Mangan (grundstof): egenskaber og anvendelse, udpegning af graden af oxidation, interessante fakta

En af de vigtigste stål er mangan. Desuden er det er generelt ganske usædvanligt element, som er forbundet med interessante fakta. Vigtigt for levende organismer, er det nødvendigt i forberedelsen af mange legeringer, kemikalier. Mangan - et grundstof, et foto, som kan ses nedenfor. Det var hans egenskaber og karakteristika omtales i denne artikel.

Karakteristiske grundstof

Hvis vi taler om mangan som et element i det periodiske system bør den første ting være at karakterisere sin stilling i det.

1. Det er beliggende i den fjerde store periode, den syvende gruppe, undergrupperne.
2. Serienummer - 25. Mangan - et element, ladningen af kerner , der er lig med 25 atomer. Antallet af elektroner er den samme neutron - 30.
3. Værdien af atommassen - 54,938.
4. Betegnelse kemisk mangan element - Mn.
5. Latinske navn - mangan.

Beliggende mellem chrom og jern, hvilket forklarer dens lighed med dem i de fysiske og kemiske egenskaber.

Mangan - et grundstof: overgangsmetal

Hvis vi betragter en given atom elektronkonfiguration, vil dens formel have formen: 1s 2s ^{2 2 2} 2p ⁶ 3s 3p ⁶ 4s ² 3d ^5. Det viser sig, at kontakt rapportering element - er et overgangsmetal fra d-familien. Fem elektroner i 3d-underniveau tale om stabiliteten af atomet, som manifesterer sig i sine kemiske egenskaber.

Som det reducerende metal er mangan, men de fleste af sine forbindelser i stand til at manifestere og tilstrækkelig stærk oxiderende evne. Dette skyldes forskellige grader af oxidation og valenser, som har det aktive element. Det er den funktion af denne familie af metaller.

Således, mangan - grundstof, ligger blandt de andre atomer, og har sine egne særlige egenskaber. Overvej, hvad disse egenskaber i flere detaljer.

Mangan - et grundstof. oxidationsgrad

Vi har allerede citeret den elektroniske formel af atomet. Ifølge hende, dette element er i stand til at være mere positive oxidationstrin. De er:

• 0;
• 2;
• 3;
• 4;
• 6;
• 7.

Valensen af atomet er IV. Den mest stabile er de forbindelser, i hvilke værdierne forekommer i mangan +2, +4, +6. Den højeste grad af oxidation giver forbindelser til at virke som stærke oxidanter. For eksempel: _KMnO4, Mn ₂ O _7.

Forbindelser med to reduktionsmidler er hydroxid, mangan (II) har amfotere egenskaber, med en overvægt af basisk. Grader af oxidation indikatorer er en amfoter forbindelse.

Historien om opdagelsen

Mangan - et grundstof, der er blevet åbnet på en gang, men gradvist og ved forskellige forskere. Men hans forbindelser, folk brugt siden oldtiden. Manganoxid (IV) blev anvendt til smeltning af glas. Et italiensk udtalte, at tilføjelsen af denne forbindelse maler deres farve lilla i den kemiske produktion af glas. Sammen med dette, det samme stof hjælper med at fjerne uklarhed i farvede briller.

Senere i Østrig videnskabsmand Qaim administrerer modtaget stykke metallisk mangan, der virker på høj temperatur pyurolizit (manganoxid (IV)), kaliumchlorid og kul. Men denne prøve havde en masse urenheder, for at eliminere, at han ikke kunne, så åbningen ikke finde sted.

Senere endnu en videnskabsmand syntetiseret som en blanding, i hvilken en væsentlig del udgjorde det rene metal. Det var Bergman, tidligere opdagede grundstoffet nikkel. Men det indbringe sagen sidste ende var det ikke at være.

Mangan - et grundstof, der fremstilles og isoleres i form af et simpelt stof for første gang lykkedes Karlu Sheele i 1774. Men han gjorde det med I. Hahn, der har gennemført processen med smeltende metal stykke. Men selv de ikke var i stand til helt slippe det af urenheder og få en 100% udbytte.

Det er ikke desto mindre denne gang var opdagelsen af atomet. Disse samme forskere har forsøgt at give et navn som pionerer. De udtryk manganezium blev valgt. Men efter opdagelsen af magnesium begyndte forvirring og mangan navn blev ændret til det nuværende (H. David, 1908).

Da mangan - et grundstof, hvis egenskaber er meget værdifulde for mange metallurgiske processer, med tiden blev det nødvendigt at stadig finde en måde at producere det på den mest rene form. Dette problem blev løst ved videnskabsfolk over hele verden, men var i stand til kun at blive løst i 1919 gennem arbejdet i R. Agladze - sovjetiske videnskabsmand og kemiker. Det vil sige, fandt han en fremgangsmåde, der kan være af sulfater og chlorider af mangan ved elektrolyse til opnåelse af rent metal stof indhold 99,98%. Nu denne metode anvendes over hele verden.

At være i naturen

Mangan - et grundstof, et foto af en simpel stof, som kan ses nedenfor. I naturen er der en masse af isotoper af et atom, antallet af neutroner i hvilket varierer meget. Således massetal variere i området fra 44 til 69. Imidlertid er den eneste stabile isotop af et grundstof med en værdi på ⁵⁵ Mn, andre har en forsvindende kort halveringstid, eller der er for små mængder.

Idet mangan - grundstof, hvor graden af oxidation varierer betydeligt, og forbindelserne i naturen som det danner meget. I ren form er elementet ikke fundet overhovedet. De mineraler og malm permanente hans nabo - jern. Samlet muligt at udpege nogle af de vigtigste klipper, som omfatter mangan.

1. Brunsten. En forbindelse med formlen: _MnO2 * NH ₂ O.
2. Psilomelane molekyle MnO2 * mMnO * nH2O.
3. Manganit formel MnO * OH.
4. Braunite sjældnere end andre. Formlen for Mn ₂ O _3.
5. Hausmannite formel Mn * Mn ₂ O _4.
6. Rodonite Mn ₂ (SiO _{3) 2.}
7. Mangancarbonat malm.
8. Hindbær Spar rhodochrosite eller - MnCO _3.
9. Lilla - Mn ₃ PO _4.

Desuden er det muligt at udpege flere mineraler, som også omfatter elementet under overvejelse. De er:

• Kalk;
• siderit;
• lermineraler;
• chalcedony;
• opal;
• sand og dynd forbindelse.

Ud over minedrift og sedimentære bjergarter, mineraler, mangan - grundstof, er inkluderet i sammensætningen, indbefatter:

1. Plant organismer. De største drev dette element er: vandkastanjer, andemad, kiselalger.
2. Rust svampe.
3. Nogle typer af bakterier.
4. De følgende dyr: røde myrer, krebsdyr, bløddyr.
5. Mennesker - det daglige behov omkring 3-5 mg.
6. Oceaner indeholder 0,3% vand af dette element.
7. Det samlede indhold i skorpen på 0,1 vægt%.

Generelt er det 14 mest almindelige element i alle vores planet. Blandt de heavy metal jern efter han sekund.

fysiske egenskaber

Set ud fra egenskaber af mangan som en simpel stof, er der flere grundlæggende fysiske egenskaber for det.

1. I en simpel stof er det en tilstrækkelig hård metal (Mohs' skala indeks er 4). Farve - sølvskinnende hvid, luften dækket med en beskyttende oxid film på den blanke afsnit.
2. Smeltepunktet for 1246 ⁰ C.
3. Kogning - 2061 ⁰ C.
4. Ledende egenskaber god, er paramagnetisk.
5. Metal massefylde er 7,44 g / ^cm3.
6. Der er i form af fire polymorfe (α, β, γ, σ), afviger i struktur og gitter form og pakningstætheden af atomerne. Også forskellige deres smeltetemperatur.

I metalindustrien anvendt tre grundformer af mangan: β, γ, σ. Alpha sjældent, da det er for skrøbeligt i dens egenskaber.

kemiske egenskaber

Ud fra kemi, mangan - grundstof hvis ionladningen varierer meget 2-7. Det sætter sit præg på dens aktivitet. Den frie form af mangan i luften meget svagt reagerer med vand, opløseligt i fortyndede syrer. Du bør dog kun hæve temperaturen af metallet som aktiviteten stiger dramatisk.

Det er således i stand til at reagere med:

• nitrogen;
• carbon;
• halogener;
• silicium;
• phosphor;
• svovl og andre ikke-metaller.

Når opvarmet metal uden luft let passerer ind i damptilstand. Afhængigt af graden af oxidation, som udviser mangan og forbindelser kan være både reduktionsmidler og oxidationsmidler. Nogle udviser amfotere egenskaber. Så den grundlæggende egenskab ved de forbindelser, som den +2. Amfotere - 4, og en stærk oxiderende syre i den største værdi af +7.

På trods af at mangan - er et overgangsmetal komplekse forbindelser er få for ham. Dette skyldes stabil elektronkonfiguration af atomet, for 3d-underlag det indeholder 5 elektroner.

Fremgangsmåder til fremstilling

Der er tre måder, hvorpå mangan er fremstillet i industrien (grundstof). Sådan læses den latinske betegnelse, har vi allerede udpeget - Manganum. Hvis vi oversætte det til russisk, vil det være "ja, ja præciserer discolors". sit navn mangan er derfor forpligtet til at udvise de egenskaber, der er kendt fra de gamle tider.

Men på trods af den popularitet, at få det i en ren form til brug kun lykkedes i 1919. Dette gøres ved følgende metoder.

1. Elektrolyse, produktudbytte er 99,98%. På denne måde, mangan i den kemiske industri.
2. Silicothermic eller genfinding ved hjælp silicium. Med denne metode er der fusionen af silicium og manganoxid (IV), hvilket resulterer i et rent metal. Udbyttet er omkring 68%, fordi mangan forbindelse er som biprodukt med silicium i silicid. Denne metode anvendes i metalindustrien.
3. Aluminotermiske metode - en retablering med aluminium. Også ikke give for højt udbytte, mangan forurenet med urenheder.

Fremstilling af metallet er vigtig for mange processer udføres i metalindustrien. Selv en lille tilsætning af mangan er i stand til kraftigt at påvirke egenskaberne af legeringerne. Det er bevist, at det opløser mange metaller, påfyldning dens krystalgitter.

Efterforskning og produktion af dette element Rusland indtager førstepladsen i verden. Desuden er denne proces, der udføres i lande som:

• Kina.
• Sydafrika.
• Kasakhstan.
• Georgien.
• Ukraine.

Anvendelse i industrien

Mangan - et grundstof, hvis anvendelse er vigtig, ikke kun inden for metalindustrien. men også på andre områder. Ud over metallet i ren form, er af stor betydning og forskellige forbindelser ifølge atom. Betegne de vigtigste.

1. Der er flere typer af legeringer, som på grund af mangan har unikke egenskaber. For eksempel Hadfield stål er så stærkt og holdbart, at det anvendes til smeltning dele gravemaskine, klippe bearbejdningsmaskiner, slibemaskiner, kuglemøller, armeringselementer.
2. Mangandioxid - oxidativ galvanisering bindende element, anvendes ved oprettelse af en depolarisator.
3. er behov for mange forbindelser med mangan for forskellige synteser af organiske stoffer.
4. Kaliumpermanganat (kaliumpermanganat eller) anvendes i medicin som et potent antiseptisk middel.
5. Dette element er inkluderet i sammensætningen af bronze, messing, danner sin egen legering med kobber, som tjener til at fremstille luftfartøjer turbiner knive, og andre dele.

Den biologiske rolle

Det daglige behov for human mangan er 3-5 mg. Mangel på dette element fører til undertrykkelse af nervesystemet, søvnforstyrrelser, angst, svimmelhed. Dens rolle er ikke fuldt forstået, men det er klart, at først og fremmest, det har en indvirkning på:

• vækst;
• aktivitet af kønskirtler;
• arbejde af hormoner;
• dannelsen af blod.

Dette element er til stede i alle planter, dyr, mennesker, der beviser dens vigtige biologiske rolle.

Interessante oplysninger om elementet

Mangan - et grundstof, de interessante fakta, som kan imponere nogen, og gør det klart, hvor vigtigt det er. Her er de mest basale, som fandt sit præg i historien om metal.

1. I tider med borgerkrigen i USSR, en af de første eksportprodukter det var malm, der indeholder en stor mængde mangan.
2. Hvis mangandioxid til at fusionere med kaliumhydroxid og nitrat, hvorefter produktet blev opløst i vand, omdannelsen begynder overraskende. For det første vil løsningen blive grønt og derefter til blåfarvning vil ændre sig efter - Lilla. Endelig hindbær og vil gradvist falde brunt bundfald. Hvis blandingen til at ryste, så igen restaureret grøn og hele ske igen. Det er af denne kaliumpermanganat og dens navn, som kan oversættes som "mineralsk kamæleon".
3. Hvis i jorden for at gøre gødning, som indeholder mangan, så anlægget vil øge produktiviteten og øge hastigheden af fotosyntese. Vinter hvedekerner vil danne bedre.
4. Den største bid af mineralet mangan rhodonit vejede 47 tons og blev fundet i Ural.
5. Der er en ternær legering kaldet Manganinmålere. Den er sammensat af elementer, såsom kobber, mangan og nikkel. Det er enestående, fordi det har en stor elektrisk modstand, som ikke afhænger af temperaturen, men er under indflydelse af tryk.

Selvfølgelig er det ikke alle der er at sige om dette metal. Mangan - et grundstof, de interessante fakta, som er ganske forskellige. Især hvis vi taler om de egenskaber, som det tillægger forskellige legeringer.