Mangan (element chimic): proprietăți, aplicare, denumire, stare de oxidare, fapte interesante. Ce este manganul: studiem elementul chimic semnul manganului

Unul dintre cele mai importante metale pentru metalurgie este manganul. În plus, este în general un element destul de neobișnuit cu care Fapte interesante. Important pentru organismele vii, necesar în producerea multor aliaje, substanțe chimice. Mangan - a cărui fotografie poate fi văzută mai jos. Proprietățile și caracteristicile sale le vom lua în considerare în acest articol.

Caracteristicile unui element chimic

Dacă vorbim despre mangan ca element, atunci în primul rând este necesar să îi caracterizăm poziția în el.

1. Este situat în a patra mare perioadă, a șaptea grupă, un subgrup secundar.
2. Număr ordinal - 25. Mangan - element chimic, ai cărui atomi este egal cu +25. Numărul de electroni este același, neutroni - 30.
3. Valoarea masei atomice este 54,938.
4. Simbolul pentru elementul chimic mangan este Mn.
5. Numele latin este mangan.

Este situat între crom și fier, ceea ce explică asemănarea cu acestea în caracteristicile fizice și chimice.

Mangan - element chimic: metal de tranziție

Dacă luăm în considerare configurația electronică a unui atom redus, atunci formula acestuia va arăta astfel: 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 4s 2 3d 5. Devine evident că elementul pe care îl luăm în considerare este din familia d. Cinci electroni de pe subnivelul 3d indică stabilitatea atomului, care se manifestă în proprietățile sale chimice.

Ca metal, manganul este un agent reducător, dar majoritatea compușilor săi sunt capabili să prezinte abilități de oxidare destul de puternice. Acest lucru se datorează diferitelor stări de oxidare și valențe pe care le are acest element. Aceasta este o caracteristică a tuturor metalelor din această familie.

Astfel, manganul este un element chimic care se află printre alți atomi și are propriile sale caracteristici speciale. Să aruncăm o privire asupra acestor proprietăți mai detaliat.

Manganul este un element chimic. Stare de oxidare

Am adus deja formula electronica atom. Potrivit ei, acest element este capabil să arate mai multe grade pozitive oxidare. Acest:

Valența unui atom este IV. Cei mai stabili sunt acei compuși în care manganul are valorile +2, +4, +6. Cel mai înalt grad oxidarea permite compușilor să acționeze ca cei mai puternici agenți oxidanți. De exemplu: KMnO4, Mn2O7.

Compușii cu +2 sunt agenți reducători, hidroxidul de mangan (II) are proprietăți amfotere, cu predominanța celor bazice. Indicatorii intermediari ai stărilor de oxidare formează compuși amfoteri.

Istoria descoperirilor

Manganul este un element chimic care nu a fost descoperit imediat, ci treptat și de către diverși oameni de știință. Cu toate acestea, compușii săi au fost folosiți de oameni din cele mai vechi timpuri. Oxidul de mangan (IV) a fost folosit pentru topirea sticlei. Un italian a afirmat faptul că adăugarea acestui compus în producția chimică a ochelarilor le transformă în violet. Alături de aceasta, aceeași substanță ajută la eliminarea ceață din paharele colorate.

Mai târziu, în Austria, omul de știință Kaim a reușit să obțină o bucată de mangan metalic prin expunerea pirolizitului (oxid de mangan (IV)), potasiului și cărbunelui la temperaturi ridicate. Totuși, această probă avea multe impurități, pe care nu a reușit să le elimine, așa că descoperirea nu a avut loc.

Chiar și mai târziu, un alt om de știință a sintetizat și un amestec în care o proporție semnificativă era metal pur. Era Bergman, cel care descoperise anterior elementul nichel. Cu toate acestea, nu era destinat să termine treaba.

Manganul este un element chimic care poate fi obținut și izolat sub formă o substanță simplă a fost succedat pentru prima dată de Karl Scheele în 1774. Cu toate acestea, a făcut acest lucru împreună cu I. Gan, care a finalizat procesul de topire a unei piese de metal. Dar nici măcar ei nu au reușit să-l scape complet de impurități și să obțină un randament de produs de 100%.

Cu toate acestea, tocmai de această dată a fost descoperit acest atom. Aceiași oameni de știință au încercat să dea un nume ca descoperitorii. Au ales termenul de manganez. Cu toate acestea, după descoperirea magneziului, a început confuzia, iar numele de mangan a fost schimbat în cel modern (H. David, 1908).

Deoarece manganul este un element chimic ale cărui proprietăți sunt foarte valoroase pentru multe procese metalurgice, de-a lungul timpului a devenit necesară găsirea unei modalități de a-l obține în cea mai pură formă. Această problemă a fost rezolvată de oamenii de știință din întreaga lume, dar a putut fi rezolvată abia în 1919 datorită lucrării lui R. Agladze, un chimist sovietic. El a găsit o metodă prin care este posibil să se obțină metal pur cu un conținut de substanță de 99,98% din sulfați și cloruri de mangan prin electroliză. Acum această metodă este aplicată în toată lumea.

Fiind în natură

Manganul este un element chimic, o fotografie a unei substanțe simple a căruia poate fi văzută mai jos. În natură, există mulți izotopi ai acestui atom, numărul de neutroni în care variază foarte mult. Astfel, numerele de masă variază de la 44 la 69. Cu toate acestea, singurul izotop stabil este un element cu o valoare de 55 Mn, toate celelalte au fie un timp de înjumătățire neglijabil, fie există în cantități prea mici.

Deoarece manganul este un element chimic a cărui stare de oxidare este foarte diferită, formează și mulți compuși în natură. În forma sa pură, acest element nu apare deloc. În minerale și minereuri, vecinul său constant este fierul. În total, pot fi identificate câteva dintre cele mai importante roci, care includ manganul.

1. piroluzită. Formula compusului: MnO2*nH2O.
2. Psilomelan, moleculă de MnO2*mMnO*nH2O.
3. Manganit, formula MnO*OH.
4. Brownitul este mai puțin comun decât celelalte. Formula Mn2O3.
5. Gausmanit, formula Mn*Mn2O4.
6. Rodonit Mn2 (Si03) 2.
7. Minereuri carbonate de mangan.
8. Spar sau rodocrosit de zmeură - MnCO 3.
9. Purpurita - Mn 3 PO 4.

În plus, mai pot fi identificate câteva minerale, care includ și elementul în cauză. Acest:

• calcit;
• siderit;
• minerale argiloase;
• calcedonie;
• opal;
• compuși nisipos-lâmoși.

Pe lângă roci și roci sedimentare, minerale, manganul este un element chimic care face parte din următoarele obiecte:

1. organisme vegetale. Cei mai mari acumulatori ai acestui element sunt: ​​castanul de apă, lintia de rață, diatomeele.
2. Rugină ciuperci.
3. Unele tipuri de bacterii.
4. Următoarele animale: furnici roșii, crustacee, moluște.
5. Oameni - necesarul zilnic este de aproximativ 3-5 mg.
6. Apele oceanelor conțin 0,3% din acest element.
7. Conținut general în Scoarta terestra 0,1% în greutate.

În general, este al 14-lea element cel mai comun dintre toate pe planeta noastră. Dintre metalele grele, este al doilea după fier.

Proprietăți fizice

Din punct de vedere al proprietăților manganului, ca substanță simplă, există mai multe principale caracteristici fizice pentru el.

1. Sub forma unei substanțe simple, este un metal destul de solid (pe scara Mohs, indicatorul este 4). Culoare - alb-argintiu, acoperit cu o peliculă de oxid de protecție în aer, strălucește în tăietură.
2. Punctul de topire este 1246 0 С.
3. Fierbere - 2061 0 C.
4. Proprietățile conducătoare sunt bune, este paramagnetică.
5. Densitatea metalului este de 7,44 g/cm3.
6. Există sub forma a patru modificări polimorfe (α, β, γ, σ), care diferă în structura și forma rețelei cristaline și densitatea de împachetare a atomilor. Punctele lor de topire diferă și ele.

În metalurgie se folosesc trei forme principale de mangan: β, γ, σ. Alfa este mai rar, deoarece este prea fragil în proprietățile sale.

Proprietăți chimice

Din punct de vedere chimic, manganul este un element chimic a cărui sarcină ionică variază foarte mult de la +2 la +7. Acest lucru își lasă amprenta asupra activității sale. În formă liberă în aer, manganul reacționează foarte slab cu apa și se dizolvă în acizi diluați. Cu toate acestea, trebuie doar să creșteți temperatura, deoarece activitatea metalului crește brusc.

Deci, este capabil să interacționeze cu:

• azot;
• carbon;
• halogeni;
• siliciu;
• fosfor;
• sulf și alte nemetale.

Când este încălzit fără acces la aer, metalul trece cu ușurință în stare de vapori. În funcție de starea de oxidare pe care o prezintă manganul, compușii săi pot fi atât agenți reducători, cât și agenți oxidanți. Unele prezintă proprietăți amfotere. Deci, principalele sunt caracteristice compușilor în care este +2. Amfoter - +4, și acid și puternic oxidant în cea mai mare valoare +7.

Deși manganul este un metal de tranziție, compuși complecși putine pentru el. Acest lucru se datorează configurației electronice stabile a atomului, deoarece subnivelul său 3d conține 5 electroni.

Cum să obțineți

Există trei moduri principale prin care se obține manganul (un element chimic) în industrie. Deoarece numele este citit în latină, am desemnat deja - manganum. Dacă îl traduceți în rusă, atunci va fi „da, chiar clarific, decolorez”. Manganul își datorează numele proprietăților manifestate cunoscute încă din antichitate.

Cu toate acestea, în ciuda faimei sale, abia în 1919 a fost posibil să-l obțineți în forma sa pură pentru utilizare. Acest lucru se face prin următoarele metode.

1. Electrolitic, randamentul produsului este de 99,98%. In acest fel se obtine manganul in industria chimica.
2. Silicotermic, sau reducere cu siliciu. Cu această metodă, siliciul și oxidul de mangan (IV) sunt topiți, rezultând formarea unui metal pur. Randamentul este de aproximativ 68%, deoarece un efect secundar este combinația de mangan cu siliciu pentru a forma siliciur. Această metodă este utilizată în industria metalurgică.
3. Metoda aluminotermă - restaurare cu aluminiu. De asemenea, nu dă un randament prea mare de produs, manganul se formează contaminat cu impurități.

Producția acestui metal are importanţă pentru multe procese efectuate în metalurgie. Chiar și un mic adaos de mangan poate afecta foarte mult proprietățile aliajelor. S-a dovedit că multe metale se dizolvă în el, umplându-și rețeaua cristalină.

În ceea ce privește extracția și producția acestui element, Rusia se află pe primul loc în lume. Acest proces se desfășoară și în țări precum:

• China.
• Kazahstan.
• Georgia.
• Ucraina.

Utilizare industrială

Manganul este un element chimic, a cărui utilizare este importantă nu numai în metalurgie. dar şi în alte domenii. Pe lângă metalul pur, mare importanță au compuși diferiți ai unui atom dat. Să le schițam pe cele principale.

1. Există mai multe tipuri de aliaje care, datorită manganului, au proprietăți unice. Deci, de exemplu, este atât de puternic și rezistent la uzură încât este folosit pentru topirea pieselor pentru excavatoare, mașini de prelucrare a pietrei, concasoare, mori cu bile, piese de blindaj.
2. Dioxidul de mangan este un element oxidant obligatoriu al galvanizării, este folosit la crearea depolarizatoarelor.
3. Mulți compuși de mangan sunt necesari pentru sinteza organică a diferitelor substanțe.
4. Permanganatul de potasiu (sau permanganatul de potasiu) este folosit în medicină ca un dezinfectant puternic.
5. Acest element face parte din bronz, alamă, își formează propriul aliaj cu cupru, care este utilizat pentru fabricarea turbinelor de avioane, palete și alte piese.

Rolul biologic

Necesarul zilnic de mangan pentru o persoană este de 3-5 mg. Deficiența acestui element duce la depresie sistem nervos, tulburări de somn și anxietate, amețeli. Rolul său nu a fost încă studiat pe deplin, dar este clar că, în primul rând, afectează:

• înălţime;
• activitatea glandelor sexuale;
• activitatea hormonilor;
• formarea sângelui.

Acest element este prezent la toate plantele, animalele, oamenii, ceea ce dovedește rolul său biologic important.

Manganul este un element chimic, fapte interesante despre care pot impresiona orice persoană, precum și te pot face să realizezi cât de important este. Iată cele mai elementare dintre ele, care și-au găsit amprenta în istoria acestui metal.

1. În vremuri grele război civilîn URSS, unul dintre primele produse de export a fost minereu un numar mare de mangan.
2. Dacă dioxidul de mangan este aliat cu și salpetru și apoi produsul este dizolvat în apă, atunci vor începe transformări uimitoare. Soluția se va transforma mai întâi în Culoarea verde, apoi culoarea se va schimba în albastru, apoi violet. În cele din urmă, va deveni purpuriu și un precipitat maro va cădea treptat. Dacă amestecul este agitat, atunci culoarea verde va fi restabilită și totul se va întâmpla din nou. De aceea și-a primit numele permanganatul de potasiu, care se traduce prin „cameleon mineral”.
3. Dacă îngrășămintele care conțin mangan sunt aplicate pe sol, atunci productivitatea plantelor va crește și rata fotosintezei va crește. Grâul de iarnă va forma boabe mai bine.
4. Cel mai mare bloc de rodonit, mineral de mangan, cântărea 47 de tone și a fost găsit în Urali.
5. Există un aliaj ternar numit manganină. Este format din elemente precum cuprul, manganul și nichelul. Unicitatea sa constă în faptul că are o rezistență electrică mare, care nu depinde de temperatură, ci este influențată de presiune.

Desigur, acest lucru nu este tot ce se poate spune despre acest metal. Manganul este un element chimic, fapte interesante despre care sunt destul de diverse. Mai ales dacă vorbim despre proprietățile pe care le conferă diferitelor aliaje.

Aparține grupa VII. Situat în a patra perioadă între crom și fier. Are al 25-lea număr atomic. Formula manganului 3d 5 4s 2 .

A fost deschis în 1774. atom de mangan cântărește 54,938045. Conține izotopul 55Mn și natural mangan constă în întregime din ea. Gradul de oxidare al metalului variază de la 2 la 7. Electronegativitatea Mn este 1,55. material de tranziție.

Conexiuni mangan 2 formează oxid și dioxid. Afișează proprietățile de bază ale unui element. Educație mangan 3 și mangan 4 au proprietăți amfotere. În combinațiile de metal 6 și 7, proprietățile sunt principale mangan acid. Elementul numărul 25 formează numeroase tipuri de săruri și diverși compuși binari.

Manganul este extras peste tot atât în ​​Rusia, cât și în țările vecine. În Ucraina există un special Mangan - oraș situat pe numeroase formațiuni de minereu de mangan.

Descrierea și proprietățile manganului

Culoare alb-argintie cu o ușoară nuanță gri mangan. Compus Elementul are un amestec de carbon, care îi conferă o culoare alb-argintie. Depășește fierul ca duritate și fragilitate. Sub formă de abrazivi fini, este piroforic.

Când interacționați cu aerul, oxidarea manganului. Este acoperit cu o peliculă de oxid care îl protejează de reacțiile oxidative ulterioare.

Se dizolvă în apă, absoarbe complet hidrogenul fără a reacționa cu acesta. Când este încălzit, arde în oxigen. Reacționează activ cu clorul și sulful. Când interacționează cu agenți oxidanți acizi, se formează săruri de mangan.

Densitate - 7200 kg / m3, topire - 1247 ° C, fierbere - 2150 ° C. Capacitate termică specifică - 0,478 kJ. Are conductivitate electrică. Contactul cu clorul, bromul și iodul formează dihalogenuri.

La temperaturi ridicate, interacționează cu azotul, fosforul, siliciul și borul. Reactioneaza lent cu apa rece. În procesul de încălzire, reactivitatea elementului crește. La ieșire se formează Mn(OH)2 și hidrogen. Când manganul se combină cu oxigenul, se formează oxid de mangan. Există șapte grupuri:

Oxid de mangan (II). monoxid. Nu interacționează cu apa. Se oxidează ușor, formând o crustă fragilă. Când este încălzit cu hidrogen și metale din grupul activ, este redus la mangan. Are cristale de culoare verde și gri-verde. Semiconductor.

Oxid de mangan (II, III). Cristale brun-negru de Mn3O4. Paramagnetic. Apare în mod natural sub formă de hausmanit mineral.

Oxid de mangan (II, IV). Compus anorganic Mn5O8. Poate fi considerat ca ortomanganit de mangan. Nu se dizolvă în H2O.

Oxid de mangan (III).Cristale brun-negru Mn2O3. Nu reacționați cu apa. Gasit in mediul naturalîn mineralele brownit, kurnakite și bixbyit.

Oxid de mangan (IV) sau dioxid de mangan MnO2. Pulbere maro închis insolubilă în apă. Formarea stabilă a manganului. Conținut în mineralul piroluzit. Absoarbe clorul și sărurile metalelor grele.

Oxid de mangan (VI). Element amorf roșu închis. Reactioneaza cu apa. Se descompune complet atunci când este încălzit. Reacțiile alcaline formează depozite de sare.

Oxid de mangan (VII). Lichid uleios brun-verzui Mn2O7. Oxidant puternic. La contactul cu amestecurile combustibile, le aprinde instantaneu. Poate exploda dintr-o apăsare, un fulger ascuțit și strălucitor de lumină, interacțiune cu componente organice. Când interacționează cu H 2 O, formează acid permanganic.

Sărurile de mangan sunt catalizatori pentru procesele oxidative care implică oxigen. Ele sunt utilizate în desicanti. Uleiul de in cu adaosul unui astfel de desicant se numește ulei de uscare.

Aplicarea manganului

Mn este utilizat pe scară largă în metalurgia feroasă. Adăugați aliaj mangan de fier(feromangan). Proporția de mangan în el este de 70-80%, carbon 0,5-7%, restul este fier și impurități. Elementul #25 în fabricarea oțelului combină oxigenul și sulful.

Se folosesc amestecuri crom - mangan, -mangan, siliciu-mangan. Nu există un substitut alternativ pentru mangan în producția de oțel.

Elementul chimic îndeplinește multe funcții, inclusiv rafinarea și dezoxidarea oțelului. Tehnologie utilizată pe scară largă zinc mangan. Solubilitatea Znului în magneziu este de 2%, iar rezistența oțelului, în acest caz, crește la 40%.

Într-o mină de explozie, manganul îndepărtează depozitele de sulf din fontă. Tehnica folosește aliaje ternare de manganin, care include cupru manganși nichel. Materialul se caracterizează prin rezistență electrică ridicată, care este afectată nu de temperatură, ci de forța de presiune.

Folosit pentru a face manometre. Valoarea reală pentru industrie este aliajul de cupru - mangan. Conţinut manganul este 70%, cuprul 30%. Este folosit pentru a reduce zgomotul industrial dăunător. La fabricarea pachetelor de explozie pentru evenimente festive se folosește un amestec, care include elemente precum magneziu mangan. Magneziul este utilizat pe scară largă în construcția de avioane.

Unele tipuri de săruri de mangan, cum ar fi KMnO4, și-au găsit drumul în industria medicală. Permanganatul de potasiu se referă la sărurile acidului permanganic. Are un aspect violet închis. Se dizolvă în mediu acvatic, transformându-l în violet.

Este un agent oxidant puternic. Antiseptic, are proprietăți antimicrobiene. mangan în apă se oxidează ușor, formând un oxid de mangan brun slab solubil.

În contact cu proteinele tisulare, formează compuși cu calități astringente pronunțate. În concentrații mari soluție de mangan are efect iritant și cauterizant.

mangan de potasiu folosit pentru tratarea anumitor boli și pentru primul ajutor, iar o sticlă de cristale de permanganat de potasiu este în fiecare trusă de prim ajutor.

Manganul este benefic pentru sănătatea umană. Participă la formarea și dezvoltarea celulelor sistem nervos central. Promovează absorbția vitaminei B1 și a fierului. Reglează glicemia. Implicat în construcția țesutului osos.

Participă la formarea acizilor grași. Îmbunătățește abilitățile reflexe, memoria, elimină tensiune nervoasa, iritabilitate. Absorbit în peretele intestinal mangan, vitamine B, E, fosfor, calciu sporesc acest proces, afectează organismul și procesele metabolice în general.

Minerale esențiale pentru oameni, cum ar fi calciu, magneziu, mangan, cuprul, potasiul, fierul se adaugă complexelor vitamine-minerale pentru a elimina deficiența de vitamine.

De asemenea, oligoelemente zinc, manganși joc de fier rol imensîn viața plantelor. Ele fac parte din îngrășămintele fosfatice și minerale.

pretul manganului

Manganul metalic conține până la 95% mangan pur. Este folosit în industria siderurgică și metalurgică. Îndepărtează impuritățile inutile din oțel și îi conferă calități de aliere.

Ferromanganul este folosit pentru a dezoxida aliajul în timpul procesului de topire prin eliminarea oxigenului din acesta. Leagă particulele de sulf împreună, îmbunătățind caracteristicile de calitate ale oțelului. Manganul întărește materialul, făcându-l mai rezistent la uzură.

Metalul este folosit pentru a crea mori cu bile, mașini de terasament și zdrobire de pietre, elemente de armătură. Reostatele sunt fabricate din aliaj de mangadin. Elementul numărul 25 se adaugă bronzului și.

Un procent mare de dioxid de mangan este consumat pentru a crea celule galvanice. cu adaos de Mn, este utilizat în sinteza organică fină și industrială. Compușii MnO2 și KMnO4 acționează ca agenți de oxidare.

Manganul este o substanță de neînlocuit în metalurgia feroasă. Unic prin fizica si caracteristici chimice. cumpara mangan disponibil la magazinele specializate. Cinci kilograme de metal costă aproximativ 150 de ruble, iar o tonă, în funcție de tipul de conexiune, costă aproximativ 100-200 de mii de ruble.

Mangan(lat. manganum), mn, element chimic din grupa vii sistem periodic Mendeleev; numărul atomic 25, masă atomică 54,9380; metal alb argintiu greu. În natură, elementul este reprezentat de un izotop stabil 55 mn.

Referință istorică. Mineralele lui M. sunt cunoscute de mult timp. Vechiul naturalist roman Pliniu menționează o piatră neagră, care a fost folosită pentru a decolora o masă de sticlă lichidă; Era vorba despre mineralul piroluzit mno 2. În Georgia, piroluzitul din cele mai vechi timpuri a servit ca material de umplutură în producția de fier. Multă vreme, piroluzitul a fost numit magnezie neagră și a fost considerat un tip de minereu de fier magnetic ( magnetit). În 1774 K. Scheele a arătat că acesta era un compus dintr-un metal necunoscut, iar un alt om de știință suedez, Yu. Gan, prin încălzirea puternică a unui amestec de piroluzit cu cărbune, a obținut un mineral contaminat cu carbon. Numele M. este derivat în mod tradițional din germanul manganerz - minereu de mangan.

distribuție în natură. Conținutul mediu de M. în scoarța terestră este de 0,1%, în majoritatea rocilor magmatice 0,06-0,2% în greutate, unde se află în stare dispersată sub formă de mn 2+ (analog de fe 2+). Pe suprafața pământului, mn 2+ se oxidează ușor; aici sunt cunoscute și mineralele mn 3+ și mn 4+. În biosferă M. migrează viguros în condiţii reducătoare şi este inactiv în mediu oxidant. M. este cel mai mobil în apele acide ale tundrei și peisajelor forestiere, unde se găsește sub forma mn 2+ . Conţinutul lui M. este adesea sporit aici şi plante cultivate pe alocuri suferă de un exces de M.; în sol, lacuri, mlaștini, noduli fier-mangan, se formează minereuri de lacuri și mlaștini. În stepele uscate și în deșerturi, într-un mediu oxidant alcalin, manganul este inactiv, organismele sunt sărace în mangan, iar plantele cultivate au adesea nevoie de microîngrășăminte cu mangan. Apele râurilor sunt sărace M. (10 -6 -10 -5 g/l), cu toate acestea, eliminarea totală a acestui element de către râuri este enormă, iar cea mai mare parte este depusă în zona de coastă. Există și mai puțin M. în apa lacurilor, mărilor și oceanelor; în multe locuri de pe fundul oceanului sunt obișnuiți nodulii de feromangan, formați în perioadele geologice trecute.

Proprietati fizice si chimice. Densitatea M. 7,2-7,4 g/cm 3, t pl 1245 °С; t kip 2150 °C. M. are 4 modificări polimorfe: α-mn (rețea cubică centrată pe corp cu 58 de atomi într-o celulă unitate), β-mn (rețea cubică centrată pe corp cu 20 de atomi într-o celulă), γ-mn (tetragonală cu 4 atomi într-o celulă) și δ-mn (centrat pe corpul cub). Temperatura de transformare:

ap 705°c; py 1090°c; y5 1133°c;

α-modificarea este fragilă; γ (și parțial β) este plastic, ceea ce este important atunci când se creează aliaje.

Raza atomică M. 1,30 å. Raze ionice (în å): mn 2+ 0,91, mn 4+ 0,52, mn 7+ 0,46. Alte proprietăți fiziceα-mn: capacitate termică specifică (la 25 °C) 0,478 kJ/(kg · K) [adică 0,114 cal/(G ·°C)]; coeficient de temperatură de dilatare liniară (la 20 °C) 22,3? 10-6 grindină-1 conductivitate termică (la 25 ° C) 66,57 W / (m? K) [adică 0,159 cal/(cm sec°C)]; rezistenta electrica de volum specific 1,5-2,6 μm m(adică 150-260 μΩ cm) ; coeficientul de temperatură al rezistenței electrice (2-3) ? 10-4 grade -1 M. este paramagnetic.

Din punct de vedere chimic, M. este destul de activ, atunci când este încălzit, interacționează puternic cu nemetale - oxigen (se formează un amestec de M. oxizi de valență diferită), azot (mn 4 n, mn 2 n 1, mn 3 n 2) , sulf (mns, mns 2), carbon (mn 3 c, mn 23 c 6, mn 7 c 3, mn 5 c 6), fosfor (mn 2 p, mnp), etc. Când temperatura camerei M. în aer nu se schimbă; reacţionează foarte lent cu apa. Se dizolvă cu ușurință în acizi (clorhidric, sulfuric diluat), formând săruri de mineral divalent. Când este încălzit în vid, mineralul se evaporă ușor chiar și din aliaje.

M. formează aliaje cu multe elemente chimice; majoritatea metalelor se dizolvă în modificările sale individuale și le stabilizează. Astfel, cu, fe, Co, ni și altele stabilizează modificarea y. al, ag și alții extind regiunile β- și σ-mn în aliajele binare. Acest lucru este important pentru obținerea aliajelor pe bază de metal care sunt susceptibile de deformare plastică (forjare, laminare, ștanțare).

În compuși, M. prezintă de obicei o valență de la 2 la 7 (cele mai stabile stări de oxidare sunt +2, +4 și +7). Odată cu creșterea gradului de oxidare, proprietățile oxidante și acide ale compușilor M cresc.

Compușii mn(+2) sunt agenți reducători. mno oxid - pulbere gri-verde; are proprietăți de bază, insolubil în apă și alcaline, solubil în acizi. Hidroxidul mn(oh) 2 este o substanță albă, insolubilă în apă. Compușii mn(+4) pot acționa atât ca agenți de oxidare (a) cât și ca agenți reducători (b):

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

(conform acestei reacții în laboratoare obține clor)

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

(reacția are loc în timpul fuziunii).

Dioxidul mno 2 - negru-maro, hidroxidul corespunzător mn(oh) 4 - maro închis. Ambii compuși sunt insolubili în apă, ambii sunt amfoteri cu o ușoară predominare a funcției acide. Sărurile de tip k 4 mno 4 se numesc manganiți.

Dintre compușii mn(+6), cei mai caracteristici acid permanganicși sărurile sale manganat. Compușii mn(+7) sunt foarte importanți - acid permanganic, anhidridă de mangan și permanganați.

Chitanță. Cel mai pur M. se obține în industrie după metoda electrochimistului sovietic R. I. Agladze (1939) prin electroliză. solutii apoase mnso 4 cu adăugarea lui (nh 4) 2 deci 4 la ph = 8,0-8,5. Procesul se realizează cu anozi de plumb și catozi din aliaj de titan AT-3 sau oțel inoxidabil. Solzii lui M. sunt îndepărtați de pe catozi și, dacă este necesar, retopiți. Procesul cu halogen, de exemplu, clorurarea minereului mn, și reducerea halogenurilor produc M. cu o cantitate de impurități de aproximativ 0,1%. Mai putin pur M. get aluminotermie prin reactie:

3Mn 3 o 4 + 8al \u003d 9mn + 4al 2 o 3,

și electrotermie.

Aplicație. Principalul consumator de M. - metalurgia feroasă, cheltuind în medie aproximativ 8-9 kg M. pentru 1 T oțel topit. Pentru a introduce M. în oțel, cel mai adesea se folosesc aliajele sale cu fier - feromangan (70-80% M., 0,5-7,0% carbon, restul este fier și impurități). Se topește în cuptoare înalte și electrice. Feromanganul cu conținut ridicat de carbon este utilizat pentru dezoxidarea și desulfurarea oțelului; carbon mediu și scăzut - pentru aliarea oțelului. Oțelul de structură și șină slab aliat conține 0,9-1,6% mn; otelul inalt aliat, foarte rezistent la uzura cu 15% mn si 1,25% c (inventat de metalurgistul englez R. Geirild in 1883) a fost unul dintre primele oteluri aliate. Oțelul inoxidabil fără nichel este produs în URSS, care conține 14% cr și 15% mn.

M. se mai foloseste si in aliaje nepe baza de fier. Aliajele de cupru cu M. sunt folosite pentru fabricarea palelor de turbine; bronzuri de mangan - în producția de elice și alte piese în care este necesară o combinație de rezistență și rezistență la coroziune. Aproape toate industriale aliaje de aluminiuȘi aliaje de magneziu conţin M. S-au dezvoltat aliaje deformabile pe bază de M. aliate cu cupru, nichel şi alte elemente. Galvanizarea M. este folosit pentru a proteja produsele metalice de coroziune.

Compușii lui M. sunt utilizați și la fabricarea celulelor galvanice; în fabricarea sticlei și în industria ceramicii; în industria vopsitorie și tipografie, în agricultură etc.

F. N. TAVADZE.

mangan în organism. M. este răspândită în natură, fiind o constantă parte integrantă organisme vegetale și animale. Conținutul lui M. în plante este de zece miimi - sutimi, iar la animale - sute de mii - miimi de procent. Nevertebratele sunt mai bogate în minerale decât vertebratele. Printre plante, o cantitate semnificativă de M. este acumulată de unele ciuperci de rugină, castan de apă, linte de rață, bacterii din genurile leptothrix, crenothrix și unele diatomee (cocconeis) (până la câteva procente în cenușă), printre animale - furnici roșii, unele moluște și crustacee (până la sutimi de procente). M. - un activator al unui număr de enzime, este implicat în procesele de respirație, fotosinteză, biosinteză acizi nucleici etc., intensifică acțiunea insulinei și a altor hormoni, afectează hematopoieza și metabolismul mineral. Lipsa M. în plante provoacă necroză, cloroza merilor și a citricelor, pete de cereale, arsuri la cartofi, orz etc. M. se găsește în toate organele și țesuturile unei persoane (ficatul, scheletul și glanda tiroidă sunt cele mai bogate în ele). Necesarul zilnic al animalelor și al oamenilor pentru M. este mai mult mg(zilnic cu mâncare o persoană primește 3-8 mg M.). Nevoia de M. crește odată cu activitatea fizică, cu o lipsă de lumina soarelui; copiii au nevoie de mai mult M., decât adulții. Se arată că lipsa M. în hrana animalelor afectează negativ creșterea și dezvoltarea lor, provoacă anemie, așa-numita tetanie lactațională, o încălcare a metabolismului mineral al țesutului osos. Pentru a preveni aceste boli, sărurile de M.

G. Ya. Zhiznevskaya.

În medicină, unele săruri M. (de exemplu, kmno 4) sunt folosite ca dezinfectanți. Compușii lui M. utilizați în multe industrii pot avea un efect toxic asupra organismului. Intrând în organism în principal prin tractul respirator, M. se acumulează în organele parenchimatoase (ficat, splină), oase și mușchi și este excretat lent de-a lungul multor ani. Concentrația maximă admisă de compuși M. în aer este de 0,3 mg/m3. În caz de otrăvire severă, se observă leziuni ale sistemului nervos cu un sindrom caracteristic de mangan parkinsonismul.

Tratament: vitaminoterapie, anticolinergice etc. Prevenire: respectarea regulilor de igiena muncii.

Lit.: Sally A. H., Mangan, tradus din engleză, M., 1959; Producția de feroaliaje, ed. a II-a, M., 1957; Pearson A., Manganul și rolul său în fotosinteză, în colecția: Oligoelemente, tradus din engleză, M., 1962.

descărcați rezumat

Acest element, sub formă de piroluzită (dioxid de mangan, MnO 2 ), a fost folosit de artiștii preistorici ai peșterilor la Peșterile Lascaux, Franța, încă de acum 30.000 de ani. În vremuri ulterioare în Egiptul antic producătorii de sticlă au folosit minerale care conțin acest metal pentru a îndepărta nuanța verzuie pal a sticlei naturale.

In contact cu

Colegi de clasa

Minereuri excelente au fost găsite în regiunea Magnesia, care se află în nordul Greciei, la sud de Macedonia, și atunci a început confuzia cu numele. Diverse minereuri din regiune care includeau atât magneziu, cât și mangan au fost denumite pur și simplu magnezie. În secolul al XVII-lea, termenul de magnezie alba sau magnezia albă a fost adoptat pentru mineralele de magneziu, în timp ce denumirea de magnezia neagră a fost folosită pentru oxizii mai întunecați ai manganului.

Apropo, faimoasele minerale magnetice găsite în această regiune au fost numite piatră de magnezie, care în cele din urmă a devenit magnetul de astăzi. Confuzia a continuat ceva timp până când sfârşitul XVIII-lea secolul, un grup de chimiști suedezi a ajuns la concluzia că manganul este un element separat. În 1774, un membru al grupului a prezentat aceste descoperiri Academiei din Stockholm, iar în același an, Johan Gottlieb Hahn, a devenit prima persoană care a obținut mangan pur și a dovedit că este un element separat.

Manganul - element chimic, caracteristicile manganului

Este un metal greu, alb-argintiu, care se întunecă încet în aer liber. Tare și mai fragil decât fierul, are gravitație specifică 7,21 și un punct de topire de 1244 °C. simbol chimic Mn, greutate atomică 54,938, număr atomic 25. În formule citiți ca mangan, de exemplu, KMnO 4 - mangan de potasiu aproximativ patru. Acesta este un element foarte comun în roci, cantitatea sa este estimată la 0,085% din masa scoarței terestre.

Există peste 300 de minerale diferite, care conțin acest element. Depozite terestre mari se găsesc în Australia, Gabon, Africa de Sud, Brazilia și Rusia. Dar chiar mai multe se găsesc pe fundul oceanului, mai ales la adâncimi de 4 până la 6 kilometri, astfel încât minerit acolo nu este viabil din punct de vedere comercial.

Mineralele de fier oxidat (hematit, magnetit, limonit și siderit) conțin 30% din acest element. O altă sursă potențială o reprezintă depozitele de argilă și noroi roșu, care conțin noduli de până la 25%. Cel mai pur mangan obţinut prin electroliza soluţiilor apoase.

Manganul și clorul sunt în grupa VII a tabelului periodic, dar clorul este în subgrupul principal, iar manganul este în grupul lateral, care include și tehnețiu Tc și reniu Ke - analogi electronici completi. Mangan Mn, tehnețiu Ts și reniu Ke sunt analogi electronici completi cu configurația electronilor de valență.

Acest element este prezentîn cantităţi mici şi în solurile agricole. În multe aliaje de cupru, aluminiu, magneziu, nichel, diferitele sale procente le conferă proprietăți fizice și tehnologice specifice:

• rezistenta la uzura;
• rezistență la căldură;
• rezistență la coroziune;
• fuzibilitatea;
• rezistență electrică etc.

Valențele manganului

Stările de oxidare ale manganului sunt de la 0 la +7. În starea de oxidare divalentă, manganul are un caracter distinct metalic și o tendință mare de a forma legături complexe. În oxidarea tetravalentă, predomină un caracter intermediar între proprietățile metalice și nemetalice, în timp ce hexavalent și heptavalent au proprietăți nemetalice.

Oxizi:

Formulă. Culoare

Biochimie și farmacologie

Manganul este un element larg răspândit în natură, este prezent în majoritatea țesuturilor plantelor și animalelor. Cel mai concentratii mari sunt:

• in coaja de portocala;
• în struguri;
• în fructe de pădure;
• în sparanghel;
• în crustacee;
• în gasteropode;
• în uși duble.

Una dintre cele mai importante reacții din biologie, fotosinteza, este complet dependentă de acest element. Este jucătorul vedetă în centrul de reacție al fotosistemului II, unde moleculele de apă sunt transformate în oxigen. Fără ea, fotosinteza este imposibilă..

Este un element esențial în toate organismele vii cunoscute. De exemplu, enzima responsabilă cu transformarea moleculelor de apă în oxigen în timpul fotosintezei conține patru atomi de mangan.

Corpul uman mediu conține aproximativ 12 miligrame din acest metal. Primim aproximativ 4 miligrame în fiecare zi din alimente precum nuci, tărâțe, cereale, ceai și pătrunjel. Acest element face oasele scheletului mai durabile. De asemenea, este important pentru absorbția vitaminei B1.

Beneficii și proprietăți dăunătoare

Acest oligoelement, are un mare semnificație biologică: Acționează ca un catalizator în biosinteza porfirinelor și apoi a hemoglobinei la animale și a clorofilei la plantele verzi. Prezența lui este de asemenea conditie necesara pentru activitatea diferitelor sisteme enzimatice mitocondriale, unele enzime ale metabolismului lipidic și proceselor de fosforilare oxidativă.

Vaporii sau apa potabilă contaminate cu săruri ale acestui metal duce la modificări iritative ale tractului respirator, intoxicație cronică cu tendință progresivă și ireversibilă, caracterizată prin afectarea ganglionilor bazali ai sistemului nervos central și apoi o încălcare a tipului extrapiramidal similar. la boala Parkinson.

O astfel de otrăvire este adesea caracter profesional. Afectează lucrătorii angajați în prelucrarea acestui metal și a derivatelor sale, precum și pe lucrătorii din industria chimică și metalurgică. În medicină, este utilizat sub formă de permanganat de potasiu ca astringent, antiseptic local și, de asemenea, ca antidot pentru otrăvurile naturii alcaloide (morfină, codeină, atropină etc.).

Unele soluri au niveluri scazute din acest element, de aceea se adauga la ingrasaminte si se administreaza ca supliment alimentar pentru animalele de pasunat.

Mangan: aplicare

Ca metal pur, cu excepția utilizării limitate în domeniul ingineriei electrice, acest element nu are alte aplicații practice, în timp ce în același timp este utilizat pe scară largă pentru prepararea aliajelor, producția de oțel etc.

Când Henry Bessemer a inventat procesul de fabricare a oțelului în 1856, oțelul său a fost distrus prin laminare la cald. Problema a fost rezolvată în același an când s-a descoperit că adăugarea unor cantități mici din acest element la fierul topit a rezolvat problema. Astăzi, de fapt, aproximativ 90% din totalul manganului este folosit pentru producția de oțel.

Alimente bogate în mangan

surse de hrana- cereale integrale si cereale, fructe, legume verzi, fasole uscata, ceai, ghimbir, cuisoare. Mecanismele biochimice de acțiune ale manganului sunt asociate cu participarea acestuia la funcționarea multor sisteme enzimatice. Manganul este necesar pentru creșterea normală, menținerea funcției de reproducere, metabolismul normal al țesutului conjunctiv, este, de asemenea, implicat în reglarea metabolismului carbohidraților și lipidelor și stimulează biosinteza colesterolului. Se crede că manganul este implicat în sinteza sau metabolismul insulinei. Manganul are proprietăți lipotrope: previne ficatul gras și contribuie la utilizarea globală a grăsimilor. Este o componentă a superoxid dismutazelor, care joacă un rol important în protejarea organismului de efectele nocive ale radicalilor peroxid.

Tabloul clinic al hipomanganozei la sportivi nu diferă de tabloul clinic la alte persoane. Deficitul de mangan poate duce la afectarea metabolismului carbohidraților prin tipul de diabet non-insulino-dependent, hipocolesterolemie, întârzierea creșterii părului și a unghiilor, creșterea pregătirii convulsive, alergii, dermatită, afectarea formării cartilajului, osteoporoză. Deficitul de mangan este detectat la diferite forme anemie, tulburări de reproducere, întârziere de creștere, pierdere în greutate etc.

Odată cu dezvoltarea osteoporozei, aportul de calciu exacerbează deficiența de mangan, deoarece îngreunează absorbția acestuia de către organism. Fosfații și fierul interferează, de asemenea, cu absorbția intestinală. Consumul de alimente care conțin cantități semnificative de tanin și oxalați (cum ar fi ceaiul și spanacul) vă poate îngreuna absorbția manganului.

Cu intoxicație cronică tulburările astenice sunt caracteristice manganului: oboseală crescută, somnolență, scăderea activității, gama de interese, tulburări de memorie. În starea neurologică se notează hipomimie, distonie sau hipertonicitate, este posibilă revigorarea sau scăderea reflexelor tendinoase, hiperestezie la extremitățile distale, tulburări ale sistemului autonom periferic și central. Cu o formă pronunțată de intoxicație, liderul în tabloul clinic este parkinsonismul. Un exces de mangan crește deficitul de magneziu și cupru.

În studiile de echilibru ale sportivilor adulți cu înaltă calificare în timpul perioadei de antrenament de iarnă, s-a constatat că în ziua unei alergări de 30 km de fond, conținutul de fier, cupru și mangan din diete era la limita inferioară a fiziologică. normă pentru persoanele care nu fac sport. Sub influența unei mari activități fizice, excreția de oligoelemente prin intestine și rinichi a depășit semnificativ aportul lor cu alimente. Soldul tuturor celor trei oligoelemente a fost negativ. Timp de trei zile de odihnă după alergare pe fondul nutriției insuficiente în microelemente, pierderea de fier și cupru nu a fost compensată. Îmbogățirea dietelor cu un complex de microelemente a fost însoțită de o reținere semnificativă a fierului, cuprului și manganului în corpul sportivilor. Pe măsură ce consumul de fier medicamentos a crescut, excreția de cupru și mangan prin tractul gastrointestinal a crescut semnificativ.

Astfel, există o legătură între mangan și fier: atunci când apare deficiența de fier, mai mult mangan va fi absorbit din dietă (cu posibilitatea de intoxicație din cauza excesului său). Pe de altă parte, dacă organismul este „supraîncărcat” cu fier, capacitatea de a absorbi manganul se deteriorează, ceea ce poate duce la deficiență.