Mangaan (chemisch element): eigenschappen, toepassing, aanduiding, mate van oxidatie, interessante feiten

Een van de belangrijkste metalen voor metallurgie is mangaan. Bovendien is het over het algemeen nogal een ongewoon element, waarmee interessante feiten verbonden zijn. Belangrijk voor levende organismen, noodzakelijk voor de productie van veel legeringen, chemicaliën. Mangaan is een chemisch element, waarvan een foto hieronder kan worden gezien. Het zijn zijn eigenschappen en eigenschappen die in dit artikel worden overwogen.

Kenmerken van het chemische element

Als we over mangaan als een element van het periodieke systeem praten , dan is het in de eerste plaats nodig om zijn positie daarin te karakteriseren.

1. Het is gevestigd in de vierde grote periode, de zevende groep, een hulpondergroep.
2. Het rangnummer is 25. Mangaan is een chemisch element waarvan de lading van atoomkernen +25 is. Het aantal elektronen is hetzelfde, neutronen zijn 30.
3. Het atomaire gewicht is 54.938.
4. De aanduiding van het chemische element van mangaan is Mn.
5. De Latijnse naam is mangaan.

Gevestigd tussen het chroom en ijzer, die de gelijkenis met hen in fysieke en chemische eigenschappen verklaart.

Mangaan - chemisch element: overgangsmetaal

Als we de elektronische configuratie van het gereduceerde atoom beschouwen, dan heeft de formule de vorm: 1s ² 2s ² 2p ⁶ 3s ² 3p ⁶ 4s ² 3d ⁵ . Het wordt duidelijk dat het element dat we overwegen een overgangsmetaal is van de d-familie. Vijf elektronen op het 3d subvlak spreken van de stabiliteit van het atoom, dat zich manifesteert in zijn chemische eigenschappen.

Als metaal is mangaan een reductiemiddel, maar de meeste van zijn verbindingen zijn in staat om een sterk genoeg oxiderend vermogen te tonen. Dit komt door de verschillende graden van oxidatie en valenties die dit element bezitten. Dit is de eigenschap van alle metalen van deze familie.

Zo is mangaan een chemisch element dat onder andere atomen ligt en heeft zijn eigen kenmerken. Laten we eens kijken wat deze eigenschappen meer gedetailleerd zijn.

Mangaan is een chemisch element. Graad van oxidatie

We hebben de elektronenformule van een atoom al gegeven. Volgens haar kan dit element verschillende positieve graden van oxidatie vertonen. Dit zijn:

• 0;
• +2;
• 3;
• 4;
• 6;
• 7.

De valentie van het atoom is IV. De meest stabiele zijn die verbindingen waarin de waarden van +2, +4, +6 in mangaan voorkomen. De hoogste mate van oxidatie laat verbindingen toe als de sterkste oxidanten. Bijvoorbeeld: KMnO ₄ , Mn ₂ O ₇ .

Verbindingen met +2 zijn reductiemiddelen, mangaan (II) hydroxide heeft amfotere eigenschappen, met overheersing van de basisen. Intermediaire indicatoren van oxidatiegraden vormen amfotere verbindingen.

Geschiedenis van de ontdekking

Mangaan is een chemisch element dat niet onmiddellijk werd ontdekt, maar geleidelijk door verschillende wetenschappers. Echter, zijn verbindingen zijn sinds de oudheid gebruikt. Mangaan (IV) oxide werd gebruikt voor het smelten van glas. Een Italiaanse verklaarde dat de toevoeging van deze verbinding in de chemische productie van glazen hun kleur in violet vlekt. Tegelijkertijd helpt deze zelfde stof om turbiditeit in gekleurde bril te elimineren.

Later in Oostenrijk slaagde wetenschapper Kaim erin om een stuk metallisch mangaan te verkrijgen, die op een hoge temperatuur voor pyurylisiet (mangaanoxide (IV)), potash en kolen optreedt. Dit monster had echter veel onzuiverheden, die hij niet kon elimineren, zodat de ontdekking niet plaatsvond.

Zelfs later synthetiseerde een andere wetenschapper ook een mengsel waarin een groot deel verantwoordelijk was voor pure metaal. Het was Bergman, die eerder een element van nikkel had ontdekt. Het was echter niet bestemd om het tot het einde te brengen.

Mangaan - een chemisch element om te verkrijgen en te isoleren, die in de vorm van een eenvoudige stof werd gemaakt door Karl Scheele in 1774. Echter, hij deed het samen met I. Ghana, die het proces van het smelten van een stuk metaal voltooid. Maar zelfs ze hebben het niet helemaal van onzuiverheden verwijderd en krijgen een 100% opbrengst van het product.

Desalniettemin was het juist deze keer dat deze atoom werd ontdekt. Deze zelfde wetenschappers proberen de naam als pioniers te geven. Zij kozen voor de term mangaan. Na de ontdekking van magnesium begon echter verwarring, en de naam van mangaan werd veranderd tot modern (H. David, 1908).

Aangezien mangaan een chemisch element is, waarvan de eigenschappen zeer waardevol zijn voor vele metallurgische processen, is het mettertijd nodig om een manier te vinden om het in de meest zuivere vorm te verkrijgen. Dit probleem is opgelost door wetenschappers uit de hele wereld, maar slaagde er alleen in 1919 op te lossen dankzij de werken van R. Agladze - een Sovjet-wetenschapper-chemicus. Het was hij die de methode vond waarbij elektrolyse uit sulfaten en mangaanchloriden verkregen kan worden door pure elektrolyse met een inhoud van 99,98% van de stof. Nu wordt deze methode over de hele wereld gebruikt.

In de natuur zijn

Mangaan is een chemisch element, waarvan een foto van een eenvoudige stof hieronder kan worden gezien. In de natuur is er een massa isotopen van dit atoom, het aantal neutronen waarin sterk fluktueert. Zo variëren de massa nummers van 44 tot 69. De enige stabiele isotoop is echter een element met een waarde van ⁵⁵ Mn, alle anderen hebben ofwel een verwaarloosbare halveringstijd of bestaan in te kleine hoeveelheden.

Aangezien mangaan een chemisch element is waarvan de oxidatiegraad heel anders is, vormt het ook veel verbindingen in de natuur. In zijn pure vorm komt dit element helemaal niet voor. In mineralen en ertsen is zijn constante buurman ijzer. In totaal kunt u een aantal van de belangrijkste rotsen identificeren, waaronder mangaan.

1. Pyrolusiet. De formule voor de verbinding is MnO2 * nH20.
2. Psilomelan, een molecuul MnO2 * mMnO * nH20.
3. Manganiet, de formule MnO * OH.
4. Browns zijn minder vaak dan anderen. Formule Mn ₂ O ₃ .
5. Gaussmaniet, de formule Mn * Mn ₂ O _4.
6. Rhodoniet Mn2 (SiO3) ₂ .
7. Karbonaatmalmen van mangaan.
8. Framboos of Rhodochrosite - MnCO ₃ .
9. Purpurite - Mn ₃ PO ₄ .

Daarnaast is het mogelijk om meerdere mineralen aan te wijzen, die ook het onderzochte element bevatten. Dit zijn:

• calciet;
• sideriet;
• Kleine mineralen;
• Chalcedon,
• opaal;
• Zand-zoute verbindingen.

Naast berg- en sedimentaire rotsen, mineralen, mangaan is een chemisch element dat deel uitmaakt van de volgende objecten:

1. Plantaardige organismen. De grootste accumulatoren van dit element zijn: watermoer, eendweefsel, diatomen.
2. Roestige Champignons.
3. Sommige soorten bacteriën.
4. De volgende dieren: rode mieren, schaaldieren, mollussen.
5. Mensen - dagelijkse behoefte ongeveer 3-5 mg.
6. De wateren van de Wereld Oceaan bevatten 0,3% van dit element.
7. Het totale gehalte in de aardkorst bedraagt 0,1 gew.%.

In het algemeen is dit het 14e meest voorkomende element van alles op onze planeet. Bij zware metalen is het tweede na ijzer.

Fysische eigenschappen

Vanuit het oogpunt van de eigenschappen van mangaan, als een eenvoudige stof, kunnen we verschillende basis fysieke kenmerken onderscheiden.

1. In de vorm van een eenvoudige stof is het een redelijk massief metaal (op de Mohs-schaal is de figuur 4). Kleur - zilverwit, luchtbelast met een beschermende oxide film, glinstert op de snede.
2. Het smeltpunt is 1246 ^° C.
3. Het kookpunt is 2061 ^° C.
4. De conductor eigenschappen zijn goed, het is een paramagnet.
5. De dichtheid van het metaal is 7,44 g / cm3.
6. Het bestaat in de vorm van vier polymorfe modificaties (α, β, γ, σ), die verschillen in de structuur en vorm van het kristalrooster en in de verpakkingsdichtheid van atomen. Hun smeltpunt verschilt ook.

In metallurgie worden drie basisvormen van mangaan gebruikt: β, γ, σ. Alpha is minder frequent omdat het te breekbaar is in zijn eigenschappen.

Chemische eigenschappen

Vanuit het oogpunt van de chemie is mangaan een chemisch element waarvan de ionlading sterk varieert van +2 tot +7. Dit laat zijn afdruk op zijn activiteit. In een vrije vorm in de lucht reageert mangaan zeer zwak met water, lost in verdunde zuren op. Het is echter alleen nodig om de temperatuur te verhogen, aangezien de activiteit van het metaal sterk toeneemt.

Dus, hij is in staat om te communiceren met:

• stikstof;
• koolstof;
• halogenen;
• silicium;
• fosfor;
• Grijs en andere niet-metalen.

Bij verhitting zonder lucht gaat het metaal gemakkelijk in een damptoestand. Afhankelijk van de mate van oxidatie die mangaan vertonen, kunnen de verbindingen daarvan reducerende middelen of oxidatiemiddelen zijn. Sommige tonen amfotere eigenschappen. Zo zijn de hoofdkenmerken voor verbindingen waarin het +2 is. Amfotere - +4, en zure en sterke oxidatie in de hoogste waarde van +7.

Ondanks het feit dat mangaan een overgangsmetaal is, zijn er weinig complexe verbindingen. Dit komt door de stabiele elektronische configuratie van het atoom, omdat de 3D-subvlak ervan 5 elektronen bevat.

Methoden om te verkrijgen

Er zijn drie belangrijke manieren waarop mangaan (een chemisch element) in de industrie wordt geproduceerd. Zoals we in het Latijn de naam lezen, noemden we al - manganum. Als u het in het Russisch vertaalt, wordt het 'ja, echt duidelijk, verkleuring'. Vanwege zijn naam is mangaan aan zijn eigendommen te danken aan de eigenschappen die uit de oudheid bekend zijn.

Ondanks de populariteit was het echter pas in 1919 dat het beschikbaar was voor gebruik in pure vorm voor gebruik. Het wordt gedaan met de volgende methoden.

1. Elektrolyse, de opbrengst van het product is 99,98%. Op deze manier wordt mangaan in de chemische industrie geproduceerd.
2. Silicotermische, of siliciumherstel. Met deze methode komt fusie van silicium en mangaanoxide (IV) voor, wat resulteert in de vorming van puur metaal. De opbrengst bedraagt ongeveer 68%, aangezien de combinatie van mangaan en silicium met een silicide naast elkaar gaat. Deze methode wordt gebruikt in de metallurgische industrie.
3. Aluminothermische methode - herstel met aluminium. Geeft ook niet te hoog een opbrengst van het product, waardoor mangaan is vervuild met onzuiverheden.

Productie van dit metaal is belangrijk voor veel processen die worden uitgevoerd in metallurgie. Zelfs een kleine toevoeging van mangaan kan de eigenschappen van legeringen sterk beïnvloeden. Het is bewezen dat veel metalen erin oplossen en zijn kristalrooster opvullen.

In termen van productie en productie van dit element staat Rusland voorop in de wereld. Ook wordt dit proces uitgevoerd in landen zoals:

• China.
• Zuid-Afrika.
• Kazachstan.
• Georgië.
• Oekraïne.

Gebruik in de industrie

Mangaan is een chemisch element, waarvan het gebruik niet alleen belangrijk is in de metallurgie. Maar ook op andere gebieden. Naast metaal in pure vorm zijn verschillende verbindingen van dit atoom van groot belang. Laten wij de belangrijkste van hen wijzen.

1. Er zijn verschillende soorten legeringen die, dankzij mangaan, unieke eigenschappen hebben. Bijvoorbeeld, Hadfield's staal is zo duurzaam en slijtvast dat het wordt gebruikt voor het smelten van onderdelen van graafmachines, steenverwerkende machines, breekmachines, kogelfabrieken, pantseronderdelen.
2. Mangandioxide is een verplicht oxiderend element van elektroplating, het wordt gebruikt om depolarisatoren te maken.
3. Veel verbindingen van mangaan zijn nodig voor het realiseren van organische syntheses van verschillende stoffen.
4. Kaliumpermanganaat (of mangaan) wordt in het medicijn gebruikt als sterk desinfectiemiddel.
5. Dit element maakt deel uit van het brons, messing, vormt zijn eigen legering met koper, die dient voor de vervaardiging van vliegtuigturbines, bladen en andere onderdelen.

Biologische rol

De dagelijkse vereiste voor man in mangaan is 3-5 mg. Gebrek aan dit element leidt tot depressie van het zenuwstelsel, slaapstoornis en angst, duizeligheid. De rol ervan is nog niet helemaal begrepen, maar het is duidelijk dat het in de eerste plaats beïnvloedt:

• groei;
• De activiteit van de gonaden;
• Werk van hormonen;
• Vorming van bloed

Dit element is aanwezig in alle planten, dieren, mannen, die zijn belangrijke biologische rol bewijzen.

Interessante informatie over het element

Mangaan is een chemisch element, interessante feiten waarover iemand kan indrukken, evenals duidelijk maken hoe belangrijk het is. Hier zijn de meest fundamentele van hen, die hun merk in de geschiedenis van dit metaal hebben gevonden.

1. In de moeilijke tijden van de burgeroorlog in de Sovjetunie was een van de eerste exportproducten erts, die veel mangaan bevatten.
2. Als mangaandioxide wordt gesmolten met kaliumhydroxide en nitraat, en dan wordt het product opgelost in water, dan zullen geweldige transformaties beginnen. Eerst wordt de oplossing groen, dan verandert de kleur naar blauw, dan - de violet. Ten slotte wordt het crimson en geleidelijk een bruin neerslag laten vallen. Als het mengsel wordt geschud, dan zal de groene kleur herstellen en zal alles weer gebeuren. Het is hiervoor dat het kaliumpermanganaat zijn naam heeft, die vertaald wordt als "minerale kameleon".
3. Als meststoffen die mangaan bevatten in de bodem worden gebracht, zal de productiviteit van planten toenemen en zal de snelheid van fotosynthese stijgen. Wintertarwe zal de korrels beter vormen.
4. Het grootste blok minerale mangaan rhodoniet weegde 47 ton en werd gevonden in de Uralen.
5. Er is een drievoudige legering genaamd manganine. Het bestaat uit elementen zoals koper, mangaan en nikkel. Zijn uniekheid ligt in het feit dat het een grote elektrische weerstand heeft, die niet afhankelijk is van de temperatuur, maar wordt beïnvloed door druk.

Dit is natuurlijk niet alles wat over dit metaal kan worden gezegd. Mangaan is een chemisch element, interessante feiten over die zijn vrij divers. Vooral als we praten over die eigenschappen, die hij verschillende legeringen bekleedt.