Ang mga mineral na manganese, lalo na ang pyrolusite, ay kilala noong sinaunang panahon. Ang Pyrolusite ay itinuturing na isang uri ng magnetic iron ore at ginamit sa paggawa ng salamin para sa paglilinaw. Ang katotohanan na ang mineral, hindi katulad ng tunay na magnetic iron ore, ay hindi naaakit ng magnet, ay ipinaliwanag sa medyo nakakaaliw na paraan: pinaniniwalaan na ang pyrolusite ay isang babaeng mineral at walang malasakit sa mga magnet.

Noong ika-18 siglo, ang mangganeso ay nahiwalay sa dalisay nitong anyo. At ngayon ay pag-uusapan natin ito nang detalyado. Kaya, pag-usapan natin kung ang manganese ay nakakapinsala, kung saan mo ito mabibili, kung paano makakuha ng mangganeso at kung ito ay sumusunod sa GOST.

Ang Manganese ay kabilang sa katulad na pangkat 7 pangkat 4 na panahon. Ang elemento ay karaniwan - ito ay nasa ika-14 na ranggo.

Ang elemento ay kabilang sa mabibigat na metal - atomic weight na higit sa 40. Ito ay na-passivated sa hangin - na sakop ng isang siksik na oxide film, na pumipigil sa karagdagang reaksyon sa oxygen. Salamat sa pelikulang ito, hindi ito aktibo sa ilalim ng normal na mga kondisyon.

Kapag pinainit, ang manganese ay tumutugon sa maraming simpleng mga sangkap, acid at base, na bumubuo ng mga compound na may ibang-iba na estado ng oksihenasyon: -1, -6, +2, +3, +4, +7. Ang metal ay isang transition metal, samakatuwid ito ay nagpapakita ng parehong pagbabawas at oxidizing properties na may pantay na kadalian. Sa mga metal, halimbawa, na may, ito ay bumubuo ng mga solidong solusyon nang hindi tumutugon.

Sasabihin sa iyo ng video na ito kung ano ang manganese:

Mga tampok at pagkakaiba mula sa iba pang mga materyales

Ang Manganese ay isang silvery-white metal, siksik, matigas, na may hindi pangkaraniwang kumplikadong istraktura. Ang huli ay ang dahilan para sa hina ng sangkap. Mayroong 4 na kilalang pagbabago ng mangganeso. Ang mga haluang metal na may metal ay ginagawang posible na patatagin ang alinman sa mga ito at makakuha ng mga solidong solusyon na may ibang mga katangian.

• Ang Manganese ay isa sa mga mahahalagang microelement. Bukod dito, pantay na naaangkop ito sa mga halaman at hayop. Ang elemento ay kasangkot sa potosintesis, sa proseso ng paghinga, nagpapagana ng isang bilang ng mga enzyme, ay isang kailangang-kailangan na kalahok sa metabolismo ng kalamnan, at iba pa. Ang pang-araw-araw na dosis ng mangganeso para sa mga tao ay 2-9 mg. Parehong mapanganib ang kakulangan at labis ng isang elemento.
• Ang metal ay mas mabigat at mas matigas kaysa sa bakal, ngunit walang praktikal na paggamit sa dalisay nitong anyo dahil sa mataas na hina nito. Ngunit ang mga haluang metal at compound nito ay hindi pangkaraniwang malaking kahalagahan sa pambansang ekonomiya. Ito ay ginagamit sa ferrous at non-ferrous metalurgy, sa produksyon ng mga fertilizers, sa electrical engineering, sa fine organic synthesis, at iba pa.
• Ang Manganese ay medyo naiiba sa mga metal ng sarili nitong subgroup. Ang Technetium ay isang radioactive na elemento na nakuha sa artipisyal na paraan. Ang rhenium ay inuri bilang isang bakas at bihirang elemento. Ang Bohrium ay maaari lamang makuha sa artipisyal na paraan at hindi nangyayari sa kalikasan. Ang kemikal na reaktibiti ng parehong technetium at rhenium ay mas mababa kaysa sa mangganeso. Maliban sa nuclear fusion, ang manganese lamang ang may praktikal na aplikasyon.

Manganese (larawan)

Mga kalamangan at kahinaan

Ang pisikal at kemikal na mga katangian ng metal ay tulad na sa pagsasagawa ay hindi sila nakikitungo sa mangganeso mismo, ngunit sa maraming mga compound at haluang metal nito, kaya ang mga pakinabang at disadvantages ng materyal ay dapat isaalang-alang mula sa puntong ito ng pananaw.

• Ang Manganese ay bumubuo ng iba't ibang uri ng mga haluang metal na may halos lahat ng mga metal, na isang tiyak na plus.
• ganap na natutunaw sa isa't isa, iyon ay, bumubuo sila ng mga solidong solusyon na may anumang ratio ng mga elemento, homogenous sa mga katangian. Sa kasong ito, ang haluang metal ay magkakaroon ng mas mababang punto ng kumukulo kaysa sa mangganeso.
• Mga haluang metal ng elemento na may carbon at pinakamahalagang praktikal. Ang parehong mga haluang metal ay may malaking kahalagahan sa industriya ng bakal.
• Marami at iba't ibang mga compound ng mangganeso ang ginagamit sa industriya ng kemikal, tela, salamin, sa paggawa ng mga pataba, at iba pa. Ang batayan para sa pagkakaiba-iba na ito ay ang aktibidad ng kemikal ng sangkap.

Ang mga disadvantages ng metal ay nauugnay sa mga kakaiba ng istraktura nito, na hindi pinapayagan ang metal mismo na gamitin bilang isang materyal na istruktura.

• Ang pangunahing isa ay ang hina na may mataas na katigasan. Mn hanggang +707 C ay nag-crystallize sa isang istraktura kung saan ang cell ay may kasamang 58 atoms.
• Medyo mataas na punto ng kumukulo; ang pagtatrabaho sa metal na may mataas na halaga ay mahirap.
• Napakababa ng electrical conductivity ng manganese, kaya limitado rin ang paggamit nito sa electrical engineering.

Pag-uusapan natin ang mga kemikal at pisikal na katangian ng mangganeso sa susunod.

Mga katangian at katangian

Ang mga pisikal na katangian ng metal ay nakadepende nang husto sa temperatura. Isinasaalang-alang ang pagkakaroon ng kasing dami ng 4 na pagbabago, hindi ito nakakagulat.

Ang mga pangunahing katangian ng sangkap ay ang mga sumusunod:

• density - sa normal na temperatura ay 7.45 g / cu. cm Ito ang halagang ito na mahina ay nakasalalay sa temperatura: halimbawa, kapag pinainit hanggang 600 C, ang density ay bumababa lamang ng 7%;
• punto ng pagkatunaw - 1244 C;
• punto ng kumukulo - 2095 C;
• Ang thermal conductivity sa 25 C ay 66.57 W/(m K), na isang mababang indicator para sa isang metal;
• tiyak na kapasidad ng init – 0.478 kJ/(kg K);
• ang koepisyent ng linear expansion, na sinusukat sa 20 C, ay katumbas ng 22.3·10 -6 deg -1 - ; Ang kapasidad ng init at thermal conductivity ng isang substance ay tumataas nang linearly sa pagtaas ng temperatura;
• electrical resistivity ay 1.5–2.6 μΩ m, bahagyang mas mataas kaysa sa lead.

Ang Manganese ay paramagnetic, iyon ay, ito ay nagiging magnetized sa isang panlabas na magnetic field at naaakit sa isang magnet. Ang metal ay napupunta sa isang antiferromagnetic na estado sa mababang temperatura, at ang temperatura ng paglipat ay iba para sa bawat pagbabago.

Ang istraktura at komposisyon ng mangganeso ay inilarawan sa ibaba.

Manganese at mga compound nito ang paksa ng video sa ibaba:

Istraktura at komposisyon

Apat na pagbabago sa istruktura ng sangkap ang inilarawan, na ang bawat isa ay matatag sa isang tiyak na hanay ng temperatura. Ang paghahalo sa ilang mga metal ay maaaring magpatatag sa anumang yugto.

• Hanggang sa 707 C Ang a-modification ay stable. – isang cubic body-centered na sala-sala, ang unit cell na kinabibilangan ng 58 atoms. Ang istraktura na ito ay napaka kumplikado at nagiging sanhi ng mataas na hina ng sangkap. Ang mga tagapagpahiwatig nito - kapasidad ng init, thermal conductivity, density - ay ibinibigay bilang mga katangian ng sangkap.
• Sa 700–1079 C Ang b-phase na may parehong uri ng sala-sala, ngunit may mas simpleng istraktura ay matatag: ang cell ay binubuo ng 20 atoms. Sa yugtong ito, ang mangganeso ay nagpapakita ng isang tiyak na kaplastikan. Densidad ng b-modification - 7.26 g/cu. Madaling maayos ang phase sa pamamagitan ng pagsusubo sa substance sa temperaturang mas mataas sa temperatura ng phase transition.
• Sa temperatura mula 1079 C hanggang 1143 Ang C g phase ay matatag. Ito ay nailalarawan sa pamamagitan ng isang kubiko na nakasentro sa mukha na sala-sala na may isang cell na may 4 na atomo. Ang pagbabago ay nailalarawan sa pamamagitan ng plasticity. Gayunpaman, hindi posible na ganap na ayusin ang bahagi sa paglamig. Sa temperatura ng paglipat, ang density ng metal ay 6.37 g / kubiko. cm, na may normal – 7.21 g/kubiko. cm.
• Sa itaas 1143 C at hanggang kumukulo ang d-phase na may body-centered cubic lattice, ang cell na may kasamang 2 atoms, ay nagpapatatag. Ang density ng pagbabago ay 6.28 g/cu. Ito ay kagiliw-giliw na ang d-Mn ay maaaring pumunta sa isang antiferromagnetic na estado sa mataas na temperatura - 303 C.

Ang mga yugto ng paglipat ay may malaking kahalagahan sa paggawa ng iba't ibang mga haluang metal, lalo na dahil ang mga pisikal na katangian ng mga pagbabago sa istruktura ay naiiba.

Ang produksyon ng mangganeso ay inilarawan sa ibaba.

Produksyon

Kadalasan, ngunit mayroon ding mga independiyenteng deposito. Kaya, hanggang sa 40% ng mga reserba sa mundo ng mga manganese ores ay puro sa teritoryo ng deposito ng Chiatura.

Ang elemento ay nakakalat sa halos lahat ng mga bato at madaling nahuhugasan. Ang nilalaman nito sa tubig ng dagat ay mababa, ngunit sa ilalim ng mga karagatan ay bumubuo ito ng mga nodule kasama ng bakal, kung saan ang nilalaman ng elemento ay umabot sa 45%. Ang mga depositong ito ay itinuturing na nangangako para sa karagdagang pag-unlad.

Mayroong ilang mga malalaking deposito ng mangganeso sa teritoryo ng Russia, kung kaya't ito ay isang mahirap na hilaw na materyal para sa Russian Federation.

Ang pinakasikat na mineral: pyrolusite, magnetite, braunite, manganese spar at iba pa. Ang nilalaman ng elemento sa mga ito ay nag-iiba mula 62 hanggang 69%. Nakuha sa pamamagitan ng quarry o mine method. Bilang isang tuntunin, ang mineral ay pre-enriched.

Ang produksyon ng mangganeso ay direktang nauugnay sa paggamit nito. Ang pangunahing mamimili nito ay ang industriya ng bakal, at ang mga pangangailangan nito ay hindi nangangailangan ng metal mismo, ngunit ang tambalan nito na may bakal - ferromanganese. Samakatuwid, kapag pinag-uusapan ang pagkuha ng mangganeso, madalas nilang ibig sabihin ang tambalang kailangan sa ferrous metalurgy.

Dati, ang ferromanganese ay ginawa sa mga blast furnace. Ngunit dahil sa kakulangan ng coke at ang pangangailangan na gumamit ng mahihirap na manganese ores, ang mga tagagawa ay lumipat sa smelting sa mga electric furnace.

Para sa pagtunaw, ginagamit ang bukas at saradong mga hurno na may linya ng karbon - kaya gumagawa ng ferromanganese carbon. Ang pagtunaw ay isinasagawa sa isang boltahe ng 110-160 V, gamit ang dalawang pamamaraan - flux at flux-free. Ang pangalawang paraan ay mas matipid, dahil pinapayagan nito ang elemento na makuha nang mas ganap, gayunpaman, na may mataas na nilalaman ng silica sa ore, posible lamang ang paraan ng pagkilos ng bagay.

• Fluxless na pamamaraan- tuloy-tuloy na proseso. Ang isang singil ng manganese ore, coke at iron filings ay ikinarga habang ito ay natutunaw. Mahalagang tiyakin na mayroong sapat na ahente ng pagbabawas. Ang ferromanganese at slag ay inilalabas nang sabay-sabay 5-6 beses bawat shift.
• Silicomanganese ginawa ng isang katulad na pamamaraan sa isang electric melting furnace. Ang singil, bilang karagdagan sa ore, ay may kasamang manganese slag - walang phosphorus, quartzite at coke.
• Manganese metal nakuha katulad ng pagtunaw ng ferromanganese. Ang hilaw na materyal ay basura mula sa paghahagis at pagputol ng haluang metal. Matapos matunaw ang haluang metal at ang singil, idinagdag ang silicomanganese, at 30 minuto bago matapos ang pagtunaw, hinipan ito ng naka-compress na hangin.
• Ang isang chemically pure substance ay nakuha electrolysis.

Aplikasyon

90% ng produksyon ng manganese sa mundo ay napupunta sa industriya ng bakal. Bukod dito, ang karamihan sa mga metal ay kinakailangan hindi para sa paggawa ng mga haluang metal sa kanilang sarili, ngunit para sa at kasama ang 1% ng elemento. Bukod dito, maaari nitong ganap na palitan ang nikel kung ang nilalaman nito ay tumaas sa 4-16%. Ang katotohanan ay ang manganese ay nagpapatatag ng austenite phase sa bakal.

Ang Manganese ay isang metal na kawili-wili hindi sa sarili nito kundi sa mga katangian ng maraming compound nito. Gayunpaman, mahirap i-overestimate ang kahalagahan nito bilang isang alloying element.

Ang reaksyon ng manganese oxide na may aluminyo ay ipinakita sa video na ito:

Sa loob ng mahabang panahon, ang isa sa mga compound ng elementong ito, lalo na ang dioxide nito (kilala bilang pyrolusite) ay itinuturing na isang uri ng mineral na magnetic iron ore. Noong 1774 lamang natuklasan ng isa sa mga Swedish chemist na ang pyrolusite ay naglalaman ng hindi pa natutuklasang metal. Bilang resulta ng pag-init ng mineral na ito sa karbon, posible na makuha ang parehong hindi kilalang metal. Sa una ay tinawag itong manganum, nang maglaon ay lumitaw ang modernong pangalan - mangganeso. Ang elemento ng kemikal ay may maraming mga kagiliw-giliw na katangian, na tatalakayin sa ibaba.

Matatagpuan sa isang side subgroup ng ikapitong grupo ng periodic table (mahalaga: lahat ng elemento ng side subgroups ay metal). Electronic formula 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d5 (karaniwang d-element formula). Ang Manganese bilang isang libreng substance ay may kulay pilak-puting kulay. Dahil sa aktibidad ng kemikal nito, ito ay nangyayari sa kalikasan lamang sa anyo ng mga compound tulad ng oxides, phosphate at carbonate. Ang sangkap ay refractory, ang natutunaw na punto ay 1244 degrees Celsius.

Interesting! Isang isotope lamang ng isang elemento ng kemikal ang matatagpuan sa kalikasan, na mayroong atomic mass na 55. Ang natitirang isotopes ay nakuha sa artipisyal na paraan, at ang pinaka-stable na radioactive isotope na may atomic mass na 53 (half-life ay humigit-kumulang kapareho ng sa uranium ).

Katayuan ng oksihenasyon ng mangganeso

Mayroon itong anim na magkakaibang estado ng oksihenasyon. Sa zero oxidation state, ang elemento ay may kakayahang bumuo ng mga kumplikadong compound na may mga organic na ligand (halimbawa, P(C5H5)3), pati na rin ang mga inorganic na ligand:

• carbon monoxide (dimanganese decacarbonyl),
• nitrogen,
• phosphorus trifluoride,
• nitric oxide.

Ang +2 na estado ng oksihenasyon ay tipikal para sa mga manganese salt. Mahalaga: ang mga compound na ito ay may puro restorative properties. Ang pinaka-matatag na compound na may oxidation state na +3 ay Mn2O3 oxide, pati na rin ang hydrate nitong oxide Mn(OH)3. Sa +4, ang pinaka-matatag ay ang MnO2 at ang amphoteric oxide-hydroxide MnO(OH)2.

Ang estado ng oksihenasyon ng manganese +6 ay tipikal para sa manganese acid at mga asin nito, na umiiral lamang sa isang may tubig na solusyon. Ang estado ng oksihenasyon ng +7 ay tipikal para sa permanganic acid, anhydride nito, at mga asing-gamot - permanganate (katulad ng perchlorates) - malakas na oxidizing agent, na umiiral lamang sa isang may tubig na solusyon. Kapansin-pansin, kapag binabawasan ang potassium permanganate (sa pang-araw-araw na buhay na tinatawag na potassium permanganate), tatlong magkakaibang reaksyon ang posible:

• Sa pagkakaroon ng sulfuric acid, ang MnO4-anion ay nabawasan sa Mn2+.
• Kung ang medium ay neutral, ang MnO4- ion ay nababawasan sa MnO(OH)2 o MnO2.
• Sa pagkakaroon ng alkali, ang MnO4- anion ay nabawasan sa manganate ion MnO42-.

Manganese bilang isang kemikal na elemento

Mga katangian ng kemikal

Sa ilalim ng normal na kondisyon ito ay hindi aktibo. Ang dahilan ay isang oxide film na lumilitaw kapag nakalantad sa atmospheric oxygen. Kung ang metal powder ay bahagyang pinainit, ito ay nasusunog, nagiging MnO2.

Kapag pinainit, nakikipag-ugnayan ito sa tubig, pinapalitan ang hydrogen. Bilang resulta ng reaksyon, ang halos hindi matutunaw na hydroxide Mn(OH)2 ay nakuha. Pinipigilan ng sangkap na ito ang karagdagang pakikipag-ugnayan sa tubig.

Interesting! Ang hydrogen ay natutunaw sa mangganeso, at habang tumataas ang temperatura, tumataas ang solubility (nakukuha ang solusyon ng gas sa metal).

Kapag pinainit nang napakalakas (mga temperaturang higit sa 1200 degrees Celsius), tumutugon ito sa nitrogen, na nagreresulta sa mga nitride. Ang mga compound na ito ay maaaring magkaroon ng iba't ibang komposisyon, na karaniwan para sa tinatawag na berthollides. Nakikipag-ugnayan ito sa boron, phosphorus, silicon, at sa molten form - na may carbon. Ang huling reaksyon ay nangyayari sa panahon ng pagbabawas ng mangganeso na may coke.

Kapag tumutugon sa dilute sulfuric at hydrochloric acid, ang asin ay nakuha at ang hydrogen ay inilabas. Ngunit ang pakikipag-ugnayan sa malakas na sulfuric acid ay iba: ang mga produkto ng reaksyon ay asin, tubig at sulfur dioxide (sa una, ang sulfuric acid ay nabawasan sa sulfuric acid; ngunit dahil sa kawalang-tatag, ang sulfurous acid ay nasira sa sulfur dioxide at tubig).

Kapag na-react sa dilute na nitric acid, ang nitrate, tubig, at nitric oxide ay nakukuha.

Bumubuo ng anim na oksido:

• nitrous oxide, o MnO,
• oxide, o Mn2O3,
• oxide-oxide Mn3O4,
• dioxide, o MnO2,
• manganese anhydride MnO3,
• manganese anhydride Mn2O7.

Interesting! Sa ilalim ng impluwensya ng atmospheric oxygen, ang nitrous oxide ay unti-unting nagiging oxide. Ang permanganate anhydride ay hindi nahiwalay sa libreng anyo.

Ang oxide ay isang compound na may tinatawag na fractional oxidation state. Kapag natunaw sa mga acid, ang mga asing-gamot ng divalent manganese ay nabuo (ang mga asin na may Mn3+ cation ay hindi matatag at nababawasan sa mga compound na may Mn2+ cation).

Ang dioxide, oxide, nitrous-oxide ay ang pinaka-matatag na mga oxide. Ang Manganese anhydride ay hindi matatag. Mayroong mga pagkakatulad sa iba pang mga elemento ng kemikal:

• Ang Mn2O3 at Mn3O4 ay mga pangunahing oksido, at ang kanilang mga katangian ay katulad ng mga katulad na compound ng bakal;
• Ang MnO2 ay isang amphoteric oxide, na katulad ng mga katangian ng aluminum at trivalent chromium oxides;
• Ang Mn2O7 ay isang acidic oxide, ang mga katangian nito ay halos kapareho sa mas mataas na chlorine oxide.

Madaling mapansin ang pagkakatulad sa chlorates at perchlorates. Manganates, tulad ng chlorates, ay nakuha nang hindi direkta. Ngunit ang permanganate ay maaaring makuha nang direkta, iyon ay, sa pamamagitan ng pakikipag-ugnayan ng isang anhydride at isang metal oxide/hydroxide sa pagkakaroon ng tubig, o hindi direkta.

Sa analytical chemistry, ang Mn2+ cation ay nabibilang sa ikalimang analytical group. Mayroong ilang mga reaksyon na maaaring makakita ng kation na ito:

• Kapag nakikipag-ugnayan sa ammonium sulfide, nabubuo ang isang MnS precipitate, ang kulay nito ay may kulay ng laman; Kapag ang mga mineral na acid ay idinagdag, ang precipitate ay natutunaw.
• Kapag tumutugon sa alkalis, isang puting precipitate ng Mn(OH)2 ang nakukuha; gayunpaman, kapag nakikipag-ugnayan sa atmospheric oxygen, ang kulay ng precipitate ay nagbabago mula puti hanggang kayumanggi - Mn(OH)3 ay nakukuha.
• Kung ang hydrogen peroxide at isang alkali solution ay idinagdag sa mga asing-gamot na may Mn2+ cation, isang maitim na kayumangging namuo na MnO(OH)2 ay namuo.
• Kapag ang isang oxidizing agent (lead dioxide, sodium bismuthate) at isang malakas na solusyon ng nitric acid ay idinagdag sa mga asing-gamot na may Mn2+ cation, ang solusyon ay nagiging crimson - nangangahulugan ito na ang Mn2+ ay na-oxidize sa HMnO4.

Mga katangian ng kemikal

Valency ng mangganeso

Ang elemento ay nasa ikapitong pangkat. Karaniwang mangganeso - II, III, IV, VI, VII.

Ang zero valence ay tipikal para sa isang libreng substance. Ang mga divalent compound ay mga asin na may Mn2+ cation, ang mga trivalent compound ay oxide at hydroxide, ang mga tetravalent compound ay dioxide, pati na rin ang oxide-hydroxide. Ang mga hexa- at heptavalent compound ay mga asin na may MnO42- at MnO4- anion.

Paano makakuha at mula sa kung ano ang mangganeso nakuha? Mula sa manganese at ferromanganese ores, pati na rin mula sa mga solusyon sa asin. Mayroong tatlong magkakaibang paraan upang makakuha ng mangganeso:

• pagbawi sa coke,
• aluminothermy,
• electrolysis.

Sa unang kaso, ang coke at carbon monoxide ay ginagamit bilang isang ahente ng pagbabawas. Ang metal ay nakuhang muli mula sa ore na naglalaman ng admixture ng iron oxides. Ang resulta ay parehong ferromanganese (isang haluang metal na may bakal) at carbide (ano ang carbide? ito ay isang tambalan ng metal at carbon).

Upang makakuha ng mas dalisay na sangkap, ang isa sa mga pamamaraan ng metallothermy ay ginagamit - aluminothermy. Una, ang pyrolusite ay calcined, na gumagawa ng Mn2O3. Ang nagresultang oksido ay pagkatapos ay halo-halong may aluminyo pulbos. Sa panahon ng reaksyon, maraming init ang pinakawalan, bilang isang resulta kung saan ang nagresultang metal ay natutunaw, at ang aluminyo oksido ay tinatakpan ito ng isang slag na "cap".

Ang Manganese ay isang metal ng katamtamang aktibidad at nakatayo sa seryeng Beketov sa kaliwa ng hydrogen at sa kanan ng aluminyo. Nangangahulugan ito na sa panahon ng electrolysis ng mga may tubig na solusyon ng mga asing-gamot na may Mn2+ cation, ang metal cation ay nabawasan sa cathode (sa panahon ng electrolysis ng isang napaka-dilute na solusyon, ang tubig ay nabawasan din sa katod). Sa panahon ng electrolysis ng isang may tubig na solusyon ng MnCl2, ang mga sumusunod na reaksyon ay nangyayari:

MnCl2 Mn2+ + 2Cl-

Cathode (negatively charged electrode): Mn2+ + 2e Mn0

Anode (positive charged electrode): 2Cl- - 2e 2Cl0 Cl2

Ang huling equation ng reaksyon ay:

MnCl2 (el-z) Mn + Cl2

Ang electrolysis ay gumagawa ng pinakadalisay na manganese metal.

Kapaki-pakinabang na video: mangganeso at mga compound nito

Aplikasyon

Ang paggamit ng mangganeso ay medyo malawak. Parehong ang metal mismo at ang iba't ibang mga compound nito ay ginagamit. Sa libreng anyo nito ay ginagamit ito sa metalurhiya para sa iba't ibang layunin:

• bilang isang "deoxidizer" kapag natutunaw ang bakal (nagbubuklod ang oxygen at nabuo ang Mn2O3);
• bilang isang elemento ng haluang metal: gumagawa ito ng malakas na bakal na may mataas na paglaban sa pagsusuot at paglaban sa epekto;
• para sa smelting ng tinatawag na armor grade ng bakal;
• bilang isang bahagi ng tanso at tanso;
• upang lumikha ng manganin, isang haluang metal na may tanso at nikel. Ang iba't ibang mga de-koryenteng aparato, tulad ng mga rheostat, ay ginawa mula sa haluang ito

Ang MnO2 ay ginagamit upang gumawa ng Zn-Mn galvanic cells. Ang MnTe at MnAs ay ginagamit sa electrical engineering.

Mga aplikasyon ng mangganeso

Ang potassium permanganate, madalas na tinatawag na potassium permanganate, ay malawakang ginagamit kapwa sa pang-araw-araw na buhay (para sa mga panggamot na paliguan) at sa industriya at mga laboratoryo. Ang pulang-pula na kulay ng permanganate ay nadidilim kapag ang mga unsaturated hydrocarbons na may doble at triple bond ay dumaan sa solusyon. Kapag pinainit nang malakas, ang mga permanganate ay nabubulok. Gumagawa ito ng manganates, MnO2, at oxygen. Ito ay isa sa mga paraan upang makakuha ng chemically pure oxygen sa mga kondisyon ng laboratoryo.

Ang mga asin ng permanganate acid ay maaaring makuha lamang nang hindi direkta. Upang gawin ito, ang MnO2 ay halo-halong may solid alkali at pinainit sa pagkakaroon ng oxygen. Ang isa pang paraan upang makakuha ng solid manganates ay sa pamamagitan ng calcination ng permanganate.

Ang mga solusyon ng manganates ay may magandang madilim na berdeng kulay. Gayunpaman, ang mga solusyon na ito ay hindi matatag at sumasailalim sa isang disproportionation na reaksyon: ang madilim na berdeng kulay ay nagbabago sa pulang-pula, at isang kayumangging namuo din. Ang reaksyon ay nagreresulta sa permanganate at MnO2.

Ang Manganese dioxide ay ginagamit sa laboratoryo bilang isang katalista para sa agnas ng potassium chlorate (Berthollet salt), gayundin upang makagawa ng purong kloro. Kapansin-pansin, bilang isang resulta ng pakikipag-ugnayan ng MnO2 sa hydrogen chloride, ang isang intermediate na produkto ay nakuha - isang lubhang hindi matatag na tambalang MnCl4, na nabubulok sa MnCl2 at chlorine. Ang mga neutral o acidified na solusyon ng mga asin na may Mn2+ cation ay may maputlang kulay rosas na kulay (Mn2+ ay bumubuo ng isang kumplikadong may 6 na molekula ng tubig).

Kapaki-pakinabang na video: mangganeso - isang elemento ng buhay

Konklusyon

Ito ay isang maikling paglalarawan ng mangganeso at ang mga kemikal na katangian nito. Ito ay isang kulay-pilak-puting metal ng katamtamang aktibidad, nakikipag-ugnayan lamang sa tubig kapag pinainit, at depende sa antas ng oksihenasyon, ay nagpapakita ng parehong mga katangian ng metal at di-metal. Ang mga compound nito ay ginagamit sa industriya, sa bahay at sa mga laboratoryo upang makagawa ng purong oxygen at chlorine.

Sa pakikipag-ugnayan sa

Ang Manganese ay isang kemikal na elemento na may atomic mass na 54.9380 at atomic number na 25, kulay pilak-puti, na may malaking masa, at umiiral sa kalikasan bilang isang matatag na isotope 35 Mn. Ang unang pagbanggit sa metal ay naitala ng sinaunang Romanong siyentipiko na si Pliny, na tinawag itong "itim na bato." Noong mga panahong iyon, ang mangganeso ay ginamit bilang pampaliwanag ng salamin; ang manganese pyrolusite MnO 2 ay idinagdag sa pagkatunaw sa panahon ng proseso ng pagtunaw.

Sa Georgia, ang manganese pyrolusite ay matagal nang ginagamit bilang isang additive sa panahon ng paggawa ng bakal, na tinatawag na black magnesia at itinuturing na isa sa mga uri ng magnetite (magnetic iron ore). Noong 1774 lamang, pinatunayan ng Swedish scientist na si Scheele na ito ay isang tambalan ng isang metal na hindi alam ng agham, at pagkaraan ng ilang taon, si Yu. Gan, habang nagpapainit ng pinaghalong karbon at pyrolusite, ay nakuha ang unang manganese na nahawahan ng mga atomo ng carbon.

Likas na pamamahagi ng mangganeso

Sa likas na katangian, ang kemikal na elemento ng manganese ay bihira, ito ay nakapaloob lamang sa 0.1% sa crust ng lupa, sa volcanic lava 0.06-0.2%, ang metal sa ibabaw ay nasa isang dispersed na estado, sa anyo ng Mn 2+. Sa ibabaw ng lupa, sa ilalim ng impluwensya ng oxygen, ang mga manganese oxide ay mabilis na nabuo, ang mga mineral na Mn 3+ at Mn 4+ ay laganap, sa biosphere ang metal ay hindi aktibo sa isang oxidizing na kapaligiran. Ang Manganese ay isang kemikal na elemento na aktibong lumilipat sa pagkakaroon ng mga nagpapababang kondisyon; ang metal ay napaka-mobile sa mga acidic na natural na reservoir ng tundra at kagubatan na landscape, kung saan nangingibabaw ang isang oxidizing na kapaligiran. Para sa kadahilanang ito, ang mga nilinang na halaman ay may labis na nilalamang metal; ang mga ferromanganese nodule, swamp at lawa na may mababang porsyento na ores ay nabuo sa mga lupa.

Sa mga rehiyong may tuyong klima, nangingibabaw ang alkaline oxidizing environment, na naglilimita sa mobility ng metal. May kakulangan ng mangganeso sa mga nilinang halaman; hindi magagawa ang produksyon ng agrikultura nang walang paggamit ng mga espesyal na kumplikadong microadditives. Ang elemento ng kemikal ay hindi laganap sa mga ilog, ngunit ang kabuuang pag-alis ay maaaring umabot sa malalaking halaga. Lalo na sagana ang Manganese sa mga lugar sa baybayin sa anyo ng natural na pag-ulan. Sa ilalim ng mga karagatan ay may malalaking deposito ng metal na nabuo noong sinaunang panahon ng geological kung saan ang ilalim ay tuyong lupa.

Mga kemikal na katangian ng mangganeso

Ang Manganese ay kabilang sa kategorya ng mga aktibong metal; sa mataas na temperatura ay aktibong tumutugon ito sa mga hindi metal: nitrogen, oxygen, sulfur, phosphorus at iba pa. Bilang resulta, nabuo ang mga multivalent manganese oxide. Sa temperatura ng silid, ang manganese ay isang mababang-aktibong elemento ng kemikal; kapag natunaw sa mga acid, ito ay bumubuo ng mga divalent na asin. Kapag pinainit sa isang vacuum hanggang sa mataas na temperatura, ang isang kemikal na elemento ay maaaring sumingaw kahit na mula sa mga matatag na haluang metal. Ang mga compound ng manganese ay sa maraming paraan katulad ng mga compound ng iron, cobalt at nickel, na nasa parehong estado ng oksihenasyon.

Mayroong malaking pagkakatulad sa pagitan ng manganese at chromium; ang subgroup ng metal ay tumaas din ang katatagan sa mas mataas na estado ng oksihenasyon na may pagtaas ng atomic number ng elemento. Ang mga perenate ay hindi gaanong malakas na ahente ng pag-oxidizing kaysa sa mga permanganate.

Batay sa komposisyon ng mga compound ng manganese (II), pinapayagan ang pagbuo ng isang metal na may mas mataas na estado ng oksihenasyon; ang mga naturang pagbabago ay maaaring mangyari kapwa sa mga solusyon at sa mga tinunaw na asing-gamot.
Pagpapatatag ng mga estado ng oksihenasyon ng mangganeso Ang pagkakaroon ng isang malaking bilang ng mga estado ng oksihenasyon sa elemento ng kemikal na mangganeso ay ipinaliwanag sa pamamagitan ng ang katunayan na sa mga elemento ng paglipat, sa panahon ng pagbuo ng mga bono na may d-orbitals, ang kanilang mga antas ng enerhiya ay nahati sa tetrahedral, octahedral at square arrangement ng mga ligand. Nasa ibaba ang isang talahanayan ng kasalukuyang kilalang mga estado ng oksihenasyon ng ilang mga metal sa unang panahon ng paglipat.

Kapansin-pansin ang mga mababang estado ng oksihenasyon na nangyayari sa isang malaking bilang ng mga complex. Ang talahanayan ay naglalaman ng isang listahan ng mga compound kung saan ang mga ligand ay chemically neutral molecules CO, NO at iba pa.

Dahil sa kumplikado, ang mataas na estado ng oksihenasyon ng mangganeso ay nagpapatatag; ang pinaka-angkop na mga ligand para dito ay oxygen at fluorine. Kung isasaalang-alang natin na ang stabilizing coordination number ay anim, kung gayon ang maximum na stabilization ay lima. Kung ang kemikal na elemento ng manganese ay bumubuo ng mga oxo complex, kung gayon ang mas mataas na mga estado ng oksihenasyon ay maaaring maging matatag.

Pagpapatatag ng mangganeso sa mas mababang mga estado ng oksihenasyon

Ang teorya ng malambot at matigas na mga acid at base ay ginagawang posible na ipaliwanag ang pagpapapanatag ng iba't ibang estado ng oksihenasyon ng mga metal dahil sa kumplikadong pagbuo kapag nakalantad sa mga ligand. Matagumpay na pinapatatag ng malambot na mga elemento ang mababang estado ng oksihenasyon ng metal, habang ang mga matitigas na elemento ay positibong nagpapatatag ng mga estado ng mataas na oksihenasyon.

Ang teorya ay ganap na nagpapaliwanag ng metal-to-metal na mga bono, pormal na ang mga bono na ito ay itinuturing bilang acid-base na pakikipag-ugnayan.

Manganese alloys Ang mga aktibong kemikal na katangian ng manganese ay nagbibigay-daan dito upang bumuo ng mga haluang metal na may maraming mga metal, habang ang isang malaking bilang ng mga metal ay maaaring matunaw sa mga indibidwal na pagbabago ng mangganeso at patatagin ito. Ang tanso, bakal, kobalt, nikel at ilang iba pang mga metal ay may kakayahang patatagin ang γ-modification; ang aluminyo at pilak ay may kakayahang palawakin ang β- at σ-rehiyon ng magnesium sa binary alloys. Ang mga katangiang ito ay may mahalagang papel sa metalurhiya. Ang Manganese ay isang kemikal na elemento na ginagawang posible na makakuha ng mga haluang metal na may mataas na mga halaga ng ductility; maaari silang maselyohan, huwad, at igulong.

Sa mga kemikal na compound, nag-iiba ang valence ng manganese sa loob ng 2-7; ang pagtaas sa antas ng oksihenasyon ay nagdudulot ng pagtaas sa oxidative at acidic na katangian ng manganese. Ang lahat ng Mn(+2) compound ay nagpapababa ng ahente. Ang manganese oxide ay may pagbabawas ng mga katangian, kulay abo-berde, hindi natutunaw sa tubig at alkalis, ngunit perpektong natutunaw sa mga acid. Ang Manganese hydroxide Mn(OH) 3 ay hindi matutunaw sa tubig at ito ay isang puting substance. Ang pagbuo ng Mn(+4) ay maaaring parehong oxidizing agent (a) at reducing agent (b).

MnO 2 + 4HCl = Cl 2 + MnCl 2 + 2H 2 O (a)

Ang reaksyong ito ay ginagamit kapag kinakailangan upang makagawa ng chlorine sa laboratoryo.

MnO 2 + KClO 3 + 6KOH = KCl + 3K 2 MnO 4 + 3H 2 O (b)

Ang reaksyon ay nangyayari sa panahon ng pagsasanib ng mga metal. Ang MnO 2 (manganese oxide) ay may kayumangging kulay, ang kaukulang hydroxide ay medyo mas madilim ang kulay.
Mga pisikal na katangian ng mangganeso Ang Manganese ay isang kemikal na elemento na may density na 7.2–7.4 g/cm 3, natutunaw na punto +1245°C, kumukulo sa temperatura na +1250°C. Ang metal ay may apat na polymorphic na pagbabago:

1. α-Mn. Mayroon itong cubic body-centered na sala-sala, na may 58 atoms sa isang unit cell.
2. β-Mn. Mayroon itong cubic body-centered na sala-sala, na may 20 atoms sa isang unit cell.
3. γ-Mn. Mayroon itong tetragonal na sala-sala, na may 4 na atomo sa isang cell.
4. δ-Mn. Mayroon itong cubic body-centered na sala-sala.

Temperatura ng mga pagbabagong manganese: α=β sa t°+705°C; β=γ sa t°+1090°C; γ=δ sa t°+1133С. Ang pinaka-marupok na pagbabago, α, ay bihirang ginagamit sa metalurhiya. Ang pagbabago ng γ ay may pinakamahalagang tagapagpahiwatig ng plasticity; ito ay kadalasang ginagamit sa metalurhiya. Ang β-modification ay bahagyang plastic at bihirang ginagamit ng industriya. Ang atomic radius ng chemical element na manganese ay 1.3 A, ang ionic radii, depende sa valence, mula 0.46–0.91. Ang Manganese ay paramagnetic, ang thermal expansion coefficients ay 22.3×10 -6 deg -1. Ang mga pisikal na katangian ay maaaring bahagyang mag-iba depende sa kadalisayan ng metal at ang aktwal na lakas nito.
Paraan para sa pagkuha ng mangganeso Ang modernong industriya ay gumagawa ng mangganeso gamit ang isang pamamaraan na binuo ng electrochemist V.I. Agladze sa pamamagitan ng electrohydrolysis ng mga may tubig na solusyon ng metal na may pagdaragdag ng (NH 4) 2SO 4; sa panahon ng proseso, ang kaasiman ng solusyon ay dapat nasa loob ng pH = 8.0–8.5. Ang mga lead anode at cathode na gawa sa titanium-based na haluang metal na AT-3 ay inilubog sa solusyon; ang mga titanium cathode ay maaaring mapalitan ng hindi kinakalawang na mga. Gumagamit ang industriya ng manganese powder, na, pagkatapos makumpleto ang proseso, ay tinanggal mula sa mga cathodes, at ang metal ay naninirahan sa anyo ng mga natuklap. Ang paraan ng produksyon ay itinuturing na masinsinang enerhiya, na may direktang epekto sa pagtaas ng gastos. Kung kinakailangan, ang nakolektang mangganeso ay kasunod na natunaw, na ginagawang mas madaling gamitin sa metalurhiya.

Ang Manganese ay isang kemikal na elemento na maaaring makuha sa pamamagitan ng proseso ng halogen sa pamamagitan ng pag-chlorinate ng mineral at higit pang pagbabawas ng mga nagresultang halides. Ang teknolohiyang ito ay nagbibigay sa industriya ng mangganeso na may halaga ng mga dayuhang teknolohikal na dumi na hindi hihigit sa 0.1%. Ang isang mas kontaminadong metal ay nakukuha sa panahon ng isang aluminothermic na reaksyon:

3Mn 3 O 4 + 8Al = 9Mn + 4A l2 O 3

O electrothermy. Upang alisin ang mga nakakapinsalang emisyon, ang malakas na sapilitang bentilasyon ay naka-install sa mga workshop ng produksyon: PVC air ducts, centrifugal fan. Ang air exchange rate ay kinokontrol ng mga regulasyon at dapat tiyakin ang ligtas na pananatili ng mga tao sa mga lugar ng trabaho.
Mga gamit ng mangganeso Ang pangunahing mamimili ng mangganeso ay ferrous metalurhiya. Ang metal ay malawakang ginagamit din sa industriya ng parmasyutiko. Para sa isang toneladang bakal na tinutunaw, 8–9 kilo ang kailangan; bago ipasok ang kemikal na elemento sa manganese alloy, ito ay pinagsama muna sa bakal upang makakuha ng ferromanganese. Sa haluang metal, ang bahagi ng elemento ng kemikal na mangganeso ay hanggang sa 80%, carbon hanggang 7%, ang natitira ay inookupahan ng bakal at iba't ibang mga teknolohikal na dumi. Sa pamamagitan ng paggamit ng mga additives, ang mga pisikal at mekanikal na katangian ng mga bakal na natunaw sa mga blast furnace ay makabuluhang nadagdagan. Ang teknolohiya ay angkop din para sa paggamit ng mga additives sa modernong electric furnaces. Dahil sa pagdaragdag ng high-carbon ferromanganese, nangyayari ang deoxidation at desulfurization ng bakal. Sa pamamagitan ng pagdaragdag ng medium- at low-carbon ferromanganese, ang metalurhiya ay gumagawa ng mga bakal na haluang metal.

Ang mababang-alloy na bakal ay naglalaman ng 0.9–1.6% na mangganeso, mataas na haluang metal na bakal hanggang sa 15%. Ang bakal na naglalaman ng 15% manganese at 14% chromium ay may mataas na antas ng pisikal na lakas at anti-corrosion resistance. Ang metal ay lumalaban sa pagsusuot, maaaring gumana sa malupit na mga kondisyon ng temperatura, at hindi natatakot sa direktang pakikipag-ugnay sa mga agresibong kemikal na compound. Ang ganitong mataas na katangian ay ginagawang posible na gumamit ng bakal para sa paggawa ng mga pinaka-kritikal na istruktura at mga pang-industriyang yunit na nagpapatakbo sa mahirap na mga kondisyon.

Ang Manganese ay isang kemikal na elemento na ginagamit din sa panahon ng pagtunaw ng mga haluang metal na walang bakal. Sa panahon ng paggawa ng high-speed industrial turbine blades, isang tanso-manganese na haluang metal ang ginagamit, at ang tansong naglalaman ng mangganeso ay ginagamit para sa mga propeller. Bilang karagdagan sa mga haluang metal na ito, ang mangganeso bilang isang elemento ng kemikal ay naroroon sa aluminyo at magnesiyo. Lubos nitong pinapabuti ang mga katangian ng pagganap ng mga non-ferrous na haluang metal, ginagawa itong lubos na nababago, lumalaban sa mga proseso ng kaagnasan at lumalaban sa pagsusuot.

Ang mga haluang metal ay ang pangunahing materyal para sa mabibigat na industriya at kailangang-kailangan sa paggawa ng iba't ibang uri ng mga armas. Malawakang ginagamit sa paggawa ng barko at paggawa ng sasakyang panghimpapawid. Ang pagkakaroon ng isang estratehikong reserba ng mangganeso ay isang kondisyon para sa mataas na kakayahan sa pagtatanggol ng anumang estado. Kaugnay nito, ang produksyon ng metal ay tumataas taun-taon. Bilang karagdagan, ang mangganeso ay isang elemento ng kemikal na ginagamit sa paggawa ng salamin, agrikultura, pag-print, atbp.

Manganese sa flora at fauna

Sa buhay na kalikasan, ang manganese ay isang kemikal na elemento na may mahalagang papel sa pag-unlad. Nakakaapekto ito sa mga katangian ng paglago, komposisyon ng dugo, at ang intensity ng proseso ng photosynthesis. Sa mga halaman ang halaga nito ay sampung libo ng isang porsyento, at sa mga hayop isang daang libo ng isang porsyento. Ngunit kahit na ang gayong maliit na nilalaman ay may kapansin-pansing epekto sa karamihan ng kanilang mga pag-andar. Pinapagana nito ang pagkilos ng mga enzyme, nakakaapekto sa pag-andar ng insulin, mineral at hematopoietic metabolism. Ang kakulangan ng manganese ay nagdudulot ng iba't ibang sakit, parehong talamak at talamak.

Ang Manganese ay isang kemikal na elemento na malawakang ginagamit sa medisina. Ang kakulangan ng manganese ay nakakabawas sa pisikal na tibay, nagiging sanhi ng ilang uri ng anemia, at nakakagambala sa mga proseso ng metabolic sa tissue ng buto. Ang mga katangian ng pagdidisimpekta ng mangganeso ay malawak na kilala; ang mga solusyon nito ay ginagamit sa panahon ng paggamot ng necrotic tissue.

Ang hindi sapat na dami ng mangganeso sa pagkain ng hayop ay nagdudulot ng pagbaba sa pang-araw-araw na pagtaas ng timbang. Para sa mga halaman, ang sitwasyong ito ay nagdudulot ng spotting, paso, chlorosis at iba pang sakit. Kung ang mga palatandaan ng pagkalason ay napansin, ang espesyal na therapy sa gamot ay inireseta. Ang matinding pagkalason ay maaaring magdulot ng manganese parkinsonism syndrome, isang sakit na mahirap gamutin na may negatibong epekto sa central nervous system ng tao.

Ang pang-araw-araw na pangangailangan ng mangganeso ay hanggang sa 8 mg, ang pangunahing halaga na natatanggap ng isang tao mula sa pagkain. Sa kasong ito, ang diyeta ay dapat na balanse sa lahat ng nutrients. Sa pagtaas ng workload at hindi sapat na sikat ng araw, ang dosis ng manganese ay inaayos batay sa isang pangkalahatang pagsusuri sa dugo. Ang mga makabuluhang halaga ng manganese ay matatagpuan sa mga mushroom, water chestnuts, duckweed, mollusks at crustaceans. Ang nilalaman ng mangganeso sa kanila ay maaaring umabot ng ilang ikasampu ng isang porsyento.

Kapag ang mangganeso ay pumasok sa katawan sa labis na dosis, ang mga sakit ng kalamnan at buto ay maaaring mangyari, ang respiratory tract ay apektado, at ang atay at pali ay nasira. Ito ay tumatagal ng mahabang panahon upang alisin ang mangganeso mula sa katawan; sa panahong ito, ang mga nakakalason na katangian ay tumaas na may epekto sa akumulasyon. Ang konsentrasyon ng mangganeso sa hangin na pinapayagan ng mga awtoridad sa kalusugan ay dapat na ≤ 0.3 mg/m 3; ang mga parameter ay sinusubaybayan sa mga espesyal na laboratoryo sa pamamagitan ng pag-sample ng hangin. Ang algorithm ng pagpili ay kinokontrol ng mga regulasyon ng estado.

Manganese(lat. manganum), mn, elemento ng kemikal ng pangkat VII ng periodic system ng Mendeleev; atomic number 25, atomic mass 54.9380; mabigat na pilak-puting metal. Sa kalikasan, ang elemento ay kinakatawan ng isang matatag na isotope 55 mn.

Makasaysayang sanggunian. Ang mga mineral ng M. ay kilala sa mahabang panahon. Binanggit ng sinaunang Romanong naturalista na si Pliny ang isang itim na bato na ginamit upang mag-decolorize ng likidong salamin; pinag-uusapan natin ang mineral pyrolusite mno 2. Sa Georgia, ang pyrolusite ay nagsilbi bilang isang additive material sa paggawa ng bakal mula noong sinaunang panahon. Sa loob ng mahabang panahon, ang pyrolusite ay tinawag na itim na magnesia at itinuturing na isang uri ng magnetic iron ore ( magnetite). Noong 1774 K. Scheele ay nagpakita na ito ay isang tambalan ng hindi kilalang metal, at ang isa pang Swedish scientist na si Yu. Gan, sa pamamagitan ng matinding pag-init ng pinaghalong pyrolusite na may karbon, ay nakakuha ng metal na kontaminado ng carbon. Ang pangalang M. ay tradisyonal na nagmula sa German manganerz - manganese ore.

Pamamahagi sa kalikasan. Ang average na nilalaman ng metal sa crust ng lupa ay 0.1%, sa karamihan ng mga igneous na bato ito ay 0.06-0.2% ng masa, kung saan ito ay nasa isang dispersed na estado sa anyo ng mn 2+ (isang analogue ng fe 2+). Sa ibabaw ng lupa, ang mn 2+ ay madaling ma-oxidize; ang mga mineral na mn 3+ at mn 4+ ay kilala rin dito. Sa biosphere, masiglang lumilipat ang M. sa ilalim ng pagbabawas ng mga kondisyon at hindi aktibo sa isang kapaligirang nag-o-oxidize. Ang M. ay pinaka-mobile sa acidic na tubig ng tundra at kagubatan, kung saan ito ay matatagpuan sa mn 2+ form. Ang nilalaman ng M dito ay madalas na nadaragdagan at ang mga nilinang na halaman sa ilang mga lugar ay dumaranas ng labis na M; Ang mga iron-manganese nodules at lawa at swamp ores ay nabuo sa mga lupa, lawa, at latian. Sa mga tuyong steppes at disyerto, sa ilalim ng mga kondisyon ng alkaline oxidizing na kapaligiran, ang M. ay hindi aktibo, ang mga organismo ay mahirap sa M., at ang mga nilinang na halaman ay madalas na nangangailangan ng manganese microfertilizers. Mahina ang tubig ng ilog sa M. (10 -6 -10 -5 g/l), gayunpaman, ang kabuuang pag-alis ng elementong ito ng mga ilog ay napakalaki, at ang karamihan nito ay idineposito sa coastal zone. Mas kaunti pa ang M. sa tubig ng mga lawa, dagat at karagatan; Sa maraming lugar sa sahig ng karagatan, karaniwan ang mga iron-manganese nodules na nabuo sa mga nakaraang panahon ng geological.

Mga katangiang pisikal at kemikal. Densidad M. 7.2-7.4 g/cm 3, t pl 1245 °C; t kip 2150 °c. May 4 na polymorphic modification ang M.: α-mn (body-centered cubic lattice na may 58 atoms sa unit cell), β-mn (body-centered cubic na may 20 atoms sa cell), γ-mn (tetragonal na may 4 na atoms sa ang cell) at δ-mn (body-centered cubic). Temperatura ng pagbabago:

αβ 705°c; βγ 1090°c; γδ 1133°c;

Ang α-modification ay marupok; Ang γ (at bahagyang β) ay plastik, na mahalaga kapag lumilikha ng mga haluang metal.

Atomic radius M. 1.30 å. Ionic radii (sa å): mn 2+ 0.91, mn 4+ 0.52, mn 7+ 0.46. Iba pang pisikal na katangian α-mn: tiyak na kapasidad ng init (sa 25 °C) 0.478 kJ/(kg · K) [iyon ay, 0.114 cal/(G ·°C)]; koepisyent ng temperatura ng linear expansion (sa 20 °C) 22.3? 10 -6 granizo-1 thermal conductivity (sa 25 °C) 66.57 W/(m? K) [iyon ay, 0.159 cal/(cm sec°C)]; tiyak na volumetric electrical resistance 1.5-2.6 mkom · m(ibig sabihin, 150-260 mkom cm) ; temperatura koepisyent ng electrical resistance (2-3) ? 10 -4 deg -1 M. paramagnetic.

Sa kemikal, ang metal ay medyo aktibo; kapag pinainit, ito ay masiglang nakikipag-ugnayan sa mga nonmetals - oxygen (isang halo ng mga metal oxide ng iba't ibang mga valency ay nabuo), nitrogen (mn 4 n, mn 2 n 1, mn 3 n 2), sulfur (mns , mns 2), carbon (mn 3 c, mn 23 c 6, mn 7 c 3, mn 5 c 6), phosphorus (mn 2 p, mnp), atbp. Sa temperatura ng silid, ang M sa hangin ay hindi nagbabago; napakabagal na tumutugon sa tubig. Madali itong natutunaw sa mga acid (hydrochloric, dilute sulfuric), na bumubuo ng mga salts ng divalent metal. Kapag pinainit sa vacuum, ang metal ay madaling sumingaw kahit na mula sa mga haluang metal.

Ang M ay bumubuo ng mga haluang metal na may maraming elemento ng kemikal; karamihan sa mga metal ay natutunaw sa kanilang mga indibidwal na pagbabago at nagpapatatag sa kanila. Kaya, ang cu, fe, Co, ni at iba pa ay nagpapatatag sa pagbabago ng γ. al, ag at iba pa ay nagpapalawak ng β - at σ -mn na rehiyon sa binary alloys. Ito ay mahalaga para sa produksyon ng mga metal-based na haluang metal na pumapayag sa plastic deformation (forging, rolling, stamping).

Sa mga compound, ang M ay karaniwang nagpapakita ng valence na 2 hanggang 7 (ang pinaka-matatag na estado ng oksihenasyon ay +2, +4, at +7). Sa pagtaas ng antas ng oksihenasyon, ang oxidizing at acidic na mga katangian ng M compound ay tumataas.

Ang mn(+2) na mga compound ay mga ahente ng pagbabawas. Ang Mno oxide ay isang kulay-abo-berdeng pulbos; ay may mga pangunahing katangian, hindi matutunaw sa tubig at alkalis, lubos na natutunaw sa mga acid. Ang hydroxide mn(oh) 2 ay isang puting substance, hindi matutunaw sa tubig. Ang mga compound ng Mn(+4) ay maaaring kumilos bilang mga ahente ng oxidizing (a) at mga ahente ng pagbabawas (b):

mno 2 +4hcl = mncl 2 + cl 2 + 2h 2 o (a)

(mula sa reaksyong ito sa mga laboratoryo ay nakukuha ng isa chlorine)

mno 2 + kclo 3 + 6koh = ZK 2 Mno 4 + kcl + ZN 2 O (b)

(ang reaksyon ay nangyayari sa panahon ng pagsasanib).

Ang dioxide mno 2 ay itim-kayumanggi ang kulay, ang katumbas na hydroxide mn(oh) 4 ay madilim na kayumanggi ang kulay. Ang parehong mga compound ay hindi matutunaw sa tubig, pareho ay amphoteric na may bahagyang namamayani ng acidic function. Ang mga asin ng uri k 4 mno 4 ay tinatawag na manganites.

Sa mn(+6) na mga compound, ang pinaka katangian permanganeous acid at ang mga manganate salts nito. Napakahalaga ng mn(+7) compound - permanganic acid, manganese anhydride at permanganate.

Resibo. Ang pinakadalisay na M. ay nakuha sa industriya ayon sa pamamaraan ng Soviet electrochemist R. I. Agladze (1939) sa pamamagitan ng electrolysis ng mga may tubig na solusyon ng mnso 4 kasama ang pagdaragdag ng (nh 4) 2 kaya 4 sa ph = 8.0-8.5. Ang proseso ay isinasagawa gamit ang mga anod na gawa sa tingga at mga cathode na gawa sa titanium alloy AT-3 o hindi kinakalawang na asero. M. kaliskis ay inalis mula sa cathodes at, kung kinakailangan, natunaw. Sa pamamagitan ng proseso ng halogen, halimbawa, ang chlorination ng mn ore, at ang pagbabawas ng halides, ang mga metal na may kabuuang impurity na nilalaman na humigit-kumulang 0.1% ay nakuha. Mas kaunting purong M. ang nakuha aluminothermy sa pamamagitan ng reaksyon:

3Mn 3 o 4 + 8al = 9mn + 4al 2 o 3,

at electrothermy.

Aplikasyon. Ang pangunahing mamimili ng metalurhiya ay ang ferrous metalurgy, na kumukonsumo sa average na 8-9 kg M. sa 1 T natunaw na bakal. Upang ipakilala ang metal sa bakal, ang mga haluang metal nito na may bakal ay madalas na ginagamit - ferromanganese (70-80% iron, 0.5-7.0% carbon, ang natitira ay bakal at impurities). Ito ay tinutunaw sa mga blast furnace at electric furnace. Ang high-carbon ferromanganese ay nagsisilbing deoxidize at desulphurize steel; medium at low carbon - para sa alloying steel. Ang mababang-alloy na structural at rail steel ay naglalaman ng 0.9-1.6% mn; isang highly alloyed, highly wear-resistant steel na may 15% mn at 1.25% c (naimbento ng English metalurgist na si R. Geirild noong 1883) ay isa sa mga unang bakal na haluang metal. Sa USSR, ang nickel-free na hindi kinakalawang na asero ay ginawa na naglalaman ng 14% cr at 15% mn.

Ginagamit din ang M. sa mga non-iron based na haluang metal. Ang mga haluang metal na tanso at metal ay ginagamit para sa paggawa ng mga blades ng turbine; manganese bronzes - sa paggawa ng mga propeller at iba pang bahagi kung saan kinakailangan ang kumbinasyon ng lakas at paglaban sa kaagnasan. Halos lahat ay pang-industriya aluminyo haluang metal At magnesiyo haluang metal naglalaman ng metal.Nabuo ang mga deformable na haluang metal batay sa metal na pinaghalo ng tanso, nikel at iba pang elemento. Ang galvanic coating ng metal ay ginagamit upang protektahan ang mga produktong metal mula sa kaagnasan.

Ginagamit din ang mga M compound sa paggawa ng mga galvanic cells; sa paggawa ng salamin at industriya ng keramika; sa industriya ng pagtitina at paglilimbag, agrikultura, atbp.

F. N. Tavadze.

Manganese sa katawan. Ang M. ay laganap sa kalikasan, bilang isang permanenteng bahagi ng mga organismo ng halaman at hayop. Ang nilalaman ng M sa mga halaman ay ten-thousandths hanggang hundredths, at sa mga hayop ito ay hundred-thousandths to thousandths ng isang porsyento. Ang mga invertebrate na hayop ay mas mayaman sa M kaysa sa mga vertebrates. Sa mga halaman, ang malaking halaga ng M. ay naipon ng ilang mga kalawang fungi, water chestnut, duckweed, bacteria ng genera leptothrix, crenothrix, at ilang diatoms (cocconeis) (hanggang ilang porsyento sa abo); sa mga hayop - pulang langgam, ilan. mga mollusk at crustacean (hanggang sa daan-daang porsyento). M. ay isang activator ng isang bilang ng mga enzymes, nakikilahok sa mga proseso ng paghinga, photosynthesis, biosynthesis ng mga nucleic acid, atbp., Pinahuhusay ang epekto ng insulin at iba pang mga hormone, nakakaapekto sa hematopoiesis at metabolismo ng mineral. M. kakulangan sa mga halaman sanhi nekrosis, chlorosis ng mansanas at citrus fruits, spotting ng mga cereal, pagkasunog ng patatas, barley, atbp. M. ay matatagpuan sa lahat ng mga organo at tisyu ng tao (ang atay, balangkas at thyroid gland ang pinakamayaman dito). Ang pang-araw-araw na pangangailangan ng mga hayop at tao para sa M. ay ilan mg(araw-araw ang isang tao ay tumatanggap ng 3-8 mg M.). Ang pangangailangan para sa M ay nagdaragdag sa pisikal na aktibidad at sa kakulangan ng sikat ng araw; ang mga bata ay nangangailangan ng higit na M. kaysa sa mga matatanda. Ipinakita na ang kakulangan ng M sa pagkain ng mga hayop ay negatibong nakakaapekto sa kanilang paglaki at pag-unlad, nagiging sanhi ng anemia, ang tinatawag na lactation tetany, at isang paglabag sa mineral metabolismo ng bone tissue. Upang maiwasan ang mga sakit na ito, ang M salts ay idinagdag sa feed.

G. Ya. Zhiznevskaya.

Sa medisina, ang ilang asin ng M. (halimbawa, kmno 4) ay ginagamit bilang mga disinfectant. Ang mga M compound na ginagamit sa maraming industriya ay maaaring magkaroon ng nakakalason na epekto sa katawan. Ang pagpasok sa katawan pangunahin sa pamamagitan ng respiratory tract, ang M ay naiipon sa mga parenchymal na organo (atay, pali), buto, at kalamnan at mabagal na inilalabas sa loob ng maraming taon. Ang maximum na pinapayagang konsentrasyon ng mga M compound sa hangin ay 0.3 mg/m 3. Sa mga kaso ng matinding pagkalason, ang pinsala sa nervous system ay sinusunod na may katangian na manganese syndrome parkinsonism.

Paggamot: bitamina therapy, anticholinergic na gamot, atbp. Pag-iwas: pagsunod sa mga panuntunan sa kalinisan sa trabaho.

Lit.: Sally A.H., Manganese, pagsasalin mula sa English, M., 1959; Produksyon ng ferroalloys, 2nd ed., M., 1957; Pearson A., Manganese at ang papel nito sa photosynthesis, sa koleksyon: Microelements, pagsasalin mula sa English, M., 1962.

i-download ang abstract