Question

Написать (последовательно) химические процессы, происходящие при контакте марганца с раствором нитрата ртути (II). Обосновать возможность их протекания.

Answer 1

В результате взаимодействия марганца нитратом ртути (II) (Mn + Hg(NO3)2  = ?) происходит образование средней соли нитрата марганца (II) и выделение свободной ртути (замещение).  

Mn + Hg(NO3)2 → Mn(NO3)2 + Hg

Марганец будет восстанавливать нитрат ртути (II) не сразу до металлической ртути - промежуточным звеном будет Hg2(NO3)2.

Ионное уравнение    Mn + Hg²+ + 2NO3¯ → Hg + Mn²+ + 2NO3¯

                                                             Mn + Hg²+ →  Hg + Mn²+

Данная реакция возможна, поскольку марганец является более активным металлом чем ртуть.  

Answer 2

Химические процессы, происходящие при контакте марганца с раствором нитрата ртути (II), могут быть следующими:

1. Окисление марганца металлом ртути (II): Mn(s) + Hg(NO3)2(aq) → Mn(NO3)2(aq) + Hg(l)

Пояснение: В данной реакции марганец (Mn) окисляется металлом ртути (II) (Hg) в ион марганца (II) (Mn^2+), а металлическая ртуть (Hg) восстанавливается до иона ртути (II) (Hg^2+). Образование иона марганца (II) обусловлено передачей электронов от марганца к металлической ртути.

2. Образование осадка марганцевого(II) нитрата: Mn(NO3)2(aq) → Mn^2+(aq) + 2NO3^-(aq)

Пояснение: Раствор нитрата марганца (II) ионизуется в ионы марганца (II) и нитрата (NO3^-).

3. Образование осадка ртути(II) нитрата: Hg(NO3)2(aq) → Hg^2+(aq) + 2NO3^-(aq)

Пояснение: Раствор нитрата ртути (II) ионизуется в ионы ртути (II) и нитрата (NO3^-).

4. Образование осадка марганцевой диоксиды (оксида марганца(IV)): 2Mn(NO3)2(aq) + O2(g) → 2MnO2(s) + 4NO3^-(aq)

Пояснение: Ионы марганца (II) в растворе взаимодействуют с молекулами кислорода (O2) из воздуха, что приводит к образованию осадка марганцевой диоксиды (MnO2). Ионы нитрата (NO3^-) остаются в растворе.

Обоснование возможности протекания реакций:

Все вышеперечисленные реакции имеют термодинамический потенциал для протекания, так как образование осадков (марганцевого диоксида и ртути(II) нитрата) является необратимым процессом и сопровождается выделением энергии в виде тепла.

Кроме того, реакции идут в соответствии с принципом сохранения массы и заряда. В итоге в растворе образуются ионы марганца(II) (Mn^2+) и ртути(II) (Hg^2+), а ионы нитрата (NO3^-) остаются в растворе, что подтверждает соблюдение принципа сохранения заряда.

Однако важно отметить, что химические реакции могут зависеть от условий проведения, таких как концентрация реагентов, температура и pH среды. В некоторых случаях могут возникать и другие побочные реакции или реакции конкурирующего типа.