Mangan (kemiskt element): egenskaper, applikation, beteckning, oxidationstillstånd, intressanta fakta

En av de viktigaste metallerna för metallurgiär mangan. Dessutom är han generellt sett ett ganska ovanligt element, med vilket intressanta fakta är associerade. Viktigt för levande organismer, krävs vid produktion av många legeringar, kemikalier. Mangan är ett kemiskt grundämne, vars foto kan ses nedan. Det är dess egenskaper och egenskaper som vi kommer att överväga i den här artikeln.

Kännetecken för ett kemiskt grundämne

Om vi ​​talar om mangan som ett element i det periodiska systemet, bör vi först och främst karakterisera dess ställning i det.

1. Beläget i den fjärde stora perioden, sjunde gruppen, sidoundergrupp.
2. Serienumret är 25. Mangan är ett kemiskt grundämne, vars laddning av atomkärnor är +25. Antalet elektroner är detsamma, neutroner - 30.
3. Värdet av atommassan är 54,938.
4. Beteckningen för det kemiska grundämnet mangan är Mn.
5. Det latinska namnet är mangan.

Den ligger mellan krom och järn, vilket förklarar dess likhet med dem i fysiska och kemiska egenskaper.

Mangan - kemiskt grundämne: övergångsmetall

Om vi ​​tar hänsyn till den elektroniska konfigurationen för den reducerade atomen, kommer dess formel att ha formen: 1s²2:a²2p⁶3s²sn⁶en timma²3d⁵... Det blir uppenbart attelementet är en övergångsmetall från d-familjen. Fem elektroner på 3d-undernivån indikerar atomens stabilitet, vilket manifesteras i dess kemiska egenskaper.

Som metall är mangan ett reduktionsmedel,emellertid kan de flesta av dess föreningar uppvisa ganska starka oxidationsegenskaper. Detta beror på de olika oxidationstillstånd och valenser som detta element har. Detta är särdraget hos alla metaller i denna familj.

Således är mangan ett kemiskt grundämne som ligger bland andra atomer och har sina egna speciella egenskaper. Låt oss överväga vad dessa egenskaper är mer detaljerat.

Mangan är ett kemiskt grundämne. Oxidationstillstånd

Vi har redan gett atomens elektroniska formel. Enligt henne kan detta element uppvisa flera positiva oxidationstillstånd. Det:

• 0;
• 2;
• 3;
• +4;
• +6;
• +7.

Atomens valens är IV.De mest stabila är de föreningar där värdena +2, +4, +6 förekommer i mangan. Det högsta oxidationstillståndet gör att föreningarna fungerar som de starkaste oxidationsmedlen. Till exempel: KMnO₄Mn₂Oh₇.

Föreningar med +2 är reduktionsmedel,mangan (II) hydroxid har amfotera egenskaper, med en övervägande av basiska. Mellanliggande oxidationstillstånd bildar amfotära föreningar.

Upptäcktshistoria

Mangan är ett kemiskt grundämne som upptäcktesinte omedelbart utan gradvis och av olika forskare. Men människor har använt dess föreningar sedan urminnes tider. Mangan (IV) oxid användes för att smälta glas. En italienare uppgav att tillsatsen av denna förening i kemisk produktion av glasfärger färgar deras färg lila. Tillsammans med detta hjälper samma ämne till att eliminera grumlighet i färgade glasögon.

Senare i Österrike lyckades forskaren Keim få en bitmetall mangan, som verkar med hög temperatur på purolysit (mangan (IV) oxid), kaliumchlor och kol. Detta prov hade dock många orenheter, som han inte kunde eliminera, så upptäckten ägde inte rum.

Ännu senare syntetiserade en annan forskare också en blandning,där en betydande andel redovisades av ren metall. Det var Bergman, som tidigare hade upptäckt elementet nickel. Men han var inte avsedd att slutföra ärendet.

Mangan är ett kemiskt grundämne, få ochatt isolera som i form av en enkel substans först hanterades av Karl Scheele 1774. Men han gjorde det tillsammans med I. Gan, som slutförde processen att smälta en bit metall. Men även de misslyckades helt med att avlägsna föroreningar och fick 100% produktutbyte.

Ändå var det den här gången som blev upptäcktenav en given atom. Samma forskare försökte ge namnet som upptäckare. De valde termen manganesium. Efter upptäckten av magnesium började emellertid förvirring och namnet på mangan ändrades till det moderna (H. David, 1908).

Eftersom mangan är ett kemiskt grundämne, är egenskapernasom är mycket värdefulla för många metallurgiska processer, blev det med tiden nödvändigt att hitta ett sätt att få det i renast möjliga form. Detta problem löstes av forskare från hela världen, men lyckades lösas först 1919 tack vare verk av R. Agladze, en sovjetisk kemist. Det var han som hittade ett sätt att erhålla ren metall med ett ämneinnehåll på 99,98% från mangansulfater och klorider genom elektrolys. Nu används denna metod över hela världen.

Att vara i naturen

Mangan är ett kemiskt grundämne, foto av ett enkeltämnen som kan ses nedan. I naturen finns det många isotoper av denna atom, antalet neutroner som fluktuerar starkt. Således varierar massantalet från 44 till 69. Den enda stabila isotopen är emellertid elementet med värdet ⁵⁵Mn, alla andra har antingen en försumbar halveringstid eller finns i för små mängder.

Eftersom mangan är ett kemiskt grundämne, gradenvars oxidation är väldigt annorlunda, då bildar den också många föreningar i naturen. I sin rena form förekommer detta element inte alls. I mineraler och malmer är dess ständiga granne järn. Totalt kan flera av de viktigaste stenarna identifieras, inklusive mangan.

1. Pyrolusit. Föreningsformel: MnO₂* nH₂O.
2. Psilomelan, MnO2 * mMnO * nH2O-molekyl.
3. Manganit, formel MnO * OH.
4. Brownite är mindre vanligt än resten. Formel Mn₂Oh₃.
5. Gausmanite, formel Mn * Mn₂Oh_4.
6. Rhodonite Mn₂(SiO₃)₂.
7. Mangankarbonatmalmer.
8. Hallon Spar eller Rhodochrosite - MnCO₃.
9. Purpurite - Mn₃FÖRBI₄.

Dessutom kan flera andra mineraler utses, vilket också innefattar det aktuella elementet. Det:

• kalcit;
• siderit;
• lermineraler;
• kalcedon;
• opal;
• sand-silty föreningar.

Förutom bergarter och sedimentära bergarter, mineraler, är mangan ett kemiskt grundämne som ingår i följande objekt:

1. Växtorganismer. De största ackumulatorerna av detta element är: vattenmutter, anka, kiselalger.
2. Rostiga svampar.
3. Vissa typer av bakterier.
4. Följande djur: röda myror, kräftdjur, blötdjur.
5. Människor - Det dagliga behovet är cirka 3-5 mg.
6. Världshavets vatten innehåller 0,3% av detta element.
7. Det totala innehållet i jordskorpan är 0,1 viktprocent.

I allmänhet är det den 14: e vanligaste delen av alla på vår planet. Bland tungmetaller är det andra efter järn.

Fysiska egenskaper

Ur synvinkeln av egenskaperna hos mangan, som en enkel substans, kan flera grundläggande fysiska egenskaper särskiljas för det.

1. I form av ett enkelt ämne är deten tillräckligt hård metall (på Mohs-skalan är indikatorn 4). Färg - silvervitt, täckt med en skyddande oxidfilm i luft, glittrar på snittet.
2. Smältpunkt är 1246⁰S.
3. Kokande - 2061⁰S.
4. Den har goda ledande egenskaper och är paramagnetisk.
5. Metallens densitet är 7,44 g / cm³.
6. Den finns i form av fyra polymorfa modifieringar (α, β, γ, σ), som skiljer sig åt i kristallgitterets struktur och form och i förpackningstätheten hos atomer. Deras smältpunkt skiljer sig också.

I metallurgi används tre huvudformer av mangan: β, γ, σ. Alpha är mindre vanlig eftersom den är för ömtålig i sina egenskaper.

Kemiska egenskaper

Kemiskt sett är mangan en kemikalieett element vars jonladdning fluktuerar starkt från +2 till +7. Detta sätter sitt prägel på hans verksamhet. I fri form i luft reagerar mangan mycket svagt med vatten, löses i utspädda syror. Men så snart temperaturen höjs stiger metallens aktivitet kraftigt.

Så han kan interagera med:

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

Vid uppvärmning utan åtkomst till luft kan metallen lättövergår i ett ångformigt tillstånd. Beroende på det oxidationstillstånd som mangan uppvisar kan dess föreningar vara både reducerande och oxidationsmedel. Vissa uppvisar amfotära egenskaper. Så de viktigaste är typiska för föreningar där det är +2. Amfoteriskt - +4, och surt och starkt oxidativt i det högsta värdet +7.

Trots det faktum att mangan är en övergångmetall, komplexa föreningar för det är få. Detta beror på atomens stabila elektroniska konfiguration, eftersom dess 3d-undernivå innehåller 5 elektroner.

Metoder för att erhålla

Det finns tre huvudsakliga sättindustrin får mangan (kemiskt element). Som namnet läser på latin har vi redan angett - manganum. Om du översätter det till ryska kommer det att vara "ja, jag klargör, missfärger". Mangan är skyldigt detta namn till de manifesterade egenskaper som är kända sedan antiken.

Men trots berömmelsen lyckades de få den i sin rena form för användning först 1919. Detta görs med följande metoder.

1. Elektrolys, produktutbytet är 99,98%. På detta sätt erhålls mangan i den kemiska industrin.
2. Silikotermisk eller återvinning medkisel. Denna metod smälter samman kisel och mangan (IV), vilket resulterar i en ren metall. Utbytet är cirka 68%, eftersom föreningen av mangan med kisel för att bilda silikid är en sidoförfarande. Denna metod används inom metallindustrin.
3. Aluminotermisk metod - återvinning med aluminium. Ger inte för högt produktutbyte, mangan bildas förorenat med föroreningar.

Produktionen av denna metall är viktigbetydelse för många processer inom metallurgi. Även en liten tillsats av mangan kan i hög grad påverka legeringarnas egenskaper. Det har bevisats att många metaller löser sig i det och fyller dess kristallgitter.

För utvinning och produktion av detta element rankas Ryssland först i världen. Denna process utförs också i länder som:

• Kina.
• SYDAFRIKA.
• Kazakstan.
• Georgien.
• Ukraina.

Industriell användning

Mangan - kemiskt grundämne, appliceringvilket är viktigt inte bara i metallurgin. men även inom andra områden. Förutom ren metall är också olika föreningar av en given atom av stor betydelse. Låt oss utse de viktigaste.

1. Det finns flera typer av legeringar som,tack vare mangan har de unika egenskaper. Hadfield-stål är till exempel så starkt och slitstarkt att det används för att smälta grävmaskindelar, stenbearbetningsmaskiner, krossar, kulkvarnar och pansardelar.
2. Mangandioxid är ett oumbärligt oxiderande element för galvanisering; det används vid skapandet av depolarisatorer.
3. Många manganföreningar behövs för organisk syntes av olika ämnen.
4. Kaliumpermanganat (eller kaliumpermanganat) används i medicin som ett starkt desinfektionsmedel.
5. Detta element är en del av brons, mässing, bildar sin egen legering med koppar, som används för tillverkning av flygturbiner, blad och andra delar.

Biologisk roll

Det dagliga behovet av mangan för människorär 3-5 mg. Brist på detta element leder till depression i nervsystemet, sömnstörningar och ångest, yrsel. Dess roll har ännu inte studerats helt, men det är uppenbart att det först och främst påverkar:

• tillväxt;
• gonadernas aktivitet;
• arbetet med hormoner;
• blodbildning.

Detta element finns i alla växter, djur, människor, vilket bevisar dess viktiga biologiska roll.

Intressant information om artikeln

Mangan är ett kemiskt grundämne, intressanta fakta omsom kan imponera på varje person och få dem att förstå hur viktiga de är. Här är de mest grundläggande som har hittat sitt avtryck i metallens historia.

1. Under inbördeskrigets svåra tider i Sovjetunionen var en av de första exportprodukterna malm som innehöll stora mängder mangan.
2. Om mangandioxid smälts samman med hydroxidkalium och nitrat och sedan lösa upp produkten i vatten, då kommer fantastiska omvandlingar att börja. Först blir lösningen grön, sedan ändras färgen till blå och sedan lila. Slutligen kommer den att bli röd och gradvis faller brun fällning ut. Om blandningen skakas återställs den gröna färgen igen och allt kommer att hända igen. Det är för detta som kaliumpermanganat fick sitt namn, vilket översätts som "mineral kameleont".
3. Om gödselmedel som innehåller mangan appliceras på jorden kommer produktiviteten hos växter att öka och fotosynteshastigheten ökar. Vintervete kommer att bilda bättre korn.
4. Det största blocket av manganmineral rodonit vägde 47 ton och hittades i Ural.
5. Det finns en ternär legering som hetermanganin. Den består av element som koppar, mangan och nickel. Dess unika är att den har ett högt elektriskt motstånd, vilket inte beror på temperatur utan påverkas av tryck.

Naturligtvis är det inte allt som finns att säga om det.metall. Mangan är ett kemiskt element, intressanta fakta om vilka är ganska olika. Speciellt om vi pratar om egenskaperna som det ger till olika legeringar.