Mangan (grunnstoff): egenskaper og anvendelse, utpeking av graden av oksidering, interessante fakta

En av de viktigste stål metall er mangan. I tillegg er det generelt ganske uvanlig element, som er forbundet med interessante fakta. Viktig for levende organismer, er det nødvendig i utarbeidelsen av mange legeringer, kjemikalier. Mangan - et grunnstoff, et bilde av noe som kan sees nedenfor. Det var hans egenskaper og karakteristika omtalt i denne artikkelen.

Karakteristisk grunnstoff

Hvis vi snakker om mangan som et element av det periodiske system, bør det første være å karakterisere sin stilling i den.

1. Det ligger i den fjerde store perioden, den syvende gruppe, undergruppene.
2. Serienummer - 25. Mangan - et element, ladningen av kjerner som er lik 25 atomer. Antallet elektroner er den samme nøytron - 30.
3. Verdien av den atommasse - 54,938.
4. Betegnelse kjemisk mangan element - Mn.
5. Latinsk navn - mangan.

Ligger mellom krom og jern, noe som forklarer dets likhet med dem i de fysiske og kjemiske egenskaper.

Mangan - et kjemisk element: overgangsmetall

Hvis vi betrakter en gitt atom-elektronkonfigurasjon, vil dens formel ha formen: 1s 2s ^{2 2 2} 2p ⁶ 3s 3p ⁶ 4s ² 3d ^5. Det blir tydelig at rapporteringskontaktelementet - er et overgangsmetall fra d-familien. Fem elektroner i 3d-undernivå snakk om stabiliteten av atom, som er manifestert i dens kjemiske egenskaper.

Som det reduserende metallet er mangan, men de fleste av dets forbindelser i stand til å manifestere seg og tilstrekkelig sterk oksiderende evne. Dette er på grunn av forskjellig grad av oksidasjon og valenser, som har det aktive element. Dette er den funksjonen i denne familien av metaller.

Således, mangan - grunnstoff, som ligger mellom de andre atomer, og som har sine egne spesielle egenskaper. Tenk hva disse egenskapene i mer detalj.

Mangan - et kjemisk element. oksidasjon grad

Vi har allerede sitert den elektroniske formelen for atomet. Ifølge henne, er dette elementet i stand til å være mer positive oksidasjons. De er:

• 0;
• 2;
• 3;
• 4;
• 6;
• 7.

Valensen til atomet er IV. Den mest stabile, er de forbindelser i hvilke de verdier som forekommer i mangan 2, 4, 6. Den høyeste grad av oksydasjon kan forbindelsene til å virke som sterke oksidasjonsmidler. For eksempel: KMnO _4, Mn ₂ O _7.

Forbindelser med to reduksjonsmidler er hydroksid, (II) har mangan amfotære egenskaper, med en overvekt av basisk. Mellomliggende grader av oksidasjons indikatorer danne amfotær forbindelse.

History of oppdagelse

Mangan - et grunnstoff som har blitt åpnet på en gang, men gradvis og av ulike forskere. Men hans forbindelser, folk brukt siden antikken. Manganoksyd (IV) ble anvendt for smelting av glass. En italiensk uttalt at tillegg av denne forbindelsen maling fargen lilla i kjemisk produksjon av glass. Sammen med dette, det samme stoffet bidrar til å eliminere turbiditet i farget glass.

Senere i Østerrike vitenskaps Qaim administrerer mottatt stykke av metallisk mangan, som opptrer på høy temperatur pyurolizit (manganoksyd (IV)), pottaske og kull. Men denne prøven hadde mye urenheter, for å eliminere at han ikke kunne, så åpningen fant ikke sted.

Enda senere annen forsker syntetisert som en blanding i hvilken en vesentlig andel utgjorde det rene metall. Det var Bergman, tidligere oppdaget elementet nikkel. Men det bringe saken til slutt var det ikke å være.

Mangan - et kjemisk element, som fremstilles og isoleres i form av en enkel substans for første gang lyktes Karlu Sheele i 1774. Men han gjorde det med I. Hahn, som har fullført prosessen med å smelte metall stykke. Men selv de var ikke i stand til helt kvitt den for urenheter og få en 100% utbytte.

Likevel er det denne gangen var oppdagelsen av atomet. De samme forskerne har forsøkt å gi et navn som pionerer. De sikt manganezium ble valgt. Men etter oppdagelsen av magnesium begynte forvirring og mangan navnet ble endret til dagens (H. David, 1908).

Siden mangan - et grunnstoff hvis egenskaper er svært verdifull for mange metallurgiske prosesser over tid ble det nødvendig å fortsatt finne en måte å produsere det på den mest rene form. Dette problemet ble løst av forskere over hele verden, men var i stand til å bli løst bare i 1919 gjennom arbeidet R. Agladze - sovjetisk forsker og kjemiker. Det vil si, fant han en metode som kan være av sulfater og klorider av mangan ved elektrolyse for å oppnå rent metall stoffinnhold 99,98%. Nå er denne metoden brukes over hele verden.

Å være i naturen

Mangan - et grunnstoff, et bilde av en enkel substans som kan sees nedenfor. I naturen finnes det en rekke av isotoper av et atom, antallet nøytroner i hvilken varierer. Dermed blir massetall variere i området fra 44 til 69. Imidlertid er den eneste stabile isotop av et element som har en verdi på ⁵⁵ Mn, andre har en neglisjerbar kort halveringstid, eller det er for små mengder.

Siden mangan - kjemisk element i hvilken graden av oksydasjon varierer betraktelig, og de forbindelser i naturen som det dannes mye. I ren form, er elementet ikke finnes i det hele tatt. Mineraler og malmer permanente hans nabo - jern. Total mulig å utpeke noen av de viktigste steinene, som inkluderer mangan.

1. Pyrolusite. En forbindelse med formel: MnO ₂ * _NH2 O.
2. Psilomelane molekyl MnO2 * mMnO * nH2O.
3. Manganitt formel MnO * OH.
4. Braunite sjeldnere enn andre. Formelen av Mn ₂ O _3.
5. Hausmannite formel Mn Mn * ₂ O _4.
6. Rodonite Mn ₂ (SiO _{3) 2.}
7. Mangankarbonat malm.
8. Bringebær bøyen rhodochrosite eller - MnCO _3.
9. Purple - Mn ₃ PO _4.

I tillegg er det mulig å angi en rekke mineraler, som også inkluderer det element som betraktes. De er:

• kalsitt;
• siderite;
• leirmineraler,
• kalsedon;
• opal;
• sand og silt forbindelse.

I tillegg til gruvedrift og sedimentære bergarter, mineraler, mangan - kjemisk element som inngår i blandingen er:

1. Plant organismer. De største stasjonene dette element er: vannkastanjer, andemat, kiselalger.
2. Rust sopp.
3. Noen typer bakterier.
4. Følgende dyr: rød maur, krepsdyr, bløtdyr.
5. Mennesker - det daglige behovet ca 3-5 mg.
6. Oceans inneholder 0,3% vann av dette element.
7. Det totale innhold i jordskorpen på 0,1 vekt%.

Generelt er det 14 vanligste element av alle planeten vår. Blant de heavy metal jern etter at han andre.

fysiske egenskaper

Med hensyn til egenskapene av mangan som en enkel substans, er det flere grunnleggende fysiske egenskaper for det.

1. I en enkel substans er det et tilstrekkelig hardt metall (Mohs' skala indeks er 4). Farge - sølvhvitt, luft dekket med en beskyttende oksydfilm på den blanke seksjonen.
2. Smeltepunktet til 1246 ⁰ C.
3. Kokende - 2061 ⁰ C.
4. Ledende egenskaper god, er paramagnetisk.
5. Metall tetthet er 7,44 g / ^cm3.
6. Det er i form av fire polymorfe former (α, β, γ, σ), har forskjellig struktur og gitter form og pakketetthet av atomene. Også forskjellig deres smeltetemperatur.

I metallurgien benyttet tre grunnleggende former av mangan: β, γ, σ. Alpha sjelden, siden det er altfor skjør i sine egenskaper.

kjemiske egenskaper

Med hensyn til kjemien, mangan - kjemisk element som har ione-ladnings varierer 2-7. Det setter sitt preg på sin aktivitet. Den frie formen av mangan i luften meget lett reagerer med vann, løselig i fortynnede syrer. Du bør imidlertid bare øke temperaturen på metallet som aktiviteten øker dramatisk.

Således er det i stand til å reagere med:

• nitrogen;
• karbon;
• halogener;
• silisium;
• fosfor;
• svovel og andre ikke-metaller.

Når oppvarmet metall uten luft lett går over i dampform. Avhengig av graden av oksydasjon, som oppviser mangan og dets forbindelser kan være både reduksjonsmidler og oksydasjonsmidler. Noen vise amfotære egenskaper. Så, den grunnleggende karakteristikk av forbindelsene, som det +2. Amfotere - 4, og en sterk oxyderende syre til den høyeste verdi av 7.

Til tross for det faktum at mangan - er et overgangsmetall kompleksforbindelser er få for ham. Dette skyldes stabil elektron konfigurasjon av atom, for 3d-sublaget det inneholder 5 elektroner.

Fremgangsmåter for fremstillingen

Det er tre hovedmåter, hvor mangan fremstilt i industrien (grunnstoff). Hvordan lese den latinske tittelen, har vi allerede utpekt - Manganum. Hvis vi oversette det til russisk, vil det være "ja, ja klargjør discolors". Derfor navnet mangan er nødvendig for å vise de egenskaper kjent fra svært gammel tid.

Men til tross for populariteten, for å få den i en ren form for bruk bare administreres i 1919. Dette gjøres ved hjelp av følgende metoder.

1. Elektrolyse, er produktutbyttet 99,98%. På denne måten, mangan i den kjemiske industrien.
2. Silicothermic eller utvinning ved hjelp av silisium. Med denne metode er det en blanding av silisium og mangan oksyd (IV), som resulterer i et rent metall. Utbyttet er omtrent 68%, fordi manganforbindelse er biprodukt med silisium i silisid. Denne metoden er brukt i den metallurgiske industri.
3. Aluminiumtermisk metode - en gjenvinningsoperasjon ved hjelp av aluminium. Heller ikke gir altfor høyt utbytte, mangan forurenset av urenheter.

Fremstilling av metallet er viktig for mange prosesser som utføres i metallurgien. Selv en liten tilsetning av mangan er i stand til sterkt påvirker egenskapene til legeringene. Det er bevist at den oppløses mange metaller, fylle sitt krystallgitter.

Leting og produksjon av dette elementet Russland rangerer først i verden. Dessuten er denne prosessen gjennomføres i land som:

• Kina.
• Sør-Afrika.
• Kasakhstan.
• Georgia.
• Ukraina.

Bruk i industrien

Mangan - et kjemisk element, ved bruk av hvilket er viktig, ikke bare i metallurgien. men også på andre områder. I tillegg til metallet i ren form, er av stor viktighet og forskjellige forbindelser ifølge atom. Betegne de viktigste.

1. Det finnes flere typer legeringer, som på grunn av mangan har unike egenskaper. For eksempel, den Hadfield stålet er så sterkt og holdbart som den er beregnet for smelte deler gravemaskin, stein behandling maskiner, kverner, kulemøller, armeringselementene.
2. Mangandioksyd - oksydativ elektropletterings-festeelement, er det brukt ved opprettelse av en depolarisator.
3. Mange forbindelser av mangan nødvendige for forskjellige synteser av organiske stoffer.
4. Kaliumpermanganat (kaliumpermanganat eller) brukes i medisin som en potent antiseptisk middel.
5. Dette element er inkludert i sammensetningen av bronse, messing, danner sin egen legering med kobber, som tjener til å fremstille fly turbiner, blader, og andre deler.

Den biologiske rolle

Det daglige behovet for menneskelig mangan er 3-5 mg. Mangel på dette element fører til undertrykkelse av nervesystemet, søvnforstyrrelser og angst, svimmelhet. Dens rolle er ikke fullt ut forstått, men det er klart at, først av alt, det har en innvirkning på:

• vekst;
• aktiviteten til kjønnskjertler;
• verk av hormoner;
• dannelsen av blod.

Dette elementet er til stede i alle planter, dyr, mennesker, som beviser sin viktige biologiske rolle.

Interessant informasjon om elementet

Mangan - et grunnstoff, interessante fakta som kan imponere noen, og gjør det klart hvor viktig det er. Her er de mest grunnleggende seg, som fant sitt preg på historien av metall.

1. I tider med borgerkrigen i Sovjetunionen, en av de første eksportprodukter det var malm som inneholder en stor mengde mangan.
2. Dersom mangandioksyd for å smelte sammen med kaliumhydroksyd og nitrat, og deretter ble produktet oppløst i vann, konverteringen start overraskende. Først vil løsningen bli grønn og deretter til blå farge vil endre seg etter - Lilla. Til slutt, bringebær og vil gradvis falle brunt bunnfall. Hvis blandingen å riste, så igjen restaurert grønt og alt skje igjen. Det er av denne kaliumpermanganat og sitt navn, som oversettes som "mineralet kameleon".
3. Hvis du er i bakken for å lage gjødsel som inneholder mangan, da anlegget vil øke produktiviteten og øke frekvensen av fotosyntese. Winter hvetekorn vil danne bedre.
4. Den største del av mineralet mangan rhodonite veide 47 tonn, og ble funnet i Ural.
5. Det er en trefoldig legering kalt manganin. Den er sammensatt av elementer som kobber, mangan og nikkel. Det er unikt ved at den har en stor elektrisk motstand, som ikke er avhengig av temperaturen, men er under påvirkning av trykk.

Selvfølgelig, dette er ikke alt som er å si om dette metallet. Mangan - et grunnstoff, interessante fakta som er ganske mangfoldig. Spesielt hvis vi snakker om de egenskaper som det gir ulike legeringer.