Mangan (grundämne): egenskaper och tillämpning, beteckningen av graden av oxidation, intressanta fakta

En av de viktigaste stål metall är mangan. Dessutom är det i allmänhet ganska ovanligt elementet, som är associerad med intressanta fakta. Viktigt för levande organismer, är det nödvändigt vid framställning av många legeringar, kemikalier. Mangan - ett grundämne, ett foto som kan ses nedan. Det var hans egenskaper och kännetecken diskuteras i denna artikel.

Karakteristiska grundämne

Om vi talar om mangan som en del av det periodiska systemet, bör det första vara att karaktärisera hans ställning i den.

1. Det ligger i den fjärde stora period, den sjunde gruppen, undergrupperna.
2. Serienummer - 25. Mangan - ett element, laddningen hos kärnor som är lika med 25 atomer. Antalet elektroner är samma neutron - 30.
3. Värdet på atommassa - 54,938.
4. Beteckning kemisk mangan elementet - Mn.
5. Latinska namnet - mangan.

Beläget mellan krom och järn, vilket förklarar dess likhet med dem i de fysikaliska och kemiska egenskaper.

Mangan - ett grundämne: övergångsmetall

Om vi betraktar en given atom elektronkonfiguration, kommer dess formel ha formen: 1s 2s ^{2 2 2} 2p ⁶ 3s 3p ⁶ 4s ² 3d ^5. Det blir uppenbart att rapporteringskontaktelementet - är en övergångsmetall i d-familjen. Fem elektroner i 3d-undernivå tala om stabiliteten av atomen, vilket manifesteras i sina kemiska egenskaper.

Som den reducerande metallen är mangan, men de flesta av dess föreningar i stånd att manifestera och tillräckligt starkt oxiderande förmåga. Detta beror på olika grader av oxidation och valenser, som har det aktiva elementet. Detta är funktionen av denna familj av metaller.

Sålunda, mangan - kemisk beståndsdel, som ligger bland de andra atomerna, och som har sina egna speciella egenskaper. Tänk på vad dessa egenskaper mer i detalj.

Mangan - ett grundämne. oxidationsgrad

Vi har redan citerade elektronisk formel atomen. Enligt henne är detta element kan vara mer positiva oxidationstal. De är:

• 0;
• 2;
• 3;
• 4;
• 6;
• 7.

Valensen för atomen är IV. Den mest stabila är de föreningar, i vilka värdena förekommer i mangan 2, 4, 6. Den högsta graden av oxidation ger föreningar att verka som starka oxidanter. Till exempel: KMnO _4, Mn ₂ O _7.

Föreningar med två reduktionsmedel är hydroxid, (II) har mangan amfotera egenskaper, med en dominans av grundläggande. Mellanliggande grader av oxidationsprodukter indikatorer bildar amfotär förening.

History of discovery

Mangan - ett grundämne som har öppnats på en gång, men så småningom och av olika forskare. Men hans anslutningar folk använts sedan urminnes tider. Manganoxid (IV) användes för smältning av glas. En italiensk uppgav att tillsättningen av denna förening målar deras färg lila i kemisk produktion av glas. Tillsammans med detta, hjälper samma ämne för att eliminera grumlighet i färgade glasögon.

Senare i Österrike vetenskapsman Qaim hanterar mottagna bit av metalliskt mangan, som verkar på pyurolizit hög temperatur (manganoxid (IV)), kaliumklorid och kol. Dock hade detta prov en hel del föroreningar, för att eliminera att han inte kunde, så öppningen inte ske.

Senare fortfarande en annan forskare syntetiseras som en blandning i vilken en signifikant andel stod för den rena metallen. Det var Bergman, tidigare upptäckt elementet nickel. Men det att föra ärendet vidare till slut var det inte vara.

Mangan - ett grundämne, som framställes och isoleras i form av en enkel substans för första gången lyckats Karlu Sheele i 1774. Men han det med I. Hahn, som har slutfört arbetet med att smälta metallstycke. Men även de kunde inte helt få bort föroreningar och få en 100% utbyte.

Ändå är det den här gången var upptäckten av atomen. Samma forskare har försökt att ge ett namn som pionjärer. De term manganezium valdes. Men efter upptäckten av magnesium började förvirring och mangan namnet ändrades till den nuvarande (H. David, 1908).

Eftersom mangan - ett grundämne vars egenskaper är mycket värdefulla för många metallurgiska processer, med tiden blev det nödvändigt att fortfarande hitta ett sätt att producera den i den mest ren form. Detta problem löstes av forskare över hela världen, men kunde lösas endast 1919 genom arbetet i R. Agladze - sovjetiska forskare och kemist. Det vill säga, fann han en metod som kan vara av sulfater och klorider av mangan genom elektrolys för att erhålla innehåll ren metall substans 99,98%. Nu denna metod används över hela världen.

Att vara i naturen

Mangan - ett grundämne, ett foto av en enkel substans som kan ses nedan. I naturen finns det en hel del isotoper av en atom, antalet neutroner i vilken varierar stort. Sålunda, de mass siffrorna varierar i området från 44 till 69. Emellertid är den enda stabila isotopen av ett element med ett värde av ⁵⁵ Mn, andra har en försumbart kort halveringstid, eller det är för små kvantiteter.

Eftersom mangan - kemisk element, i vilket graden av oxidation varierar avsevärt, och föreningarna i naturen som den bildar mycket. I ren form är elementet inte hittas alls. Mineraler och malmer permanenta sin granne - järn. Total möjligt att utse några av de viktigaste stenar, bland annat mangan.

1. Pyrolusit. En förening med formeln: MnO ₂ * nH ₂ O.
2. Psilomelan molekyl MnO2 * mMnO * nH2O.
3. Manganit formeln MnO * OH.
4. Braunit sällsyntare än andra. Formeln Mn ₂ O _3.
5. Hausmannit formeln Mn * Mn ₂ O _4.
6. Rodonite Mn ₂ (SiO _{3) 2.}
7. Mangankarbonat malm.
8. Raspberry spar rodokrosit eller - MnCO _3.
9. Lila - Mn ₃ PO _4.

Dessutom är det möjligt att utse flera mineraler, som även omfattar elementet under övervägande. De är:

• kalcit;
• siderit;
• lermineraler;
• kalcedon;
• opal;
• sand och silt förening.

Förutom gruv- och sedimentära bergarter, mineraler, mangan - kemiskt element som är inkluderad i kompositionen inkluderar:

1. Växt organismer. De största enheterna detta element är: vatten kastanj, andmat, kiselalger.
2. Rust svampar.
3. Vissa typer av bakterier.
4. Följande djur: röda myror, kräftdjur, blötdjur.
5. Folk - den dagliga behov ca 3-5 mg.
6. Oceaner innehåller 0,3% vatten av detta element.
7. Det totala innehållet av skorpan av 0,1 vikt-%.

I allmänhet är det 14 vanligaste del av alla på vår planet. Bland tungmetall järn efter att han sekund.

fysikaliska egenskaper

Ur egenskaper av mangan som en enkel substans, det finns flera grundläggande fysiska egenskaper för det.

1. I en enkel substans det är en tillräckligt hård metall (Mohs skala index är 4). Färg - silvervit, luft täckt med en skyddande oxidfilm på den blanka sidan.
2. Smältpunkten för 1246 ⁰ C.
3. Kokning - 2061 ⁰ C.
4. Ledande egenskaper av god, är paramagnetisk.
5. Metalldensiteten är 7,44 g / cm ^3.
6. Det är i form av fyra polymorfer (α, β, γ, σ), som skiljer sig i struktur och gitterform och packningstätheten för atomerna. Också olika deras smälttemperatur.

I metallurgi använde tre grundläggande former av mangan: β, γ, σ. Alpha sällan, eftersom det är alltför bräcklig i dess egenskaper.

kemiska egenskaper

Från ståndpunkten av kemi, mangan - kemisk element vars jonladdningen varierar stort 2-7. Det sätter sin prägel på sin verksamhet. Den fria formen av mangan i luften reagerar mycket lätt med vatten, lösligt i utspädda syror. Du bör dock endast höja temperaturen av metallen som aktiviteten ökar dramatiskt.

Därför är det i stånd att reagera med:

• kväve;
• kol;
• halogener;
• kisel;
• fosfor;
• svavel och andra icke-metaller.

Vid upphettning av metall utan luft lätt passerar in i ångtillstånd. Beroende på graden av oxidation, som uppvisar mangan och dess föreningar kan vara både reduktionsmedel och oxidationsmedel. Vissa uppvisar amfotera egenskaper. Så den grundläggande egenskap hos föreningar, som det +2. Amfotera - 4, och en stark oxiderande syra i det högsta värdet av 7.

Trots det faktum att mangan - är en övergångsmetall komplexföreningar är få för honom. Detta beror på stabil konfiguration elektron av atomen, för 3d-delskiktet den innehåller 5 elektroner.

Metoder för framställningen

Finns det tre huvudsakliga sätt på vilka mangan är upprättad i industrin (grundämne). Hur man läser den latinska titeln, har vi redan utsedda - Manganum. Om vi översätter det till ryska, kommer det att vara "ja, klargör verkligen missfärgas". Därför sitt namn mangan erfordras för att uppvisa de egenskaper som är kända från de mycket gamla tider.

Trots populariteten för att få den i en ren form för användning lyckades bara 1919. Detta sker genom följande metoder.

1. Elektrolys, är produktutbytet 99,98%. På detta sätt, mangan i den kemiska industrin.
2. Silicothermic eller återvinning med användning av kisel. Med denna metod finns det fusion av kisel och manganoxid (IV), vilket resulterar i en ren metall. Utbytet är ca 68%, eftersom manganföreningen är en biprodukt med kisel i silicid. Denna metod används inom metallurgin.
3. Aluminiumtermisk metod - en återställning med hjälp av aluminium. Inte heller ger alltför hög avkastning, mangan förorenade av föroreningar.

Tillverkning av metallen är viktig för många processer som utförs inom metallurgin. Även en liten tillsats av mangan är i stånd att starkt påverka egenskaperna hos legeringarna. Det är bevisat att det löser många metaller, fyller sitt kristallgitter.

Prospektering och produktion av detta element Ryssland rankas först i världen. Dessutom är denna process genomförs i länder som:

• Kina.
• Sydafrika.
• Kazakstan.
• Georgien.
• Ukraina.

Användning inom industrin

Mangan - ett grundämne, vars användning är viktigt att inte bara inom metallurgin. men även inom andra områden. Utöver metallen i ren form, är av stor betydelse och olika föreningar av denna atom. Beteckna de viktigaste.

1. Det finns flera typer av legeringar, som på grund av mangan har unika egenskaper. Till exempel, Hadfield stål är så stark och tålig att den används för smältdelar grävmaskin, rock bearbetningsmaskiner, slipmaskiner, kulkvarnar, armeringselement.
2. Mangandioxid - oxidativ elektroplätering bindande element, det används när man skapar en depolarisator.
3. Många föreningar av mangan behövs för olika synteser av organiska ämnen.
4. Kaliumpermanganat (kaliumpermanganat eller) används inom medicinen som en potent antiseptiskt medel.
5. Detta element ingår i sammansättningen av brons, mässing, bildar en egen legering med koppar, som tjänar till att tillverka flygplansturbiner, blad, och andra delar.

Den biologiska roll

Det dagliga behovet av humant mangan är 3-5 mg. Brist på detta element leder till förtryck av nervsystemet, sömnstörningar och ångest, yrsel. Dess roll är inte helt klarlagt, men det är klart att först och främst har det en inverkan på:

• tillväxt;
• aktiviteten av könskörtlar;
• arbete av hormoner;
• bildandet av blod.

Detta element finns i alla växter, djur, människa, som visar dess viktig biologisk roll.

Intressant information om objektet

Mangan - ett grundämne, intressanta fakta som kan imponera på någon, och göra det tydligt hur viktigt det är. Här är de mest grundläggande sådana, som fann sin prägel i historien av metall.

1. I tider av inbördeskriget i Sovjetunionen, en av de första exportprodukter var malm som innehåller en stor mängd mangan.
2. Om mangandioxiden att smälta samman med kaliumhydroxid och nitrat, och därefter löstes produkten i vatten, omvandlingen startar överraskande. Först kommer lösningen bli grön och därefter till blåfärgning kommer att förändras efter - Lila. Slutligen hallon och kommer successivt falla brun fällning. Om blandningen att skaka, sedan igen återställs grönt och allt hända igen. Det är av denna kaliumpermanganat och dess namn, vilket kan översättas som "mineral kameleont".
3. Om det i marken för att göra gödselmedel som innehåller mangan, då anläggningen kommer att öka produktiviteten och öka graden av fotosyntesen. Höstvete korn bildar bättre.
4. Den största del av mineral mangan rhodonite vägde 47 ton och hittades i Ural.
5. Det finns en ternär legering som kallas manganin. Den består av element såsom koppar, mangan och nickel. Det är unikt genom att det har en stor elektrisk resistans, som inte beror på temperaturen men är under påverkan av trycket.

Naturligtvis är detta inte allt som finns att säga om denna metall. Mangan - ett grundämne, de intressanta fakta som är ganska olika. Speciellt om vi talar om de egenskaper som den tillerkänner olika legeringar.