Alnguns asoectos do manganês

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UNIVERSIDADE ESTADUAL DE GOIÁS                                                                       CÂMPUS ANÁPOLIS DE CIÊNCIAS EXATAS E TECNOLÓGICAS-HENRIQUE SANTILLO                                                                                                                     GRADUAÇÃO EM QUÍMICA INDUSTRIAL - 3º PERÍODO                                                 COMPONENTE CURRICULAR: INORGÂNICA EXPERIMENTAL II                                                                  

ALGUNS ASPECTOS DA QUÍMICA DO MANGANÊS

Agosto

INTRODUÇÃO

       O manganês é um elemento químico que foi identificado em 1774, pelo químico sueco Carl Wilhelm Scheele, enquanto trabalhava com o minério pirolusita, e que foi isolado nesse mesmo ano por seu sócio, Johann Gottlieb Gahn. Raramente usado em sua forma pura, o manganês é fundamental para a fabricação do aço. Combinado com outros elementos, o manganês é fartamente encontrado em toda a crosta terrestre, ocupando o segundo lugar (o primeiro é do ferro) entre os elementos de transição mais abundantes. Suas características físicas e químicas são semelhantes às do ferro, porém é mais duro e mais quebradiço. Em alguns aspectos, o manganês lembra o ferro na atividade química geral. A superfície do metal se oxida em contato com o ar e enferruja com a umidade. Assim como o ferro, ele também se oxida no ar, ou com o oxigênio em altas temperaturas. É encontrado em inúmeros depósitos minerais, sendo essencial para o crescimento das plantas e contribuindo para a redução de nitratos em plantas verdes e algas. É também um elemento essencial em animais mais evoluídos, ajudando a ação de muitas enzimas. Os minérios de manganês que contêm óxido de ferro são primeiramente reduzidos com carvão em altos-fornos ou fornos elétricos, para apurar o ferromanganês, que é usado na produção do aço. Produzido sem manganês, o aço se quebraria quando passasse pelo laminador a quente ou quando fosse prensado numa forja. Os aços possuem, geralmente, menos de 1 por cento de manganês. O aço contendo de 12% a 14% de manganês, que é usado em serviço pesado, ganha dureza e resistência à corrosão, com um núcleo inquebrável.

      O manganês é um metal cinza escuro, duro e quebradiço, obtido por meios eletrolíticos, é usado na preparação de ligas não ferrosas de cobre, alumínio, magnésio e níquel, bem como na produção de elementos químicos de alta pureza. Praticamente todas as ligas comerciais de alumínio e magnésio contêm manganês, para melhorar sua resistência à corrosão e suas propriedades mecânicas. A química do manganês é notável por ser um elemento que apresenta 11 números de oxidação (alguns bastante incomuns), de -3 até +7. O mais estável deles é o +2, correspondendo ao íon Mn2+. O manganês possui configuração 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d5, e a remoção dos elétrons do orbital 4s produz um íon com configuração final d5 (orbital preenchido pela metade) de grande estabilidade. O íon Mn2+ é estável no estado sólido e em soluções ácidas. Contudo, em pH alcalino, precipita como hidróxido [Mn(OH)2], branco, que é rapidamente oxidado pelo O2a MnO(OH)2, marrom. Em solução aquosa, o Mn(III) ocorre apenas na forma de íons complexos. Do contrário, sofre desproporciona mento em Mn(II) e Mn(IV).Compostos de Mn(IV) e Mn(V) existem somente na fase sólida, decompõem-se em contato com soluções aquosas. Mn(VI) corresponde aos manganatos (VI),  MnO4 2-, que são obtidos mediante fusão de MnO2 com KOH com acesso de ar ou na presença de um oxidante (KNO3). Dissolvem-se em água, mas se decompõem em Mn(IV) e Mn(VII) (MnO4 -, permanganato), salvo na presença de álcali (pH > 13). MnO4 2- pode ser convertido em MnO -4 via eletrólise de sua solução alcalina.

OBJETIVO

O objetivo deste experimento é analisar experimentalmente o comportamento do manganês, em processos de oxidação e redução.

MATERIAIS E REAGENTES

Vidrarias

• Pipeta de Pasteur
• Tubo de ensaio

Reagentes

• Ácido Clorídrico (HCL) 6mol/L
• Ácido Oxálico (H₂C₂O₄)
• Ácido Sulfúrico  (H2SO4) 6 mol/L
• Bissulfito de Sódio (NaHSO3)  0,1mol/L
• Hidróxido de Sódio(NaOH) 6mol/L
• Óxido de Manganês (MnO2)
• Permanganato de Potássio (KMnO4)
• Sulfato de Ferro (FeSO4)
• Sulfato de Manganês (MnSO4)
• Sulfito de Sódio(Na2SO3)

PROCEDIMENTO EXPERIMENTAL

O experimento dividiu-se em três etapas, primeira parte utilizou-se seis tubos de ensaios enumerados de +2,+3,+4,+5,+6 e +7 adicionando-se:

No tubo +2  MnSO4 (5 mL);

No tubo +7 KMnO4 (5 mL);

No tubo +4 MnSO4  (5 mL) em seguida 3 gotas de KMnO4;

No tubo +3 MnSO4 (10 mL)  mais  H2SO4(3mL) goteje cuidadosamente gotas de KMnO4;

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