Manganul (element chimic): proprietăți și aplicarea, desemnarea gradului de oxidare, fapte interesante

Una dintre cele mai importante de metal din oțel este de mangan. În plus, acesta este, în general elementul destul de neobișnuit, care este asociat cu fapte interesante. Important pentru organismele vii, este necesar ca în prepararea multor aliaje, produse chimice. Mangan - un element chimic, o fotografie din care se poate vedea mai jos. A fost proprietățile și caracteristicile sale discutate în acest articol.

element chimic caracteristic

Dacă vorbim despre mangan ca element al sistemului periodic, primul lucru pe care ar trebui să fie pentru a caracteriza poziția sa în ea.

1. Acesta este situat în a patra perioadă mare, grupul a șaptea, sub-grupuri.
2. Număr de serie - 25. Mangan - un element, încărcătura de nuclee care este egal cu 25 de atomi. Numărul de electroni este același neutronul - 30.
3. Valoarea masa atomică - 54.938.
4. Denumire element de mangan chimic - Mn.
5. Numele latin - mangan.

Situat între crom și fier, ceea ce explică asemănarea cu ei în caracteristicile fizice și chimice.

Mangan - un element chimic: metal tranzițional

Dacă luăm în considerare o configurație atom electron dat, formula sa va avea forma: 1s 2s ^{2 2 2} 2p ⁶ 3s 3p ⁶ 4s ² 3d ^5. Devine evident că elementul de contact de raportare - este un metal de tranziție de d-familie. Cinci electroni în-3d subnivel vorbesc despre stabilitatea atomului, care se manifestă în proprietățile sale chimice.

Deoarece metalul de reducere este mangan, dar cele mai multe dintre compușii săi capabili să se manifeste și suficient de puternic capacitatea de oxidare. Acest lucru se datorează diferite grade de oxidare și valențele, care are elementul activ. Aceasta este caracteristica acestei familii de metale.

Astfel, mangan - element chimic, situat printre alți atomi, și care are propriile sale caracteristici speciale. Luați în considerare ceea ce aceste proprietăți mai în detaliu.

Mangan - un element chimic. gradul de oxidare

Am citat deja formula electronică a atomului. Potrivit ei, acest element este capabil de a fi stări de oxidare mai pozitive. Acestea sunt:

• 0;
• 2;
• 3;
• 4;
• 6;
• 7.

Valența atomului este IV. Cel mai stabil sunt acei compuși în care valorile apar în mangan +2, +4, +6. Cel mai mare grad de oxidare permite compușilor să acționeze oxidanți puternici. De exemplu: KMnO _4, Mn ₂ O _7.

Compușii cu doi agenți de reducere sunt hidroxidul, mangan (II) are proprietăți amfotere, cu preponderență de bază. grade intermediare de indicatori de oxidare formează compusul amfoter.

Istoria descoperirii

Mangan - un element chimic care a fost deschis la o dată, dar treptat și de către diferite oameni de știință. Cu toate acestea, legăturile sale, oamenii folosit din cele mai vechi timpuri. oxid de mangan (IV) a fost utilizat pentru topirea sticlei. Un italian a afirmat că adăugarea acestui compus vopsele culoarea violet în producția chimică a sticlei. Odata cu aceasta, aceeași substanță ajută la eliminarea turbidității în pahare colorate.

Mai târziu, în Austria savant Qaim a primit bucata de administrarea sa de mangan metalic, care acționează asupra pyurolizit temperatură ridicată (oxid de mangan (IV)), carbonat de potasiu și cărbune. Cu toate acestea, această mostră a avut o mulțime de impurități, pentru a elimina că el nu a putut, astfel încât deschiderea nu a avut loc.

Mai târziu, încă un alt om de știință sintetizat ca un amestec în care o proporție semnificativă a reprezentat pentru metalul pur. Era Bergman, a descoperit mai devreme nichel elementului. Cu toate acestea, ea aduce problema înainte de sfârșitul anului nu a fost să fie.

Mangan - un element chimic, care este preparat și izolat sub forma unei substanțe simplu pentru prima dată a reușit Karlu Sheele în 1774. Cu toate acestea, el a făcut-o cu I. Hahn, care a finalizat procesul de topire a piesei metalice. Dar chiar și ei nu au putut să-l scape complet de impurități și de a obține un randament de 100%.

Cu toate acestea, este de data aceasta a fost descoperirea atomului. Aceiași oameni de știință au încercat să dea un nume ca pionieri. Ei manganezium termen a fost selectat. Cu toate acestea, după descoperirea de magneziu a început confuzie și numele de mangan a fost schimbat la curent (H. David, 1908).

Deoarece mangan - un element chimic ale cărui proprietăți sunt foarte valoroase pentru multe procese metalurgice, în timp, a devenit necesar să se găsească o modalitate de a produce în forma cea mai pură. Această problemă a fost rezolvată de către oamenii de știință din întreaga lume, dar a putut fi rezolvată decât în 1919, prin lucrarea lui R. Agladze - om de știință sovietic și chimist. Cu alte cuvinte, el a găsit o metodă care poate fi de sulfați și cloruri de mangan prin electroliza pentru a obține conținutul de substanță metal pur 99,98%. Acum, această metodă este folosită în întreaga lume.

Fiind în natură

Mangan - un element chimic, o fotografie a unei substanțe simplu, care poate fi văzut mai jos. În natură, există o mulțime de izotopi ai unui atom, numărul de neutroni în care variază foarte mult. Astfel, numerele de masă variază în intervalul de la 44 la 69. Cu toate acestea, singurul izotop stabil al unui element având o valoare de ⁵⁵ Mn, altele au un scurt neglijabil de înjumătățire sau există cantități prea mici.

Deoarece mangan - element chimic în care gradul de oxidare variază considerabil, iar compușii în natură ca aceasta face mult. În formă pură, elementul nu se găsește deloc. Mineralele si minereurilor permanente vecinului său - fier. Totalul posibil să se desemneze unele dintre cele mai importante roci, care includ mangan.

1. Pirolusit. Un compus cu formula: MnO ₂ * nH ₂ O.
2. molecula Psilomelane MnO2 * mMnO * nH2O.
3. Formula Manganita MnO * OH.
4. Mai rar decât altele mangan. Formula de Mn ₂ O _3.
5. Formula Hausmannite Mn * Mn ₂ O _4.
6. Rodonite Mn ₂ (SiO _{3) 2.}
7. minereu carbonat de mangan.
8. Zmeură Rodocrozitul Spar sau - MnCO _3.
9. Purple - Mn ₃ PO _4.

În plus, este posibil să se desemneze mai multe minerale, care include, de asemenea, elementul de luat în considerare. Acestea sunt:

• calcit;
• siderit;
• minerale argiloase;
• calcedonie;
• opal;
• nisip și nămol compus.

În plus față de minerit și roci sedimentare, minerale, mangan - element chimic, care este inclus în compoziție includ:

1. organisme de plante. Cele mai mari unități acest element sunt: castane de apa, lintiță, diatomee.
2. fungi Rust.
3. Unele tipuri de bacterii.
4. Următoarele animale: furnici roșii, crustacee, moluste.
5. Oamenii - nevoia zilnică de circa 3-5 mg.
6. Oceanele conțin 0,3% apă a acestui element.
7. Conținutul total în scoarța de 0,1% în greutate.

În general, acesta este de 14 elementul cel mai comun al tuturor planetei noastre. Printre fierul metal greu, după ce a doua.

proprietățile fizice

Din punct de vedere al proprietăților de mangan ca o substanță simplă, există o serie de caracteristici fizice de bază pentru ea.

1. Într-o substanță simplă este un metal suficient de tare (indicele de scara Mohs' este 4). Culoare - argintiu alb, aer acoperit cu o peliculă de oxid protector pe secțiunea lucioasă.
2. Punctul de topire al 1246 ⁰ C.
3. Fierberea - 2061 ⁰ C.
4. proprietăți conductive de bună, este paramagnetic.
5. Densitatea de metal este 7,44 g / ^cm3.
6. Există în formă de patru polimorfi (α, β, γ, σ), care diferă în structură și zăbrele forma și densitatea de ambalare a atomilor. De asemenea, diferită de temperatura lor de topire.

În metalurgie utilizate trei forme de bază de mangan: β, γ, σ. Alpha rar, deoarece este prea fragil în proprietățile sale.

chimice

Din punctul de vedere al chimiei, mangan - element chimic a cărui sarcină variază foarte mult de ioni două-șapte. Ea își pune amprenta asupra activității sale. Forma liberă a manganului în aer reacționează foarte ușor cu apă, solubil în acizi diluați. Cu toate acestea, ar trebui să crească doar temperatura metalului ca activitatea crește în mod dramatic.

Astfel, este capabil să reacționeze cu:

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

Atunci când este încălzit metal fără aer ușor trece în stare de vapori. În funcție de gradul de oxidare, care prezintă mangan și compușii săi pot fi atât agenți reducători și agenți oxidanți. Unele prezintă proprietăți amfoteri. Deci, caracteristica de bază a compușilor, pe care-l +2. Amfoter - 4, și un acid oxidant puternic în cea mai mare valoare +7.

În ciuda faptului că mangan - este un metal de tranziție compuși complecși sunt puțini pentru el. Acest lucru se datorează configurație electronică stabilă a atomului, pentru 3d-subnivel conține 5 electroni.

Metodele de preparare

Există trei modalități principale în care se prepară mangan în industrie (element chimic). Cum de a citi titlul latin, am desemnat deja - Manganum. Dacă am traduce în limba rusă, va fi „da, într-adevăr, clarifică decolorează“. Prin urmare, numele său de mangan este necesar pentru a prezenta proprietățile cunoscute din timpuri foarte vechi.

Cu toate acestea, în ciuda popularității, să-l într-o formă pură pentru utilizare gestionate numai în 1919. Acest lucru se realizează prin următoarele metode.

1. Electroliza, randamentul produsului este 99,98%. În acest fel, mangan în industria chimică.
2. Silicothermic sau recuperare folosind siliciu. Cu această metodă există fuziune a oxidului de siliciu și mangan (IV), rezultând într-un metal pur. Randamentul este de aproximativ 68%, deoarece compusul de mangan este produs auxiliar, cu siliciu în silicide. Această metodă este folosită în industria metalurgică.
3. Metoda aluminotermie - o operație de recuperare folosind aluminiu. De asemenea, nu dau randament prea mare, mangan contaminat cu impurități.

Fabricarea metalului este important pentru multe procese efectuate în metalurgie. Chiar și un adaos mic de mangan este capabil să influențeze puternic proprietățile aliajelor. Este dovedit că se dizolvă multe metale, umplerea rețelelor cristaline.

Explorare și producție a acestui element de Rusia ocupa primul loc in lume. De asemenea, acest proces se desfășoară în țări precum:

• China.
• Africa de Sud.
• Kazahstan.
• Georgia.
• Ucraina.

Utilizare în industrie

Mangan - un element chimic, a cărui utilizare este importantă nu numai în metalurgie. dar și în alte domenii. În plus față de metalul în formă pură, sunt de mare importanță și diferiți compuși ai acestui atom. Notăm cele principale.

1. Există mai multe tipuri de aliaje, care, din cauza mangan au proprietăți unice. De exemplu, oțelul Hadfield este atât de puternic și durabil , care este utilizat pentru piese de topire excavator, mașini de prelucrare a rocilor, polizoare, mori cu bile, elemente de armura.
2. Dioxidul de mangan - element de legare electrolitica oxidativ, este utilizat la crearea unui depolarizer.
3. Mulți compuși de mangan sunt necesare pentru diferite sinteze ale substanțelor organice.
4. permanganat de potasiu (permanganat de potasiu sau) este utilizat în medicină ca agent antiseptic puternic.
5. Acest element este inclus în compoziția de bronz, alamă, formează propria aliaj cu cupru, care servește la fabricarea turbinelor de aeronave, lame și alte părți.

Rolul biologic

Necesarul zilnic de mangan uman este de 3-5 mg. Deficienta acestui element duce la opresiunea sistemului nervos, tulburări ale somnului și anxietate, amețeli. Rolul său nu este pe deplin înțeles, dar este clar că, în primul rând, ea are un impact asupra:

• de creștere;
• activitatea glandelor sexuale;
• munca de hormoni;
• formarea sângelui.

Acest element este prezent în toate plantele, animalele, omul, care demonstrează rolul său biologic important.

Informații interesante despre elementul

Mangan - un element chimic, fapte interesante care pot impresiona pe oricine, și face clar cât de important este. Aici sunt cele mai de bază, care a găsit amprenta în istoria metalului.

1. În timpul Războiului Civil din URSS, unul dintre primele produse de export a fost de minereu care conține o cantitate mare de mangan.
2. În cazul în care dioxidul de mangan pentru a fuziona cu hidroxid de potasiu și nitrat, și apoi produsul a fost dizolvat în apă, conversia începe să surprinzătoare. În primul rând, soluția se va transforma verde și apoi la colorarea în albastru se va schimba după - Purple. În cele din urmă, zmeură și va scădea treptat precipitat brun. În cazul în care amestecul se agită, apoi din nou restaurat verde și totul se întâmplă din nou. Este pentru acest permanganat de potasiu și numele, care se traduce ca „cameleon mineral“.
3. Dacă în pământ pentru a face îngrășământ care conține mangan, atunci planta va crește productivitatea și crește rata de fotosinteza. grâu de iarnă cereale va forma mai bine.
4. Cea mai mare bucată de Rhodonite mangan mineral cântărește 47 de tone și a fost găsit în Urali.
5. Există un aliaj ternar numit manganin. Acesta este compus din elemente, cum ar fi cupru, mangan și nichel. Este unic prin faptul că are o rezistență electrică mare, care nu depinde de temperatură, dar se află sub influența presiunii.

Desigur, acest lucru nu este tot ce este de spus despre acest metal. Mangan - un element chimic, fapte interesante, care sunt destul de diverse. Mai ales dacă vorbim despre proprietățile pe care le conferă diverse aliaje.