Manganas pasižymi aukščiausiu oksidacijos laipsniu. Manganas (cheminis elementas): savybės, taikymas, žymėjimas, oksidacijos būsena, įdomūs faktai

Aukščiausia mangano oksidacijos būsena +7 atitinka rūgštinį oksidą Mn2O7, mangano rūgštį HMnO4 ir jos druskas - permanganatai.

Mangano (VII) junginiai yra stiprūs oksidatoriai. Mn2O7 yra žalsvai rudas aliejinis skystis, su kuriuo susilietus alkoholiai ir eteriai užsidega. Mn(VII) oksidas atitinka mangano rūgštį HMnO4. Jis egzistuoja tik tirpaluose, bet laikomas vienu stipriausių (α – 100%). Didžiausia galima HMnO4 koncentracija tirpale yra 20%. HMnO4 druskos – permanganatai – yra stipriausi oksidatoriai; vandeniniuose tirpaluose, kaip ir pati rūgštis, turi tamsiai raudoną spalvą.

Redokso reakcijose Permanganatai yra stiprūs oksidatoriai. Priklausomai nuo aplinkos reakcijos, jie redukuojami arba iki dvivalenčių mangano druskų (rūgščioje aplinkoje), mangano (IV) oksido (neutralioje aplinkoje) arba mangano (VI) junginių – manganatų – (šarminėje aplinkoje). Akivaizdu, kad rūgščioje aplinkoje Mn+7 oksidaciniai gebėjimai yra ryškiausi.

2KMnO4 + 5Na2SO3 + 3H2SO4 → 2MnSO4 + 5Na2SO4 + K2SO4 + 3H2O

2KMnO4 + 3Na2SO3 + H2O → 2MnO2 + 3Na2SO4 + 2KOH

2KMnO4 + Na2SO3 + 2KOH → 2K2MnO4 + Na2SO4 + H2O

Permanganatai oksiduoja organines medžiagas tiek rūgštinėje, tiek šarminėje aplinkoje:

2KMnO4 + 3H2SO4 + 5C2H5OH → 2MnSO4 + K2SO4 + 5CH3COH + 8H2O

aldehido alkoholis

4KMnO4 + 2NaOH + C2H5OH → MnO2↓ + 3CH3COH + 2K2MnO4 +

Kaitinamas kalio permanganatas suyra (ši reakcija naudojama deguoniui gaminti laboratorijoje):

2KMnO4 K2MnO4 + MnO2 + O2

Taigi, manganui būdingos tos pačios priklausomybės: pereinant iš žemesnės oksidacijos būsenos į aukštesnę, padidėja deguonies junginių rūgštinės savybės, o OM reakcijose redukcines savybes pakeičia oksidacinės.

Permanganatai yra toksiški organizmui dėl savo stiprių oksiduojančių savybių.

Apsinuodijus permanganatu, vandenilio peroksidas acto rūgštyje naudojamas kaip priešnuodis:

2KMnO4 + 5H2O2 + 6CH3COOH → 2(CH3COO)2Mn + 2CH3COOK + 5O2 + 8H2O

KMnO4 tirpalas yra kauterizuojanti ir baktericidinė priemonė, skirta odos ir gleivinių paviršiui gydyti. Stiprios KMnO4 oksidacinės savybės rūgščioje aplinkoje yra permanganatometrijos analizės metodas, naudojamas klinikinėje analizėje, siekiant nustatyti vandens ir šlapimo rūgšties oksidaciją šlapime.

Žmogaus kūne yra apie 12 mg Mn įvairiuose junginiuose, iš kurių 43% yra susikaupę kauliniame audinyje. Tai turi įtakos kraujodarai, kaulų formavimuisi, augimui, dauginimuisi ir kai kurioms kitoms kūno funkcijoms.

mangano (II) hidroksidas silpnai bazinių savybių, oksiduojamas atmosferos deguonies ir kitų oksiduojančių medžiagų iki permanganato rūgšties arba jos druskų manganitai:

Mn(OH)2 + H2O2 → H2MnO3↓ + H2O permangano rūgštis

(rudos nuosėdos) Šarminėje aplinkoje Mn2+ oksiduojasi iki MnO42-, o rūgštinėje – iki MnO4-:

MnSO4 + 2KNO3 + 4KOH → K2MnO4 + 2KNO2 + K2SO4 + 2H2O

Susidaro mangano Н2МnО4 ir mangano НМnО4 rūgščių druskos.

Jei eksperimente Mn2+ pasižymi redukuojančiomis savybėmis, tai Mn2+ redukuojančios savybės yra silpnai išreikštos. Biologiniuose procesuose jis nekeičia oksidacijos būsenos. Stabilūs Mn2+ biokompleksai stabilizuoja šią oksidacijos būseną. Stabilizuojantis poveikis pasireiškia per ilgą hidratacijos apvalkalo išlaikymo laiką. Mangano (IV) oksidas MnO2 yra stabilus natūralus mangano junginys, randamas keturių modifikacijų. Visos modifikacijos yra amfoterinės ir turi redokso dvilypumą. Redokso dvilypumo pavyzdžiai MnO2: МnО2 + 2КI + 3СО2 + Н2О → I2 + МnСО3 + 2КНСО3

6MnO2 + 2NH3 → 3Mn2O3 + N2 + 3H2O

4MnO2 + 3O2 + 4KOH → 4KMnO4 + 2H2O

Mn(VI) junginiai- nestabilus. Tirpaluose jie gali virsti junginiais Mn (II), Mn (IV) ir Mn (VII): mangano oksidas (VI) MnO3 yra tamsiai raudona masė, sukelianti kosulį. Hidratinė MnO3 forma yra silpna permangano rūgštis H2MnO4, kuri egzistuoja tik vandeniniame tirpale. Jo druskos (manganatai) lengvai sunaikinamos dėl hidrolizės ir kaitinant. 50°C temperatūroje MnO3 suyra:

2MnO3 → 2MnO2 + O2 ir hidrolizuojasi, kai ištirpsta vandenyje: 3MnO3 + H2O → MnO2 + 2HMnO4

Mn(VII) dariniai yra mangano (VII) oksidas Mn2O7 ir jo hidrato forma – rūgštis НМnО4, žinoma tik tirpale. Mn2O7 yra stabilus iki 10°C, sprogstamai skyla: Mn2O7 → 2MnO2 + O3

Ištirpinant šaltame vandenyje susidaro rūgštis Mn2O7 + H2O → 2НМnО4

Mangano rūgšties druskos НМnО4- permanganatai. Jonai sukelia violetinę tirpalų spalvą. Jie sudaro EMnO4∙nH2O tipo kristalinius hidratus, kur n = 3-6, E = Li, Na, Mg, Ca, Sr.

Permanganatas KMnO4 gerai tirpsta vandenyje . Permanganatai - stiprūs oksidatoriai. Ši savybė naudojama medicinos praktikoje dezinfekcijai, farmakopėjinėje analizėje H2O2 identifikavimui sąveikaujant su KMnO4 rūgščioje aplinkoje.

Permanganatai yra organizmo nuodai, jų neutralizavimas gali vykti taip: 2KMnO4 + 5H2O2 + 6CH3COOH = 2Mn(CH3COO)2 + 2CH3COOK + 8H2O + 5O2

Ūminiam apsinuodijimui permanganatu gydyti naudojamas 3 % vandeninis H2O2 tirpalas, parūgštintas acto rūgštimi. Kalio permanganatas oksiduoja organines medžiagas audinių ląstelėse ir mikrobuose. Šiuo atveju KMnO4 redukuojamas iki MnO2. Mangano (IV) oksidas taip pat gali reaguoti su baltymais, sudarydamas rudą kompleksą.

Veikiant kalio permanganatui KMnO4, baltymai oksiduojasi ir koaguliuojasi. Remiantis tuo jo taikymas kaip išorinis preparatas, turintis antimikrobinių ir kauterizuojančių savybių. Be to, jo poveikis pasireiškia tik odos paviršiuje ir gleivinėse. KMnO4 vandeninio tirpalo oksidacinės savybės naudoti toksiškų organinių medžiagų neutralizavimui. Dėl oksidacijos susidaro mažiau toksiški produktai. Pavyzdžiui, vaistas morfinas paverčiamas biologiškai neaktyviu oksimorfinu. Kalio permanganatas taikyti atliekant titrimetrinę analizę įvairių reduktorių kiekiui nustatyti (permanganatometrija).

Didelis permanganato oksidacinis gebėjimas naudoti ekologijoje nuotekų užterštumui įvertinti (permanganato metodas). Organinių priemaišų kiekį vandenyje lemia oksiduoto (pakitusios spalvos) permanganato kiekis.

Naudojamas permanganato metodas (permanganatometrija). taip pat klinikinėse laboratorijose nustatyti šlapimo rūgšties kiekį kraujyje.

Mangano rūgšties druskos vadinamos permanganatais. Garsiausia yra kalio permanganato druska KMnO4 – tamsiai violetinė kristalinė medžiaga, vidutiniškai tirpstanti vandenyje. KMnO4 tirpalai yra tamsiai raudonos spalvos, o esant didelėms koncentracijoms - violetinę, būdingą MnO4- anijonams.

Permanganatas kalis suyra kaitinant

2KMnO4 = K2MnO4 + MnO2 + O2

Kalio permanganatas yra labai stiprus oksidatorius, lengvai oksiduoja daug neorganinių ir organinių medžiagų. Mangano mažinimo laipsnis labai priklauso nuo aplinkos pH.

Atsigavimas Kalio permanganatas įvairaus rūgštingumo aplinkoje vyksta pagal šią schemą:

Rūgštinis pH<7

manganas (II) (Mn2+)

KMnO4 + reduktorius Neutralios aplinkos pH = 7

manganas (IV) (MnO2)

Šarminė aplinka pH>7

manganas (VI) (MnO42-)

KMnO4 tirpalo Mn2+ spalvos pakitimas

MnO2 rudos nuosėdos

MnO42 tirpalas tampa žalias

Reakcijų pavyzdžiai dalyvaujant kalio permanganatui įvairiose aplinkose (rūgštinėje, neutralioje ir šarminėje).

pH<7 5K2SO3 + 2KMnO4 + 3H2SO4 = 2MnSO4 + 6K2SO4 + 3H2O

MnO4 - +8H++5℮→ Mn2++ 4H2O 5 2

SO32- + H2O - 2ē → SO42-+2H+ 2 5

2MnO4 - +16H++ 5SO32- + 5H2O → 2Mn2++ 8H2O + 5SO42-+10H+

2MnO4 - +6H++ 5SO32- → 2Mn2++ 3H2O + 5SO42-

pH = 7 3K2SO3 + 2KMnO4 + H2O = 2MnO2 + 3K2SO4 + 2KOH

MnO4- + 2H2O+3ē = MnO2 + 4OH- 3 2

SO32- + H2O - 2ē → SO42-+2H+- 2 3

2MnO4 - +4H2O + 3SO32- + 3H2O → 2MnO2 + 8OH- + 3SO42-+6H+ 6H2O + 2OH-

2MnO4 - + 3SO32- + H2O → 2MnO2 + 2OH- + 3SO42

pH>7 K2SO3 + 2KMnO4 + 2KOH = 2K2МnO4 + K2SO4 + Н2O

MnO4- +1 ē → MnO42- 1 2

SO32- + 2ОH- - 2ē → SO42-+ H2О 2 1

2MnO4- + SO32- + 2ОH- → 2MnO42- + SO42-+ H2О

Naudojamas kalio permanganatas KMnO4 medicinos praktikoje kaip dezinfekcinė ir antiseptinė priemonė žaizdoms plauti, skalauti, praplauti ir kt. Šviesiai rausvas KMnO4 tirpalas vartojamas per burną skrandžio plovimui apsinuodijimo atvejais.

Kalio permanganatas labai plačiai naudojamas kaip oksidatorius.

Naudojant KMnO4, analizuojama daug vaistų (pavyzdžiui, H2O2 tirpalo procentinė koncentracija (%)).

VIIIB pogrupio d elementų bendrosios charakteristikos. Atomų sandara. Geležinės šeimos elementai. Oksidacijos būsenos junginiuose. Geležies fizinės ir cheminės savybės. Taikymas. Geležinės šeimos d elementų paplitimas ir atsiradimo formos gamtoje. Geležies druskos (II, III). Sudėtiniai geležies (II) ir geležies (III) junginiai.

Bendrosios VIIIB pogrupio elementų savybės:

1) Bendroji paskutinių lygių elektroninė formulė (n - 1)d(6-8)ns2.

2) Kiekviename laikotarpyje šioje grupėje yra 3 elementai, sudarantys triadas (šeimas):

a) Geležies šeima: geležis, kobaltas, nikelis.

b) Lengvųjų platinos metalų šeima (paladžio šeima): rutenis, rodis, paladis.

c) Sunkiųjų platinos metalų šeima (platinos šeima): osmis, iridis, platina.

3) Kiekvienos šeimos elementų panašumas paaiškinamas atomų spindulių artumu, todėl tankis šeimoje yra artimas.

4) Tankis didėja didėjant periodų skaičiui (atomų tūriai yra maži).

5) Tai metalai, turintys aukštą lydymosi ir virimo temperatūrą.

6) Maksimali atskirų elementų oksidacijos būsena didėja su periodo skaičiumi (osmiui ir ruteniui ji siekia 8+).

7) Šie metalai gali įtraukti vandenilio atomus į kristalinę gardelę, jiems esant atsiranda atominis vandenilis - aktyvus reduktorius. Todėl šie metalai yra katalizatoriai reakcijoms, kurių metu pridedamas vandenilio atomas.

8) Šių metalų junginiai dažomi.

9) Būdingas geležies oksidacijos laipsniai +2, +3, nestabiliuose junginiuose +6. Nikelis turi +2, nestabilus - +3. Platina turi +2, nestabili - +4.

Geležis. Geležies gavimas(visos šios reakcijos vyksta kaitinant)

*4FeS2 + 11O2 = 2Fe2O3 + 8SO2. Būklė: geležies pirito deginimas.

*Fe2O3 + 3H2 = 2Fe + 3H2O. *Fe2O3 + 3CO = 2Fe + 3CO2.

*FeO + C = Fe + CO.

*Fe2O3 + 2Al = 2Fe + Al2O3 (termito metodas). Būklė: šildymas.

* = Fe + 5CO (geležies pentakarbonilo skaidymas naudojamas norint gauti labai gryną geležį).

Geležies cheminės savybės Reakcijos su paprastomis medžiagomis

*Fe + S = FeS. Būklė: šildymas. *2Fe + 3Cl2 = 2FeCl3.

*Fe + I2 = FeI2 (jodas yra mažiau stiprus oksidatorius nei chloras; FeI3 nėra).

*3Fe + 2O2 = Fe3O4 (FeO Fe2O3 yra stabiliausias geležies oksidas). Fe2O3 nH2O susidaro drėgname ore.

Vienas iš svarbiausių metalų metalurgijai yra manganas. Be to, tai paprastai yra gana neįprastas elementas su įdomiais faktais. Svarbus gyviems organizmams, reikalingas daugelio lydinių ir cheminių medžiagų gamyboje. Manganas - kurio nuotrauką galite pamatyti žemiau. Šiame straipsnyje aptarsime jo savybes ir savybes.

Cheminio elemento charakteristikos

Jei kalbame apie manganą kaip elementą, pirmiausia turėtume apibūdinti jo padėtį jame.

Įsikūręs ketvirtame pagrindiniame periode, septintoje grupėje, antriniame pogrupyje.
Serijos numeris yra 25. Manganas yra cheminis elementas, kurio atomai lygūs +25. Elektronų skaičius yra toks pat, neutronų - 30.
Atominės masės vertė yra 54,938.
Mangano cheminio elemento simbolis yra Mn.
Lotyniškas pavadinimas yra manganas.

Jis yra tarp chromo ir geležies, o tai paaiškina jo panašumą į juos fizinėmis ir cheminėmis savybėmis.

Manganas – cheminis elementas: pereinamasis metalas

Jei atsižvelgsime į pateikto atomo elektroninę konfigūraciją, tada jo formulė atrodys taip: 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 4s 2 3d 5. Tampa akivaizdu, kad elementas, kurį svarstome, yra pereinamasis metalas iš d šeimos. Penki elektronai 3d polygyje rodo atomo stabilumą, kuris pasireiškia jo cheminėmis savybėmis.

Manganas, kaip metalas, yra reduktorius, tačiau dauguma jo junginių gali turėti gana stiprų oksidacinį poveikį. Taip yra dėl skirtingų oksidacijos būsenų ir valentų, kuriuos turi tam tikras elementas. Tai visų šios šeimos metalų ypatumas.

Taigi manganas yra cheminis elementas, esantis tarp kitų atomų ir turintis savo ypatingų savybių. Pažiūrėkime, kokios šios savybės yra išsamiau.

Manganas yra cheminis elementas. Oksidacijos būsena

Mes jau pateikėme elektroninę atomo formulę. Pagal jį šis elementas gali parodyti keletą teigiamų oksidacijos būsenų. Tai:

Atomo valentingumas yra IV. Stabiliausi junginiai yra tie, kuriuose mangano vertės yra +2, +4, +6. Aukščiausias oksidacijos laipsnis leidžia junginiams veikti kaip stipriems oksidatoriams. Pavyzdžiui: KMnO 4, Mn 2 O 7.

Junginiai su +2 yra reduktorius, mangano (II) hidroksidas turi amfoterinių savybių, vyrauja bazinės. Tarpinės oksidacijos būsenos sudaro amfoterinius junginius.

Atradimų istorija

Manganas yra cheminis elementas, kurį skirtingi mokslininkai atrado ne iš karto, o palaipsniui. Tačiau žmonės jo junginius naudojo nuo seniausių laikų. Mangano (IV) oksidas buvo naudojamas stiklui gaminti. Vienas italas konstatavo faktą, kad cheminės akinių gamybos metu pridėjus šio junginio, jų spalva tampa violetinė. Be to, ta pati medžiaga padeda pašalinti spalvotų akinių miglą.

Vėliau Austrijoje mokslininkas Keimas sugebėjo gauti mangano metalo gabalėlį, veikiant purolisite (mangano (IV) oksidą), kalį ir anglį aukštoje temperatūroje. Tačiau šis mėginys turėjo daug priemaišų, kurių jis negalėjo pašalinti, todėl atradimas neįvyko.

Dar vėliau kitas mokslininkas taip pat susintetino mišinį, kuriame nemaža dalis buvo gryno metalo. Tai buvo Bergmanas, kuris anksčiau atrado elementą nikelį. Tačiau užbaigti reikalo jam nebuvo lemta.

Manganas yra cheminis elementas, kurį pirmą kartą paprastos medžiagos pavidalu gavo ir išskyrė Karlas Scheele 1774 m. Tačiau tai padarė kartu su I. Ganu, kuris baigė metalo gabalo lydymosi procesą. Tačiau net ir jiems nepavyko visiškai atsikratyti priemaišų ir gauti 100% produkto išeigą.

Nepaisant to, kaip tik šį kartą atomas buvo atrastas. Tie patys mokslininkai bandė jį pavadinti atradėjais. Jie pasirinko terminą manganas. Tačiau atradus magnį, prasidėjo painiava ir pavadinimas manganas buvo pakeistas į šiuolaikinį pavadinimą (H. David, 1908).

Kadangi manganas yra cheminis elementas, kurio savybės yra labai vertingos daugeliui metalurginių procesų, laikui bėgant atsirado būtinybė rasti būdą, kaip jį gauti kuo grynesniu pavidalu. Šią problemą sprendė viso pasaulio mokslininkai, tačiau sovietų chemiko R. Agladze darbo dėka ji buvo išspręsta tik 1919 m. Būtent jis rado būdą, kaip elektrolizės būdu iš mangano sulfatų ir chloridų gauti gryną metalą, kurio medžiagos kiekis yra 99,98%. Dabar šis metodas naudojamas visame pasaulyje.

Buvimas gamtoje

Manganas yra cheminis elementas, kurio paprastos medžiagos nuotrauką galite pamatyti žemiau. Gamtoje yra daug šio atomo izotopų, kurių neutronų skaičius labai skiriasi. Taigi, masės skaičiai svyruoja nuo 44 iki 69. Tačiau vienintelis stabilus izotopas yra elementas, kurio vertė 55 Mn, visi kiti turi arba nežymiai trumpą pusėjimo trukmę, arba egzistuoja per mažais kiekiais.

Kadangi manganas yra cheminis elementas, kurio oksidacijos laipsnis labai skiriasi, gamtoje jis taip pat sudaro daug junginių. Šis elementas niekada nerastas gryna forma. Mineraluose ir rūdose jo nuolatinis kaimynas yra geležis. Iš viso galime nustatyti keletą svarbiausių uolienų, kuriose yra mangano.

Piroluzitas. Junginio formulė: MnO 2 * nH 2 O.
Psilomelanas, MnO2*mMnO*nH2O molekulė.
Manganitas, formulė MnO*OH.
Brownitas yra mažiau paplitęs nei kiti. Formulė Mn 2 O 3.
Hausmanitas, formulė Mn*Mn2O4.
Rodonitas Mn 2 (SiO 3) 2.
Mangano karbonato rūdos.
Crimson Spar arba rodochrozitas – MnCO 3.
Purpuritas – Mn 3 PO 4.

Be to, galima nustatyti dar keletą mineralų, kuriuose taip pat yra aptariamas elementas. Tai:

kalcitas;
sideritas;
molio mineralai;
chalcedonas;
opalas;
smėlio ir dumblo junginiai.

Be uolienų ir nuosėdinių uolienų, mineralų, manganas yra cheminis elementas, kuris yra šių objektų dalis:

Augaliniai organizmai. Didžiausi šio elemento rezervuarai yra: vandens kaštonas, ančiukas ir diatomės.
Rūdžių grybai.
Kai kurios bakterijų rūšys.
Šie gyvūnai: raudonosios skruzdėlės, vėžiagyviai, moliuskai.
Žmonės - paros poreikis yra maždaug 3-5 mg.
Pasaulio vandenyno vandenyse šio elemento yra 0,3%.
Bendras kiekis žemės plutoje yra 0,1 % masės.

Apskritai tai yra 14-as pagal gausumą elementas mūsų planetoje. Tarp sunkiųjų metalų jis yra antras po geležies.

Fizinės savybės

Mangano, kaip paprastos medžiagos, savybių požiūriu, galima išskirti keletą pagrindinių jo fizinių savybių.

Paprastos medžiagos pavidalu tai yra gana kietas metalas (pagal Moso skalę rodiklis yra 4). Spalva sidabriškai balta, ore pasidengia apsaugine oksido plėvele, o pjaunant šviečia.
Lydymosi temperatūra yra 1246 0 C.
Virimo temperatūra – 2061 0 C.
Laidumo savybės yra geros, jis yra paramagnetinis.
Metalo tankis yra 7,44 g/cm 3 .
Egzistuoja keturių polimorfinių modifikacijų (α, β, γ, σ) pavidalu, kurios skiriasi kristalinės gardelės struktūra ir forma bei atomo pakavimo tankiu. Jų lydymosi temperatūra taip pat skiriasi.

Metalurgijoje naudojamos trys pagrindinės mangano formos: β, γ, σ. Alfa yra mažiau paplitusi, nes ji yra per trapi.

Cheminės savybės

Chemijos požiūriu manganas yra cheminis elementas, kurio jonų krūvis labai skiriasi nuo +2 iki +7. Tai palieka pėdsaką jo veikloje. Laisva forma ore manganas labai silpnai reaguoja su vandeniu ir ištirpsta praskiestose rūgštyse. Tačiau vos pakėlus temperatūrą, metalo aktyvumas smarkiai padidėja.

Taigi, jis gali bendrauti su:

azotas;
anglis;
halogenai;
silicio;
fosforo;
siera ir kiti nemetalai.

Kaitinamas be oro prieigos, metalas lengvai pereina į garų būseną. Priklausomai nuo mangano oksidacijos laipsnio, jo junginiai gali būti ir reduktoriai, ir oksidatoriai. Kai kurie pasižymi amfoterinėmis savybėmis. Taigi pagrindiniai būdingi junginiams, kuriuose jis yra +2. Amfoterinis - +4, o rūgštus ir stipriai oksiduojantis esant didžiausiai +7 vertei.

Nepaisant to, kad manganas yra sudėtingas junginys, jo yra nedaug. Taip yra dėl stabilios elektroninės atomo konfigūracijos, nes jo 3d polygyje yra 5 elektronai.

Gavimo būdai

Yra trys pagrindiniai mangano (cheminio elemento) pramoninio gamybos būdai. Kadangi pavadinimas skaitomas lotyniškai, mes jį jau įvardijome kaip manganą. Jei išversite į rusų kalbą, tai bus „taip, aš tikrai patikslinu, aš pakeičiau spalvą“. Manganas savo pavadinimą skolingas dėl savo savybių, žinomų nuo seniausių laikų.

Tačiau, nepaisant jo populiarumo, gryna forma jį buvo galima įsigyti tik 1919 m. Tai atliekama naudojant šiuos metodus.

Elektrolizė, produkto išeiga 99,98%. Manganas tokiu būdu gaunamas chemijos pramonėje.
Silicoterminis arba redukcija siliciu. Taikant šį metodą, susilieja silicis ir mangano (IV) oksidas, todėl susidaro grynas metalas. Išeiga yra apie 68%, nes manganas susijungia su siliciu ir sudaro silicidą kaip šalutinį produktą. Šis metodas naudojamas metalurgijos pramonėje.
Aliuminioterminis metodas – redukcija naudojant aliuminį. Taip pat nesuteikia per didelės produkto išeigos, manganas susidaro užterštas priemaišomis.

Šio metalo gamyba yra svarbi daugeliui metalurgijos procesų. Net nedidelis mangano priedas gali labai paveikti lydinių savybes. Įrodyta, kad jame ištirpsta daug metalų, užpildydami jo kristalinę gardelę.

Rusija užima pirmąją vietą pasaulyje pagal šio elemento gavybą ir gamybą. Šis procesas taip pat vykdomas tokiose šalyse kaip:

Kinija.
Kazachstanas.
Gruzija.
Ukraina.

Pramoninis naudojimas

Manganas yra cheminis elementas, kurio naudojimas svarbus ne tik metalurgijoje. bet ir kitose srityse. Be gryno metalo, didelę reikšmę turi ir įvairūs tam tikro atomo junginiai. Išvardinkime pagrindinius.

Yra keletas lydinių tipų, kurie mangano dėka turi unikalių savybių. Pavyzdžiui, jis yra toks tvirtas ir atsparus dilimui, kad naudojamas ekskavatorių, akmens apdirbimo mašinų, trupintuvų, rutulinių malūnų ir šarvų dalių lydymui.
Mangano dioksidas yra esminis oksiduojantis elementas galvanizuojant, jis naudojamas kuriant depoliarizatorius.
Norint atlikti įvairių medžiagų organines sintezes, reikia daug mangano junginių.
Kalio permanganatas (arba kalio permanganatas) medicinoje naudojamas kaip stipri dezinfekavimo priemonė.
Šis elementas yra bronzos, žalvario dalis ir sudaro savo lydinį su variu, kuris naudojamas orlaivių turbinų, menčių ir kitų dalių gamybai.

Biologinis vaidmuo

Žmogaus paros mangano poreikis yra 3-5 mg. Šio elemento trūkumas sukelia nervų sistemos depresiją, miego sutrikimus, nerimą ir galvos svaigimą. Jo vaidmuo dar nėra iki galo ištirtas, tačiau akivaizdu, kad pirmiausia jis turi įtakos:

aukštis;
lytinių liaukų veikla;
hormonų darbas;
kraujo susidarymas.

Šio elemento yra visuose augaluose, gyvūnuose ir žmonėse, o tai įrodo jo svarbų biologinį vaidmenį.

Manganas yra cheminis elementas, apie kurį įdomūs faktai gali sužavėti bet kurį žmogų ir suprasti jo svarbą. Pateikiame pačius paprasčiausius iš jų, radusius savo pėdsaką šio metalo istorijoje.

Sunkiais SSRS pilietinio karo laikais viena pirmųjų eksportuojamų produktų buvo rūda, kurioje buvo daug mangano.
Jei mangano dioksidas sulydomas su salietra, o tada produktas ištirpinamas vandenyje, prasidės nuostabūs virsmai. Pirma, tirpalas taps žalias, tada spalva pasikeis į mėlyną, o tada į violetinę. Galiausiai ji taps tamsiai raudona ir pamažu susidarys rudos nuosėdos. Jei suplaksite mišinį, žalia spalva vėl atsistatys ir viskas pasikartos. Dėl to kalio permanganatas gavo savo pavadinimą, kuris verčiamas kaip „mineralinis chameleonas“.
Jei į dirvą bus dedama mangano turinčių trąšų, padidės augalų produktyvumas ir fotosintezės greitis. Žieminiai kviečiai geriau suformuos grūdus.
Didžiausias mangano mineralo rodonito blokas svėrė 47 tonas ir buvo rastas Urale.
Yra trijų komponentų lydinys, vadinamas manganinu. Jį sudaro tokie elementai kaip varis, manganas ir nikelis. Jo išskirtinumas yra tai, kad jis turi didelę elektrinę varžą, kuri nepriklauso nuo temperatūros, bet yra veikiama slėgio.

Žinoma, tai dar ne viskas, ką galima pasakyti apie šį metalą. Manganas yra cheminis elementas, apie kurį įdomių faktų yra gana įvairių. Ypač jei kalbame apie savybes, kurias jis suteikia įvairiems lydiniams.

Manganas yra kietas, pilkas metalas. Jo atomai turi išorinio apvalkalo elektronų konfigūraciją

Metalas manganas reaguoja su vandeniu ir su rūgštimis, sudarydamas mangano (II) jonus:

Įvairiuose junginiuose manganas pasižymi oksidacijos būsenomis.Kuo aukštesnė mangano oksidacijos būsena, tuo didesnis jo atitinkamų junginių kovalentinis pobūdis. Didėjant mangano oksidacijos laipsniui, didėja ir jo oksidų rūgštingumas.

Manganas (II)

Ši mangano forma yra stabiliausia. Jis turi išorinę elektroninę konfigūraciją su vienu elektronu kiekvienoje iš penkių orbitų.

Vandeniniame tirpale mangano(II) jonai hidratuojasi, sudarydami šviesiai rausvą kompleksinį joną heksaakvamangano(II). Šis jonas yra stabilus rūgštinėje aplinkoje, bet šarminėje aplinkoje sudaro baltas mangano hidroksido nuosėdas. Mangano(II) oksidas turi bazinių oksidų savybės.

Manganas (III)

Mangano (III) yra tik sudėtinguose junginiuose. Ši mangano forma yra nestabili. Rūgščioje aplinkoje manganas (III) neproporcingai išsiskiria į manganą (II) ir manganą (IV).

Manganas (IV)

Svarbiausias mangano (IV) junginys yra oksidas. Šis juodas junginys netirpus vandenyje. Jai priskiriama joninė struktūra. Stabilumą lemia didelė gardelės entalpija.

Mangano (IV) oksidas turi silpnai amfoterines savybes. Tai stiprus oksidatorius, pavyzdžiui, išstumia chlorą iš koncentruotos druskos rūgšties:

Ši reakcija gali būti naudojama chlorui gaminti laboratorijoje (žr. 16.1 skyrių).

Manganas (VI)

Ši mangano oksidacijos būsena yra nestabili. Kalio manganatas (VI) gali būti gaunamas sulydant mangano (IV) oksidą su kokiu nors stipriu oksidatoriumi, pavyzdžiui, kalio chloratu arba kalio nitratu:

Kalio manganatas (VI) yra žalios spalvos. Jis stabilus tik šarminiame tirpale. Rūgščiame tirpale jis neproporcingas manganui (IV) ir manganui (VII):

Manganas (VII)

Manganas turi tokią oksidacijos būseną stipriai rūgštiniame okside. Tačiau svarbiausias mangano (VII) junginys yra kalio manganatas (VII) (kalio permanganatas). Ši kieta medžiaga labai gerai tirpsta vandenyje, sudarydama tamsiai violetinį tirpalą. Manganatas turi tetraedrinę struktūrą. Šiek tiek rūgščioje aplinkoje jis palaipsniui suyra, sudarydamas mangano (IV) oksidą:

Šarminėje aplinkoje kalio manganatas (VII) redukuojasi, sudarydamas iš pradžių žalią kalio manganatą (VI), o paskui mangano (IV) oksidą.

Kalio manganatas (VII) yra stiprus oksidatorius. Pakankamai rūgščioje aplinkoje jis redukuojamas, susidaro mangano(II) jonai. Standartinis šios sistemos redokso potencialas yra , kuris viršija standartinį sistemos potencialą, todėl manganatas oksiduoja chlorido joną į chloro dujas:

Manganato chlorido jonų oksidacija vyksta pagal lygtį

Kalio manganatas (VII) plačiai naudojamas kaip oksidatorius laboratorinėje praktikoje, pvz.

gaminti deguonį ir chlorą (žr. 15 ir 16 skyrius);

atlikti analitinį sieros dioksido ir sieros vandenilio tyrimą (žr. 15 skyrių); preparatinėje organinėje chemijoje (žr. 19 skyrių);

kaip tūrinis reagentas redokso titrimetrijoje.

Kalio manganato (VII) titrimetrinio naudojimo pavyzdys yra kiekybinis geležies (II) ir etandioatų (oksalatų) nustatymas:

Tačiau kadangi sunku gauti didelio grynumo kalio manganatą (VII), jis negali būti naudojamas kaip pagrindinis titrimetrinis standartas.

1 DALIS

1. Oksidacijos būsena (s.o.) yra sutartinis cheminio elemento atomų krūvis sudėtingoje medžiagoje, apskaičiuotas remiantis prielaida, kad ją sudaro paprasti jonai.

Turėtumėte žinoti!

1) Ryšiuose su. O. vandenilis = +1, išskyrus hidridus .
2) Ryšiuose su. O. deguonis = -2, išskyrus peroksidus ir fluoridus
3) Metalų oksidacijos būsena visada yra teigiama.

Pirmųjų trijų grupių pagrindinių pogrupių metalams p. O. pastovus:

IA grupės metalai – p. O. = +1,
IIA grupės metalai – p. O. = +2,
IIIA grupės metalai – p. O. = +3. 4

Laisvuosiuose atomuose ir paprastose medžiagose p. O. = 0,5

Iš viso s. O. visi jungties elementai = 0.

2. Vardų darybos būdas dviejų elementų (dvejetainiai) junginiai.

4. Užpildykite lentelę „Dvejetainių junginių pavadinimai ir formulės“.

5. Nustatykite šriftu paryškinto kompleksinio junginio elemento oksidacijos būseną.

2 DALIS

1. Pagal jų formules nustatykite junginių cheminių elementų oksidacijos būsenas. Užsirašykite šių medžiagų pavadinimus.

2. Medžiagas FeO, Fe2O3, CaCl2, AlBr3, CuO, K2O, BaCl2, SO3 padalykite į dvi grupes. Užrašykite medžiagų pavadinimus, nurodydami jų oksidacijos būsenas.

3. Nustatykite atitiktį tarp cheminio elemento atomo pavadinimo ir oksidacijos laipsnio bei junginio formulės.

4. Sudarykite cheminių medžiagų formules pagal pavadinimą.

5. Kiek molekulių yra 48 g sieros (IV) oksido?

6. Naudodamiesi internetu ir kitais informacijos šaltiniais paruoškite pranešimą apie bet kurio dvejetainio junginio naudojimą pagal tokį planą:

1) formulė;
2) vardas;
3) savybės;
4) paraiška.

H2O vanduo, vandenilio oksidas. Vanduo normaliomis sąlygomis yra skystas, bespalvis, bekvapis ir mėlynas storu sluoksniu. Virimo temperatūra yra apie 100 ⁰С. Yra geras tirpiklis. Vandens molekulę sudaro du vandenilio atomai ir vienas deguonies atomas, tai yra jos kokybinė ir kiekybinė sudėtis. Tai sudėtinga medžiaga, jai būdingos šios cheminės savybės: sąveika su šarminiais metalais, šarminiais žemės metalais.

Mainų reakcijos su vandeniu vadinamos hidrolize. Šios reakcijos yra labai svarbios chemijoje.

7. K2MnO4 junginio mangano oksidacijos laipsnis yra lygus:

8. Chromas turi mažiausią oksidacijos laipsnį junginyje, kurio formulė:

1) Cr2O3

9. Didžiausia chloro oksidacijos būsena yra junginyje, kurio formulė: