Группа VIIБ

Мn, Тc, Re – элементы, образующие группу VIIБ. Конфигурация валентных электронов этих элементов ns²(n-1)d⁵: Mn 4s²3d⁵, Tc 5s²4d⁵, Re 6s²5d⁵.

Из элементов этой группы наиболее распространен в природе марганец. Он относится к жизненно необходимым элементам – металлам жизни. Рений и технеций не являются биогенными элементами. Рений содержится в земной коре в незначительных количествах, технеций – радиоактивный элемент, в природе практически не встречается, получен искусственным путем.

Марганец в своих соединениях проявляет степени окисления: +2, +3, +4, +6, +7.

В природе наиболее распространены соединения марганца со степенью окисления +2. Из них наиболее важны оксид, гидроксид и соли.

В медицинской практике из соединений марганца наиболее широко используют перманганат калия KMnO₄. Перманганатами называются соли марганцевой кислоты HMnO₄. В них Mn имеет высшую положительную степень окисления +7, поэтому перманганаты являются сильными окислителями. В зависимости от реакции среды они образуют различные продукты восстановления:

Как видно из уравнений, окислителями являются анионы MnO₄^–. Однако в таких формах марганец в биологических системах не существует. Очевидно, это связано с тем, что сильные окислители неприемлемы для организма как постоянные компоненты.

Для организма перманганаты являются ядами. Обезвреживание их как ядов может идти за счет окислительно-восстановительной реакции. Например:

2KMnO₄ + 5H₂O₂ + 6CH₃COOH = 2Mn(CH₃COO)₂ + 2CH₃COOK + 8H₂O + 5O₂.

В уксуснокислой среде 3%-ный раствор Н₂О₂ действует как восстановитель. Эта реакция используется для лечения острых отравлений перманганатом.

Перманганат калия взаимодействует с органическими компонентами клеток тканей и органическими веществами протоплазмы микробов. При этом KMnO₄ восстанавливается до MnO₂, который также может взаимодействовать с белками, образуя комплекс бурого цвета.

Бактерицидные и прижигающие свойства перманганата обусловлены его окислительным и коагулирующим действием на белки. Вследствие того, что белки коагулируют, перманганат калия является препаратом наружного действия. Его противомикробное действие проявляется только на поверхности кожи и слизистых оболочек. Раствор KMnO₄ применяют также для окисления токсичных органических веществ, переводя их в менее токсичные формы. Например, морфин окисляется в малотоксичный оксиморфин.

KMnO₄ используют в клиническом и биохимическом анализе для определения некоторых ферментов.В санитарно-гигиенической практике используют метод перманганатометрии для определения окисляемости природных вод, а также промышленных сточных вод. Метод основан на высоких окислительных свойствах перманганата, которые проявляются во взаимодействии его с примесными органическими компонентами воды.

Перманганатометрия относится к методам окислительно-восстановительного титрования. Сущность метода заключается во взаимодействии раствора восстановителя (титруемый раствор) с раствором окислителя (рабочий раствор).

В окислительно-восстановительных реакциях молярная масса эквивалента вещества равна молярной массе, деленной на число отданных или присоединенных в данной реакции электронов. Например, в реакции окисления сульфата железа (II) перманганатом калия:

2KMnO₄ + 10FeSO₄ + 8H₂SO₄ = 2MnSO₄ + 5Fe₂(SO₄)₃ + K₂SO₄ + 8H₂O

Каждый ион Fe²⁺ отдает один электрон, а каждый ион MnO₄^– принимает пять электронов. Поэтому:

М_Э (FeSO₄) =

М_Э (KMnO₄) =