Mangaani (alkuaine): ominaisuudet ja soveltaminen, nimeäminen hapetusaste, mielenkiintoista

Yksi tärkeimmistä metalleista metallistaon mangaania. Lisäksi se on yleensä varsin epätavallinen elementti, johon liittyy mielenkiintoisia tosiasioita. Tärkeää eläville organismeille, mikä on tärkeää monien seosten, kemikaalien, hankkimiseksi. Mangaani on kemiallinen elementti, jonka kuva on nähtävissä alla. Se on hänen ominaisuutensa ja ominaisuutensa, joita harkitsemme tässä artikkelissa.

Kemiallisen elementin ominaisuudet

Jos puhumme mangaanista jaksollisen järjestelmän elementtinä, ensinnäkin on tarpeen luonnehtia sen asema siinä.

1. Se sijaitsee neljännellä suurella jaksolla, seitsemäs ryhmä, ylimääräinen alaryhmä.
2. Järjestysnumero on 25. Mangaani on kemiallinen elementti, jonka atomien ydinmäärä on +25. Elektronien määrä on sama, neutronit - 30.
3. Atomin paino on 54 938.
4. Mangaanin kemiallisen elementin nimi on Mn.
5. Latinan nimi on mangaani.

Kromin ja raudan välissä, mikä selittää niiden samankaltaisuuden fyysisissä ja kemiallisissa ominaisuuksissa.

Mangaani - kemiallinen elementti: siirtymämetalli

Jos tarkastellaan pelkistetyn atomin elektronista konfiguraatiota, sen kaava on muotoa 1s²2s²2p⁶3s²3p⁶4s²3d⁵. On ilmeistä, ettäelementti on siirtymämetalli d-perheestä. Viisi elektronia 3d-alamäellä puhuvat atomin stabiilisuudesta, joka ilmenee sen kemiallisissa ominaisuuksissa.

Metallina mangaani on pelkistin,Kuitenkin suurin osa sen yhdisteistä kykenee osoittamaan ja riittävän voimakkaasti hapettavaa kykyä. Tämä johtuu eriasteisista hapettumisasteista ja valenssit, joita tällä elementillä on. Tämä on tämän ryhmän kaikkien metallien erityispiirre.

Niinpä mangaani on kemiallinen elementti, joka sijaitsee muiden atomien joukossa ja jolla on omat erityispiirteensä. Tarkastellaan, mitä nämä ominaisuudet ovat tarkemmin.

Mangaani on kemiallinen elementti. Hapettamisaste

Olemme jo maininneet atomin elektronisen kaavan. Sen mukaan tämä elementti pystyy osoittamaan useita positiivisia hapettumisasteita. Nämä ovat:

• 0;
• +2;
• 3;
• 4;
• 6;
• 7.

Atomin valenssi on IV. Vakaimmat ovat ne yhdisteet, joissa +2, +4, +6 arvot esiintyvät mangaanissa. Korkein hapetusaste mahdollistaa yhdisteiden toimivan voimakkaimpina hapettimina. Esimerkiksi: KMnO₄, Mn₂O₇.

Yhdisteet, joissa on +2, ovat pelkistäviä aineita,mangaanihydroksidilla (II) on amfoteeriset ominaisuudet, ja ne ovat pääasiassa emäksisiä. Amfoteeristen yhdisteiden väliset oksidoitumisasteen indikaattorit.

Historian löytö

Mangaani on kemiallinen tekijä, joka löydettiinei välittömästi, vaan vähitellen ja eri tutkijoilta. Kuitenkin ihmiset käyttivät sitä antiikin ajoista lähtien. Mangaanin (IV) oksidia käytettiin lasin sulattamiseen. Yksi italialainen huomautti, että tämän yhdisteen lisääminen lasien kemialliseen tuotantoon tahraa niiden väriä violettiin. Tämän lisäksi tämä sama aine auttaa poistamaan sameuden värillisissä lasissa.

Myöhemmin Itävallassa tiedemies Kaim onnistui palaamaanmetalli mangaani, joka reagoi korkeaan lämpötilaan pyurylisitiitille (mangaanioksidi (IV)), kaliumia ja hiiltä. Kuitenkin tässä näytteessä oli paljon epäpuhtauksia, joita hän ei voinut poistaa, joten keksintöä ei tapahtunut.

Vieläkin myöhemmin toinen tutkija syntetisoi myös seoksen,jossa suuri osuus oli puhdasta metallia. Se oli Bergman, joka oli aiemmin löytänyt elementin nikkelistä. Kuitenkaan se ei ollut tarkoitus tuoda sen loppuun.

Mangaani on kemiallinen elementti, hankkia jaSe oli Karl Scheele, joka onnistui vuonna 1774 ensimmäistä kertaa yksinkertaisen aineen muodossa. Hän kuitenkin teki sen yhdessä I. Ghanan kanssa, joka sai päätökseen prosessin metallin sulattamisprosessista. Mutta ne eivät myöskään kyenneet täysin poistamaan epäpuhtauksia ja saamaan tuotteen 100 prosentin saannon.

Kuitenkin juuri tällä kertaa se oli löytöannetusta atomista. Nämä samat tiedemiehet yrittivät antaa nimen pioneereiksi. He valitsivat termi mangaani. Magnesiumin löytymisen jälkeen alkoi kuitenkin sekaannusta, ja mangaanin nimi muutettiin nykyaikaiseksi (H. David, 1908).

Koska mangaani on kemiallinen elementti, ominaisuudetjotka ovat erittäin arvokkaita monille metallurgisille prosesseille, lopulta oli välttämätöntä löytää edelleen tapa saavuttaa se puhtaimmassa muodossa. Tämä ongelma ratkaistiin tutkijoilta eri puolilta maailmaa, mutta se onnistui ratkaisemaan sen vain vuonna 1919 Neuvostoliiton tiedemiehen ja kemisti R. Agladzen teosten vuoksi. Hän löysi keinon, josta mangaanisulfaatteja ja klorideja voidaan elektrolysoida saadakseen puhtaan metallin, jonka pitoisuus on 99,98%. Tätä menetelmää sovelletaan kaikkialla maailmassa.

Luonnossa oleminen

Mangaani - kemiallinen elementti, kuva yksinkertainenaineet, jotka voidaan nähdä jäljempänä. Luonnossa on tämän atomin isotooppien massa, neutronien määrä, jossa voimakkaasti vaihtelee. Näin massanumerot vaihtelevat välillä 44 - 69. Ainoa stabiili isotooppi on kuitenkin elementti, jolla on arvo ⁵⁵Mn, kaikilla muilla on joko hyvin lyhyt puoliintumisaika tai ne ovat liian pienissä määrissä.

Koska mangaani on kemiallinen elementti, tutkintojonka hapettuminen on melko erilainen, niin se muodostaa myös monia luonnossa esiintyviä yhdisteitä. Puhtaassa muodossaan tätä elementtiä ei lainkaan löydy. Mineraaleissa ja malmeissa hänen vankka naapuri on rautaa. Voit tunnistaa useimmat tärkeimmät kalliot, jotka sisältävät mangaania.

1. Pyrolusite. Yhdisteen kaava: MnO₂* nH₂O.
2. Psilomelane, MnO2 * mMnO * nH2O-molekyyli.
3. Manganiitti, MnO * OH-kaava.
4. Brownish on harvinaisempaa kuin toiset. Formula Mn₂O₃.
5. Gausmanit, kaava Mn * Mn₂O_4.
6. Rodoniitti Mn₂(SiO₃)₂.
7. Mangaani karbonaattimalmit.
8. Crimson spar tai rodokorreli - MnCO₃.
9. Purpurit - Mn₃PO₄.

Lisäksi voidaan tunnistaa useita muita mineraaleja, joihin sisältyy myös kyseinen elementti. Tämä on:

• kalsiitti;
• sideriitti;
• savea mineraalit;
• kalkedon
• opal;
• hiekka-siltyyhdisteet.

Maanalaisten ja sedimenttisten kivien, mineraalien, lisäksi mangaani on kemiallinen elementti, joka sisältyy seuraaviin kohteisiin:

1. Kasvien organismit. Tämän elementin suurimmat akut ovat: vesi-kastanja, ankerias, diatomin levät.
2. Rusty sienet.
3. Jotkut bakteerit.
4. Seuraavat eläimet: punainen muurahaiset, äyriäiset, nilviäiset.
5. Ihmiset - päivittäin tarvitsevat noin 3-5 mg.
6. Valtameren vedet sisältävät 0,3 prosenttia tästä osasta.
7. Maapallon kokonaispitoisuus on 0,1 massa-%.

Yleensä se on 14 kaikkein yleisin elementti kaikista planeetallamme. Raskasmetallien joukossa se on toinen raudan jälkeen.

Fysikaaliset ominaisuudet

Mangaanin ominaisuuksien näkökulmasta yksinkertaisen aineen avulla voimme erottaa useat perusfyysiset ominaisuudet sille.

1. Yksinkertaisen aineen muodossa onmelko kiinteä metalli (Mohsin kuva on 4). Väri on hopeanharmaa, peitetty suojaavalla oksidikalvolla ilmassa, loistaa leikkauksella.
2. Sulamispiste on 1246⁰S.
3. Keittäminen - 2061⁰S.
4. Ominaisuudet ovat hyviä, paramagneettisia.
5. Metallin tiheys on 7,44 g / cm³.
6. Se on neljän polymorfisen modifikaation (α, β, γ, σ) muodossa, joka eroaa kiderakenteen rakenteen ja muodon ja atomien pakkaustiheydestä. Niiden sulamispiste on myös erilainen.

Metallurgian yhteydessä käytetään kolmea pääasiallista mangaania: β, γ, σ. Alfa on harvinaisempi, koska se on liian hauras sen ominaisuuksissa.

Kemialliset ominaisuudet

Kemian osalta mangaani on kemikaalielementti, jonka latausioni vaihtelee voimakkaasti välillä +2 ja +7. Se jättää merkin toiminnalleen. Ilmassa vapaana muodossa mangaani reagoi erittäin huonosti veden kanssa, liuotetaan laimeihin happoihin. Kuitenkin lämpötilan kohottaminen on tarpeen vain, koska metallin aktiivisuus kasvaa voimakkaasti.

Joten hän pystyy vuorovaikutuksessa:

• typpi;
• hiili;
• halogeenit;
• pii;
• fosfori;
• rikki ja muut ei-metallit.

Lämmitettäessä ilman ilman metallia on helppoamenee höyryn tilaan. Riippuen mangaanin hapettumisasteesta, sen yhdisteet voivat olla sekä pelkistäviä aineita että hapettavia aineita. Joissakin on amfoteeriset ominaisuudet. Niinpä yhdisteiden pääominaisuus, jossa se on +2. Amfoteerinen - +4, hapan ja voimakkaan hapettumisen korkeimmalla arvolla +7.

Huolimatta siitä, että mangaani on siirtymäkausimetalliset, monimutkaiset yhdisteet hänelle ovat harvoja. Tämä johtuu atomin stabiilista elektronikokoonpanosta, koska sen 3d-alikerros sisältää 5 elektronia.

Menetelmät

On kolme päätavoitettateollisuus saa mangaania (kemiallinen elementti). Koska nimi on latina, olemme jo nimittäneet - mangaania. Jos kääntät sen venäjäksi, se on "kyllä, oikeasti selvenny, valkaisuainetta". Mangaani on omistanut nimensä sellaisiin ominaisuuksiin, jotka ovat olleet antiikin tuntemia.

Kuitenkin maineesta huolimatta vain 1919 pystyivät saamaan sen puhtaaseen käyttöön. Tämä tehdään seuraavilla tavoilla.

1. Elektrolyysi, tuotteen saanto on 99,98%. Tällä tavoin mangaania saadaan kemianteollisuudessa.
2. Silikoterminen tai talteenottopiitä. Tällä menetelmällä pii ja mangaani (IV) oksidi sulautuvat, minkä seurauksena muodostuu puhdasta metalli. Saanto on noin 68%, koska mangaani-piiyhdiste on silikaattia vierekkäin. Tätä menetelmää käytetään metallurgisessa teollisuudessa.
3. Aluminoterminen menetelmä - talteenotto alumiinilla. Ei myöskään anna liian suurta tuotesaantoa, mangaani muodostuu epäpuhtauksista.

Tämän metallin tuotanto on tärkeääarvoa monille metallurgian prosesseille. Jopa pieni mangaanin lisäys voi suuresti vaikuttaa metalliseosten ominaisuuksiin. On osoitettu, että monet metallit liukenevat siihen ja täyttävät sen kidehilaan.

Tämän elementin louhintaan ja tuotantoon Venäjä on maailman ensimmäinen. Tämä prosessi toteutetaan myös seuraavissa maissa:

• Kiina.
• Etelä-Afrikka.
• Kazakstanissa.
• Georgiassa.
• Ukrainassa.

Käyttö teollisuudessa

Mangaani - kemiallinen elementti, sovellusmikä on tärkeää paitsi metallurgian alalla. mutta myös muilla aloilla. Sen lisäksi, että metallin puhtaassa muodossaan, erilaisten atomien yhdisteet ovat erittäin tärkeitä. Me mainitsemme tärkeimmät.

1. On olemassa useita erilaisia ​​seoksia, jotkamangaanin ansiosta, on ainutlaatuisia ominaisuuksia. Niinpä esimerkiksi Hadfield-teräs on niin vahva ja kulutusta kestävä, että sitä käytetään kaivureiden, kivenkäsittelykoneiden, murskainten, pallomyllyjen, panssariosien osien sulattamiseen.
2. Mangaanidioksidi on galvaanisesti pakollinen hapettava elementti, sitä käytetään depolarisaattoreiden luomiseen.
3. Monet mangaanin yhdisteet tarvitaan erilaisten aineiden orgaanisten synteesien toteuttamiseen.
4. Kaliumpermanganaattia (tai kaliumpermanganaattia) käytetään lääketieteessä vahvaan desinfiointiaineena.
5. Tämä elementti on osa pronssia, messinkiä, muodostaa oman metalliseoksen kuparin kanssa, joka toimii ilma-turbiinien, terien ja muiden osien valmistukseen.

Biologinen rooli

Päivittäinen mangaanin kysyntä ihmisilletekee 3-5 mg. Tämän elementin puute johtaa hermoston masennukseen, unihäiriöön ja ahdistuneisuuteen, huimaukseen. Sen roolia ei ole vielä täysin ymmärretty, mutta on selvää, että ensinnäkin se vaikuttaa:

• kasvua;
• sukupuolirauhasen toiminta;
• hormonien työ;
• veren muodostuminen.

Tämä elementti on läsnä kaikissa kasveissa, eläimissä, ihmisissä, mikä osoittaa sen tärkeän biologisen roolin.

Mielenkiintoisia tietoja kohteesta

Mangaani on kemiallinen elementti, mielenkiintoisia faktojajoka voi vaikuttaa ihmiseen, ja myös ymmärtää, kuinka tärkeää hän on. Annamme kaikkein yksinkertaisimmat niistä, jotka ovat löytäneet jälkensä tämän metallin historiasta.

1. Neuvostoliiton sisällissodan vaikeina aikoina yksi ensimmäisistä vientituotteista oli malmia, joka sisälsi suuren määrän mangaania.
2. Jos mangaanidioksidi sulatetaan hydroksidin kanssakalium ja nitraatti, ja sitten tuote liuotetaan veteen, sitten hämmästyttävät muutokset alkavat. Ensinnäkin ratkaisu muuttuu vihreäksi, sitten väri muuttuu siniseksi, sitten violetiksi. Lopuksi se muuttuu punaiseksi ja ruskea sakka putoaa vähitellen. Jos seosta ravistetaan, vihreä väri palautuu ja kaikki tapahtuu uudelleen. Tämän vuoksi kaliumpermanganaatti sai nimensä, joka tarkoittaa "mineraali kameleontti".
3. Jos maan päälle levitetään mangaania sisältäviä lannoitteita, kasvit lisäävät tuottavuutta ja lisäävät fotosynteesin nopeutta. Talven vehnä muodostaa viljan paremmin.
4. Suurin mangaani-rodoniitin mineraalipaino painoi 47 tonnia, ja se löytyi Uralista.
5. On olemassa kolminkertainen seos, jota kutsutaanManganiini. Se koostuu esimerkiksi kuparista, mangaanista ja nikkelistä. Sen ainutlaatuisuus on se, että sillä on suuri sähköinen vastus, joka ei ole riippuvainen lämpötilasta, vaan siihen vaikuttaa paine.

Tätä ei tietenkään voida sanoa siitä.metallia. Mangaani on kemiallinen elementti, mielenkiintoisia faktoja, jotka ovat melko erilaisia. Varsinkin jos puhumme ominaisuuksista, joilla se antaa erilaisia ​​seoksia.