Nebengruppenelemente

1. Nebengruppenelemente zeigen metallische Eigenschaften. Das zeigt sich unter anderem in ihrem typischen Reaktionsverhalten.

 1.1. Begründen Sie ausgehend vom Atombau die Stellung des Mangans im PSE sowie das häufige Auftreten der Oxidationsstufen +2 und +7 bei diesem Element.

1.2. Erdalkalimetalle treten im Allgemeinen nur in einer Oxidationszahl auf. Dagegen weisen Nebengruppenelemente eine Vielzahl von Oxidationsstufen auf. Geben Sie dafür eine Erklärung.

1.3. Cobalt-Ionen bilden mit Ammoniak zwei verschiedene Komplex-Ionen:

       (I) [Co(NH3)6]2+                      (II) [Co(NH3)6]3+

       Benennen Sie diese Ionen.

       Beide Ionen unterscheiden sich in der Komplexstabilität. Begründen Sie diese Aussage!

 2. Zur Darstellung von reinem Mangan kann Manganerz geröstet werden, wodurch Mangan(II,III)-oxid entsteht, das anschließend mit Aluminium vollständig reduziert wird.

 2.1. Entwickeln Sie die Gleichung für die Reaktion von Mangan(II,III)-oxid (Mischoxid aus Mangan(II)-oxid und Mangan(III)-oxid) mit Aluminium.                  

2.2. Berechnen Sie die molare Reaktionsenthalpie für diese Reaktion!

       Hinweis: ΔBH (Mangan(II,III)-oxid) = -1388 kJ/mol

2.3. Welche Masse an Aluminium muß eingesetzt werden, um 50g Mangan(II,III)-oxid umzusetzen. Berechnen Sie weiter die bei dieser Reaktion auftretende Reaktionsenthalpie!

3. Eine Möglichkeit Mangan(II)-Ionen nachzuweisen, wird durch folgende Reaktionsgleichung beschrieben:

 Mn2+ + 2 NO3- + 4 OH- MnO42- + 2 NO2- + 2 H2O

 3.1. Bestimmen Sie die Reaktionsart! Begründen Sie Ihre Entscheidung!

3.2. Charakterisieren Sie die Funktion der Mangan(II)-, Nitrat- und Hydroxid-Ionen!

 4. Eine wässrige Kaliumpermanganatlösung wird beim Einleiten von Schwefeldioxid entfärbt. Danach liegen unter anderem Sulfat-Ionen in der Lösung vor.

 4.1. Entwickeln Sie die Reaktionsgleichungen in Ionenschreibweise!

       Hinweis: Gehen Sie von der Annahme aus, dass sich beim Einleiten von Schwefeldioxid in Wasser erst entsprechende Ionen bilden.

4.2. Begründen Sie an Hand entsprechender Redoxpotenziale, dass die Redoxreaktion in der beschriebenen Weise verläuft.

       SO32- + 3 H2O SO42- + 2 H3O+    bzw.    SO32- + 2 H2O SO42- + 2H+      E°= + 0,14 V

       Mn2+ + 12 H2O MnO42- + 8 H3O+ bzw.  Mn2+ + 4 H2O MnO42- + 8 H+ E° = + 1,51 V