‌شمار می‌رود. انجام آزمایش‌های ساده مانند آنچه در این مقاله به آن‌ها پرداخته شد، به دانش‌آموزان فرصت می‌دهد تا فعالیت‌های گروهی را تمرین کنند. همچنین از آنجا که این آزمایش در ارتباط عرضی با فصل 1 شیمی 2 پایه‌ یازدهم قرار دارد، فرصتی را برای دانش‌آموزان فراهم می‌کند تا مباحث کتاب درسی را نیز به خوبی یاد بگیرند.

  پی‌نوشت‌ها

1. Pyrolusite

2. Magnesia

  منابع

1. rruff.geo.arizona.edu/doclib/hom/pyrolusite.pdf Handbook of Mineralogy.

2. Schmidt, Max. "VII. Nebengruppe". Anorganische Chemie II.Wissenschaftsverlag. p. 100–109.

3. Manganese and its compounds, Mildred Williams-Johnson, Division of Toxicology, Agency for Toxic Substances and Disease Registry, Atlanta, Georgia, USA, World Health Organization Geneva.