Ваш браузер устарел. Рекомендуем обновить его до последней версии.

Марганец

Нахождение в природе, получение

Марганец один из распространенных элементов в природе, (14 место). Основной минерал - пиролюзит, MnO2, отличается черным цветом, сильным блеском, хрупкостью и сравнительно низкой твёрдостью. В будущем источником марганца могут стать и железо-марганцевые конкреции на дне Мирового океана, содержание марганца в которых может достигать 45%. 
Для получения металлического марганца в настоящее время применяют три способа: силикотермический (восстановление кремнием), алюминотермический (восстановление алюминием) и электролитический. Наиболее широкое распространение нашел алюминотермический способ, разработанный в конце XIX в. В этом случае в качестве марганцевого сырья лучше применять не пиролюзит, а закись-окись марганца Mn3O4. Электролизом из хлористых и сернокислых солей получается достаточно плотный металл, содержащий до 99,98% элемента №25. Наиболее чистый марганец получают в промышленности, по способу советского электрохимика Р. И. Агладзе (1939), электролизом водных растворов MnSO4 с добавкой (NH4)2SO4 при pH = 8.0 - 8.5.

Физические свойства

Марганец - серебристо-белый твёрдый хрупкий металл. Известны четыре кристаллические модификации марганца, каждая из которых термодинамически устойчива в определённом интервале температур. Ниже 707°С устойчив a-марганец, имеющий сложную структуру - в его элементарную ячейку входят 58 атомов. Сложность структуры марганца при температурах ниже 707°С обусловливает его хрупкость.

Химические свойства

При окислении на воздухе пассивируется. Порошкообразный марганец сгорает в кислороде Mn + O2 = MnO2.
Марганец при нагревании разлагает воду, вытесняя водород: Mn + 2H2O = Mn(OH)2 + H2.
C соляной и серной кислотами реагирует по уравнению: Mn + 2H+ = Mn2+ + H2
С концентрированной серной кислотой реакция идёт по уравнению: Mn + 2H2SO4 = MnSO4 + SO2 + 2H2O
С разбавленой азотной кислотой: 3Mn + 8HNO3 = 3Mn(NO3)2 + 2NO + 4H2
Расплавленный марганец реагирует с углеродом, образуя карбиды Mn3C и другие. Марганец образует также силициды, бориды, фосфиды.

Важнейшие соединения

Характерные степени окисления марганца: +2, +3, +4, +6, +7 (+1, +5 мало характерны). Так существуют оксиды: MnO, Mn2O3, MnO2, MnO3 (не выделен в свободном состоянии) и марганцевый ангидрид Mn2O7.
Оксид марганца(II), MnO - порошок серо-зеленого цвета; обладает основными свойствами. нерастворим в воде и щелочах, хорошо растворим в кислотах.
Оксид марганца(IV), MnO2 - черно-бурого цвета, соответствующий гидрооксид Мn(ОН)4 - темно-бурого цвета. Оба соединения в воде нерастворимы, оба амфотерны с небольшим преобладанием кислотной функции.
Оксид марганца(VII), Mn2O7 в обычных условиях жидкое вещество, очень неустойчивое.
Марганцевая кислота, HMnO4, - очень сильная, но неустойчивая, её невозможно сконцентрировать более, чем до 20%.
Перманганаты, - соли марганцевой кислоты, сильные окислители. Например, перманаганат калия в зависимости от pH раствора окисляет различные вещества, восстанавливаясь до соединений марганца разной степени окисления. При нагревании разлагается
Манганаты, соли нестойкой марганцоватой кислоты H2MnO4, зеленого цвета, образуются при восстановлении перманганата в щелочной среде или при сплавлении оксида марганца(IV) со щелочью в присутствии окислителей
Нестойки, в растворах постепенно диспропорционируют 

Применение

Марганец в виде ферромарганца применяется для «раскисления» стали при её плавке, то есть для удаления из неё кислорода. Кроме того, он связывает серу, что также улучшает свойства сталей. 
Диоксид марганца используется при производстве марганцево-цинковых гальванических элементов, для получения катализаторов, в стекольном производстве пиролюзит применяют для обесцвечивания зеленых стекол, в промышленном органическом синтезе
Перманганат калия также широко применяется как окислитель в органической и аналитической химии.

 

Система комментирования SigComments

Не нашли что искали? Вы можете оставить заявку, в форме обратной связи.

Портал Gosstanart.info не осуществляет коммерческой деятельности, не сотрудничает с рекламодателями, производителями товаров и компаниями предоставляющими услуги. Просьба, не обращаться с коммерческими предложениями! Вся информация, представленная на портале, результат независимых исследований и является свободно распространяемой информацией.

Главная  Новости портала   Черный список   Архив   Обратная связь