Zastanów się, jak wyjaśnić, że związki chromu(II) są reduktorami, a związki chromu(VI) – utleniaczami.

Związki pierwiastka na jego najwyższym stopniu utlenienia są utleniaczami, ponieważ same mogą ulegać jedynie redukcji. Dlatego chromiany(IV) są utleniaczami, natomiast związki chromu(II) (najniższy możliwy stopień utlenienia chromu w związkach) – reduktorami.

Zastanów się, jakie są możliwości zmiany stopni utlenienia manganu? Co wynika z konfiguracji elektronowej manganu?

${\mathrm{KMnO}}_4$ jest silnym utleniaczem, który, w zależności od środowiska reakcji,  redukuje się do związków manganu VI, IV lub II.

${\mathrm{MnO}}_2$ może być zarówno utleniaczem, jak i reduktorem. Utleniaczem jest np. w reakcji z $\mathrm{HCl}$, w której produktem jest gazowy chlor. Reduktorem np. w reakcji z chloranem(V) potasu w środowisku zasadowym, której produktem jest manganian(VI) potasu i chlorek potasu.

Reakcja przebiega zgodnie z równaniem:

$2{\mathrm{KMnO}}_4+16\mathrm{HCl}\to 2\mathrm{KCl}+2{\mathrm{MnCl}}_2+5{\mathrm{Cl}}_2\uparrow +8{\mathrm{H}}_2\mathrm{O}$

W reakcji powstało:

$\frac{\mathrm{8,96} {\mathrm{dm}}^3}{\mathrm{22,4} {\displaystyle \frac{{\mathrm{dm}}^3}{\mathrm{mol}}}}=\mathrm{0,4} \mathrm{mol} {\mathrm{Cl}}_2$

Przereagowało:

$\frac{16·\mathrm{0,4}}{5}=\mathrm{1,28}$ mola kwasu chlorowodorowego

$V_{\mathrm{HCl}}=\frac{n}{C_{\mathrm{m}}} = \frac{\mathrm{1,28} \mathrm{mol}}{12 {\displaystyle \frac{\mathrm{mol}}{{\mathrm{dm}}^3}}} = \mathrm{0,1067} {\mathrm{dm}}^3$

W reakcji wzięło udział 0,1067 dmIndeks górny 3³ kwasu chlorowodorowego.

Reakcja przebiega zgodnie z równaniem:

Bilans elektronowy:

$\stackrel{\mathrm{VI}}{{\mathrm{MnO}}_4^{2-}}\to \stackrel{\mathrm{VII}}{{\mathrm{MnO}}_4^{-}}+{\mathrm{e}}^{-} /·2$

$2 {\mathrm{H}}_2\mathrm{O}+{\mathrm{MnO}}_4^{2-}+2 {\mathrm{e}}^{-}\to {\mathrm{MnO}}_2+4 {\mathrm{OH}}^{-}$

$3 {\mathrm{MnO}}_4^{2-}+2 {\mathrm{H}}_2\mathrm{O}\to 2 {\mathrm{MnO}}_4^{-}+{\mathrm{MnO}}_2+4 {\mathrm{OH}}^{-}$

W reakcji, oprócz tlenu, powstają manganian(VI) potasu i tlenek manganu(IV).

Reakcja przebiega zgodnie z równaniem:

$\underset{2\mathrm{mol}}{2{\mathrm{KMnO}}_4}\to {\mathrm{K}}_2{\mathrm{MnO}}_4+{\mathrm{MnO}}_2+\underset{1\mathrm{mol}}{{\mathrm{O}}_2\uparrow }$

Rozkładowi uległo 7,90 g ${\mathrm{KMnO}}_{4 }$.

$n_{{\mathrm{KMnO}}_4}=\frac{\mathrm{7,90}\mathrm{g}}{\mathrm{158,03}\frac{\mathrm{g}}{\mathrm{mol}}}=\mathrm{0,05}\mathrm{mol}$

$n_{{\mathrm{O}}_2}=\frac{\mathrm{0,05}\mathrm{mol}}{2}=\mathrm{0,025}\mathrm{mol}$

$V_{{\mathrm{O}}_2}=\mathrm{0,025}\mathrm{mol}\cdot \mathrm{22,4}\frac{{\mathrm{dm}}^3}{\mathrm{mol}}=\mathrm{0,56}{\mathrm{dm}}^3=560{\mathrm{cm}}^3$

Uzyskano $560 {\mathrm{cm}}^3$ tlenu.