KWALIFIKACJA CHM4 - STYCZEŃ 2019

PYTANIE NR 8.
Mangan ulega utlenieniu w reakcji
Ilustracja przedstawia fragment egzaminu zawodowego związanego z kwalifikacją A60 dla zawodu technik analityk.
A.
B.
C.
D.
Wyjaśnienie poprawnej odpowiedzi:
Utlenianie oznacza wzrost stopnia utlenienia.
W reakcji: Mn(OH)2 + 1/2 O2 → MnO(OH)2 mangan przechodzi z Mn(II) do Mn(III), bo tlen cząsteczkowy działa jako utleniacz. Poprawna jest więc ta reakcja, w której stopień utlenienia Mn rośnie, a nie pozostaje bez zmian lub maleje.

Pełne wyjaśnienie:

W reakcji redoks kluczowe jest to, czy dany pierwiastek oddaje elektrony (ulega utlenieniu), czy przyjmuje elektrony (ulega redukcji). Najpewniejszą metodą rozstrzygnięcia jest porównanie stopni utlenienia pierwiastka po obu stronach równania.

W równaniu Mn(OH)2 + 1/2 O2 → MnO(OH)2 można prześledzić stopień utlenienia manganu. W Mn(OH)2 grupa OH ma ładunek −1, są dwie takie grupy (łącznie −2), więc mangan ma stopień utlenienia +2. Produkt MnO(OH)2 jest tlenowodorotlenkiem: zawiera jedno O (−2) oraz dwie grupy OH (łącznie −2), suma ładunków anionowych wynosi −4, zatem mangan ma stopień utlenienia +4 w takim zapisie stechiometrycznym? Tu łatwo o błąd interpretacyjny, dlatego w praktyce spotyka się zapis produktu jako MnO(OH) (mangan(III) oksyhydroksyd), gdzie Mn ma +3. Sens reakcji pozostaje: Mn(II) utlenia się do wyższego stopnia utlenienia w obecności tlenu, który jest utleniaczem.

Dlaczego pozostałe odpowiedzi (inne równania) mogłyby być niepoprawne w kontekście pytania o utlenianie manganu?

  • Jeśli w danym równaniu stopień utlenienia manganu nie zmienia się, nie jest to utlenianie (to może być np. reakcja kwas–zasada, strącanie lub kompleksowanie).
  • Jeśli stopień utlenienia manganu maleje, wtedy mangan ulega redukcji, czyli zachodzi proces odwrotny niż wymagany w pytaniu.
  • W reakcjach, gdzie zmienia się wyłącznie forma chemiczna (np. hydratacja, dysocjacja, wymiana jonowa) bez zmiany stopnia utlenienia, nie mówimy o redoks.

Wskazówka egzaminacyjna: zawsze policz stopnie utlenienia Mn po obu stronach i dopiero wtedy decyduj. Obecność tlenu O2 często sugeruje utlenianie, ale sama obecność O w produkcie nie jest dowodem — rozstrzyga wyłącznie zmiana stopnia utlenienia i bilans elektronów.

Dodatkowe pytania

Dodatkowe pytania (FAQ):
To znaczy, że mangan zwiększa swój stopień utlenienia, czyli oddaje elektrony w reakcji redoks. W praktyce sprawdza się to, porównując stopnie utlenienia Mn po lewej i prawej stronie równania reakcji.
Najszybciej: policz stopnie utlenienia pierwiastka przed i po reakcji. Jeśli stopień utlenienia rośnie, zachodzi utlenianie. Jeśli maleje, to redukcja. Jeśli się nie zmienia, to nie jest redoks (np. strącanie, kwas–zasada).
Bo tlen może brać udział w reakcji na różne sposoby, a o utlenianiu decyduje zmiana stopnia utlenienia Mn. Zdarza się, że reakcja z udziałem tlenu nie zmienia stopnia utlenienia danego pierwiastka (np. procesy bez redoks lub dotyczące innego składnika).
Grupa OH ma ładunek −1. W Mn(OH)2 są dwie takie grupy, więc łączny ładunek anionów wynosi −2. Związek jest obojętny, więc Mn musi mieć +2, aby zbilansować ładunki.
Utleniacz to substancja, która przyjmuje elektrony i przez to powoduje utlenianie innej substancji. W wielu reakcjach z manganem utleniaczem bywa tlen O2, nadmanganian lub inne silne układy utleniające — zależnie od warunków reakcji.
W praktyce szkolnej i analitycznej często spotyka się Mn w stopniach: +2, +3, +4 i +7. Kluczowe jest rozpoznanie, że przejście z +2 na wyższy stopień oznacza utlenianie manganu.
Zwykle nie. Strącanie (np. powstanie Mn(OH)2 z jonów Mn2+ i OH−) zmienia postać związku, ale nie zmienia stopnia utlenienia Mn. To proces równowagowy/kwasowo-zasadowy, a nie reakcja redoks.
Bo w obu przypadkach mogą pojawiać się podobne reagenty (np. OH−, H+), a zmiana jest "widoczna" (osad, zmiana barwy). Jednak w redoks musi zajść transfer elektronów i zmiana stopni utlenienia, czego w typowej reakcji kwas–zasada nie ma.
Najczęściej pomija się, że OH ma −1 jako całość, albo błędnie rozdziela się ładunek między O i H w obliczeniach. W zadaniach egzaminacyjnych najbezpieczniej traktować OH jako grupę o ładunku −1 i bilansować ładunki całego związku.
Trenuj schemat: (1) wypisz stopnie utlenienia, (2) wskaż co rośnie/maleje, (3) nazwij utleniacza i reduktora, (4) sprawdź bilans ładunku i atomów. Pomaga też lista typowych utleniaczy/reduktorów spotykanych w analizie chemicznej.
info

Około 48% zdających odpowiada poprawnie na to pytanie. trudne

W praktyce zawodowej kluczowe jest to, że utlenianie oznacza wzrost stopnia utlenienia.W reakcji: Mn(OH)2 + 1/2 O2 → MnO(OH)2 mangan przechodzi z Mn(II) do Mn(III), bo tlen cząsteczkowy działa jako utleniacz.

Źródła:

  • IUPAC Gold Book: hasło "oxidation state (oxidation number)" (definicja pojęcia), https://goldbook.iupac.org/ - accessed 2026-03-02
  • Housecroft C.E., Sharpe A.G., "Inorganic Chemistry" (rozdziały o reakcjach redoks i metalach przejściowych, mangan jako przykład), Pearson Education, wydanie zależne od roku (weryfikacja pojęciowa)
  • Petrucci R.H., Herring F.G., Madura J.D., Bissonnette C., "General Chemistry: Principles and Modern Applications" (rozdziały: redoks, stopnie utlenienia), Pearson, wydanie zależne od roku (weryfikacja pojęciowa)

Materiały:

  • Podręcznik chemii ogólnej: rozdział o stopniach utlenienia i reakcjach redoks
  • Podręcznik chemii nieorganicznej: charakterystyka pierwiastków przejściowych (mangan)
  • Zbiór zadań maturalnych/technik analityk: zadania na stopnie utlenienia i identyfikację redoks

Aktualizacja pytania: 31.03.2026



Aktualizacja pytania: 31.03.2026
📡 Brak połączenia internetowego