Mangan (unsur kimia): sifat dan kegunaan, penetapan tahap pengoksidaan, fakta menarik

Salah satu logam keluli yang paling penting adalah mangan. Di samping itu, ia biasanya adalah elemen yang agak luar biasa, yang dikaitkan dengan fakta-fakta yang menarik. Penting bagi organisma hidup, ia adalah perlu dalam penyediaan banyak aloi, bahan kimia. Mangan - unsur kimia, gambar yang boleh dilihat di bawah. Ia adalah sifat-sifat dan ciri-ciri beliau yang dibincangkan dalam artikel ini.

unsur kimia ciri-ciri

Jika kita bercakap mengenai mangan sebagai satu elemen sistem berkala, perkara pertama yang perlu untuk mencirikan kedudukannya di dalamnya.

1. Ia terletak di tempoh hebat keempat, kumpulan ketujuh, sub-kumpulan.
2. nombor siri - 25. Mangan - elemen, tuduhan teras yang sama dengan 25 atom. Bilangan elektron adalah neutron yang sama - 30.
3. Nilai jisim atom - 54,938.
4. Jawatan unsur kimia mangan - Mn.
5. Nama Latin - mangan.

Terletak di antara kromium dan besi, yang menjelaskan persamaan dengan mereka dalam ciri-ciri fizikal dan kimia.

Mangan - unsur kimia: logam peralihan

Jika kita menganggap konfigurasi atom elektron yang diberikan, formula akan mempunyai bentuk: 1s 2s ^{2 2 2} 2p ⁶ 3s 3p ⁶ 4s ² 3d ^5. Ia menjadi jelas bahawa elemen hubungan pelaporan - adalah logam peralihan d-keluarga. Lima elektron dalam ceramah 3d-aras kecil tentang kestabilan atom, yang ditunjukkan dalam sifat-sifat kimianya.

Kerana logam mengurangkan mangan, tetapi kebanyakan sebatiannya dapat nyata dan cukup kuat keupayaan pengoksidaan. Ini adalah disebabkan oleh pelbagai peringkat pengoksidaan dan valensi, yang mempunyai unsur aktif. Ini adalah ciri keluarga ini logam.

Oleh itu, mangan - unsur kimia, yang terletak di antara atom lain, dan mempunyai ciri-ciri yang tersendiri. Pertimbangkan apa sifat-sifat ini dengan lebih terperinci.

Mangan - unsur kimia. tahap pengoksidaan

Kami telah dinamakan formula elektronik atom. Menurut beliau, elemen ini mampu menjadi pengoksidaan lebih positif. Mereka ialah:

• 0;
• 2;
• 3;
• 4;
• 6;
• 7.

Valens atom adalah IV. Yang paling stabil adalah sebatian di mana nilai-nilai berlaku dalam mangan +2, +4, +6. Tahap tertinggi pengoksidaan membolehkan sebatian bertindak oksidan yang kuat. Sebagai contoh: KMnO _4, Mn ₂ O _7.

Penyelesaian dengan dua ejen mengurangkan adalah hidroksida, mangan (II) mempunyai ciri-ciri amfoterik, dengan penguasaan asas. darjah pertengahan petunjuk pengoksidaan membentuk sebatian amfoterik.

Sejarah penemuan

Mangan - unsur kimia yang telah dibuka sekali gus, tetapi secara beransur-ansur dan oleh ahli-ahli sains yang berbeza. Walau bagaimanapun, hubungan beliau, orang digunakan sejak zaman purba. oksida mangan (IV) digunakan bagi mencairkan kaca. Satu Itali menyatakan bahawa penambahan sebatian ini cat warna mereka ungu dalam pengeluaran kimia kaca. Seiring dengan ini, bahan yang sama membantu untuk menghapuskan kekeruhan dalam gelas berwarna.

Kemudian dalam Austria saintis Qaim menguruskan menerima sekeping mangan logam, yang bertindak atas pyurolizit suhu yang tinggi (oksida mangan (IV)), kalium dan arang batu. Walau bagaimanapun, sampel ini mempunyai banyak kekotoran, untuk menghapuskan bahawa dia tidak boleh, jadi pembukaan tidak berlaku.

Kemudian masih saintis lain disintesis sebagai campuran di mana sebahagian besar menyumbang logam tulen. Ia adalah Bergman, sebelum ditemui nikel unsur. Walau bagaimanapun, ia membawa perkara itu sebelum akhirnya ia tidak menjadi.

Mangan - unsur kimia, yang disediakan dan diasingkan dalam bentuk bahan mudah buat kali pertama berjaya Karlu Sheele pada tahun 1774. Bagaimanapun, beliau melakukannya dengan I. Hahn, yang telah menamatkan proses lebur sekeping logam. Tetapi mereka tidak dapat sepenuhnya menghilangkan ia kekotoran dan mendapat hasil 100%.

Walau bagaimanapun, ia adalah kali ini adalah penemuan atom. Ini saintis yang sama telah cuba untuk memberi nama sebagai perintis. Mereka manganezium jangka telah dipilih. Walau bagaimanapun, selepas penemuan magnesium mula kekeliruan dan nama mangan telah ditukar kepada semasa (H. David, 1908) itu.

Sejak mangan - unsur kimia yang sifatnya sangat berharga bagi banyak proses logam, dari masa ke masa ia menjadi perlu untuk masih mencari jalan untuk menghasilkan ia dalam bentuk yang paling tulen. Masalah ini telah diselesaikan oleh para saintis di seluruh dunia, tetapi dapat diselesaikan hanya pada tahun 1919 melalui kerja R. Agladze - saintis Soviet dan ahli kimia. Iaitu, dia menemui satu kaedah yang boleh menjadi sulfat dan klorida mangan melalui elektrolisis untuk mendapatkan logam tulen kandungan bahan 99,98%. Sekarang kaedah ini digunakan di seluruh dunia.

Berada dalam alam semula jadi

Mangan - unsur kimia, gambar bahan mudah yang boleh dilihat di bawah. Secara semula jadi, terdapat banyak isotop atom, bilangan neutron dalam yang amat berbeza. Oleh itu, nombor jisim berbeza-beza dalam julat dari 44 kepada 69. Walau bagaimanapun, satu-satunya isotop stabil elemen yang mempunyai nilai ⁵⁵ Mn, yang lain mempunyai separuh hayat yang diabaikan pendek, atau terdapat kuantiti yang terlalu kecil.

Sejak mangan - unsur kimia di mana tahap pengoksidaan berbeza dengan ketara, dan sebatian dalam alam semula jadi kerana ia merupakan banyak. Dalam bentuk tulen, elemen itu tidak dijumpai sama sekali. Mineral dan bijih kekal jirannya - besi. Jumlah mungkin untuk menetapkan beberapa batu-batu yang paling penting, termasuk mangan.

1. Pyrolusite. A perkarangan formula: MnO ₂ * nH ₂ O.
2. molekul Psilomelane MnO2 * mMnO * nH2O.
3. formula Manganite MnO * OH.
4. Braunite jarang daripada yang lain. Formula Mn ₂ O _3.
5. formula Hausmannite Mn * Mn ₂ O _4.
6. Rodonite Mn ₂ (SiO _{3) 2.}
7. bijih karbonat mangan.
8. Raspberry rhodochrosite spar atau - MnCO _3.
9. Ungu - Mn ₃ PO _4.

Di samping itu, ia adalah mungkin untuk menetapkan beberapa mineral, yang juga termasuk elemen yang dipertimbangkan. Mereka ialah:

• calcite;
• siderite;
• mineral tanah liat;
• chalcedony;
• opal;
• pasir dan kompaun kelodak.

Selain daripada perlombongan dan enapan batu, mineral, mangan - unsur kimia yang dimasukkan ke dalam komposisi termasuk:

1. organisma tumbuhan. Pemacu terbesar elemen ini ialah: chestnut air, duckweed, diatoms.
2. kulat karat.
3. Sesetengah jenis bakteria.
4. Haiwan berikut: semut merah, krustasea, moluska.
5. Orang - keperluan harian kira-kira 3-5 mg.
6. Lautan mengandungi 0.3% air unsur ini.
7. Jumlah kandungan di dalam kerak 0.1% mengikut berat.

Secara umum, ia adalah 14 unsur paling biasa semua planet kita. Antara besi logam berat selepas kedua.

ciri-ciri fizikal

Dari sudut pandangan sifat mangan sebagai bahan yang mudah, terdapat beberapa ciri-ciri asas fizikal untuk itu.

1. Dalam bahan yang mudah ia adalah logam cukup keras (indeks skala Mohs 'adalah 4). Warna - putih keperakan, udara ditutup dengan filem oksida pelindung pada bahagian yang berkilat.
2. Takat lebur 1246 ⁰ C.
3. Mendidih - 2061 ⁰ C.
4. Pengalir sifat yang baik, adalah paramagnet.
5. ketumpatan logam adalah 7.44 g / cm ^3.
6. Terdapat dalam bentuk empat polimorf (α, β, γ, σ), yang berbeza dalam struktur dan kekisi bentuk dan ketumpatan pembungkusan atom. Juga berbeza suhu lebur mereka.

Dalam metalurgi digunakan tiga bentuk asas mangan: β, γ, σ. Alpha jarang, kerana ia adalah terlalu rapuh dalam sifat-sifatnya.

sifat kimia

Dari sudut pandangan kimia, mangan - unsur kimia yang ion caj ada pelbagai pilihan 2-7. Ia meninggalkan kesan ke atas aktivitinya. Bentuk percuma mangan di udara sangat sedikit bertindak balas dengan air, larut dalam asid cair. Walau bagaimanapun, anda hanya perlu meningkatkan suhu logam sebagai aktiviti yang meningkat secara mendadak.

Oleh itu, ia mampu bertindak balas dengan:

• nitrogen;
• karbon;
• halogen;
• silikon;
• fosforus;
• sulfur dan bukan logam lain.

Apabila dipanaskan logam tanpa udara mudah mengalir ke dalam keadaan wap. Bergantung kepada tahap pengoksidaan, yang mempamerkan mangan dan sebatiannya boleh kedua-duanya mengurangkan ejen dan agen pengoksidaan. Beberapa mempamerkan sifat amfoterik. Jadi, ciri-ciri asas sebatian, yang ia 2. Amfoterik - 4, dan asid pengoksidaan yang kuat kepada nilai yang paling tinggi 7.

Walaupun fakta bahawa mangan - adalah logam peralihan sebatian kompleks sedikit untuknya. Ini adalah kerana konfigurasi elektron yang stabil atom, untuk 3d-sub-lapisan ia mengandungi 5 elektron.

Kaedah untuk penyediaan

Terdapat tiga cara utama di mana mangan disediakan dalam industri (unsur kimia). Cara membaca tajuk Latin, kami telah ditetapkan - manganum. Jika kita menterjemahkannya ke dalam Bahasa Rusia, ia akan menjadi "ya, memang menjelaskan discolors". Oleh itu mangan namanya diperlukan untuk mempamerkan sifat-sifat yang diketahui dari zaman yang sangat kuno.

Walau bagaimanapun, walaupun populariti, untuk mendapatkannya dalam bentuk yang tulen untuk kegunaan berjaya hanya pada tahun 1919. Ini dilakukan dengan kaedah berikut.

1. Elektrolisis, hasil produk ialah 99.98%. Dengan cara ini, mangan dalam industri kimia.
2. Silicothermic atau pemulihan menggunakan silikon. Dengan kaedah ini ada gabungan silikon dan mangan oksida (IV), menyebabkan logam tulen. hasil adalah kira-kira 68%, kerana sebatian mangan demi dihasilkan dengan silikon dalam silicide. Kaedah ini digunakan dalam industri logam.
3. Cara Aluminothermic - operasi pemulihan menggunakan aluminium. Juga tidak menawarkan pulangan yang terlalu tinggi, mangan dicemari oleh kekotoran.

Pembuatan logam adalah penting untuk banyak proses dilakukan dalam metalurgi. Walaupun tambahan kecil mangan mampu kuat mempengaruhi sifat-sifat aloi. Ia membuktikan bahawa ia larut banyak logam, mengisi kekisi kristal.

Penerokaan dan pengeluaran unsur ini Rusia pangkat pertama di dunia. Juga, proses ini dijalankan di negara-negara seperti:

• China.
• Afrika Selatan.
• Kazakhstan.
• Georgia.
• Ukraine.

Digunakan dalam industri

Mangan - unsur kimia, yang penggunaannya adalah penting bukan sahaja dalam metalurgi. tetapi juga di kawasan lain. Selain logam dalam bentuk tulen, adalah amat penting dan pelbagai sebatian atom ini. Menandakan yang utama.

1. Terdapat beberapa jenis aloi, yang, disebabkan mangan mempunyai ciri-ciri yang unik. Sebagai contoh, keluli Hadfield begitu kuat dan tahan lama bahawa ia digunakan bagi bahagian-bahagian peleburan penggali, mesin pemprosesan batu, pengisar, kilang bola, unsur-unsur perisai.
2. dioksida mangan - penyaduran oksidatif unsur mengikat, ia digunakan semasa membuat depolarizer a.
3. Banyak sebatian mangan yang diperlukan untuk pelbagai sintesis bahan-bahan organik.
4. Kalium permanganat (kalium permanganat atau) digunakan dalam perubatan sebagai ejen antiseptik yang kuat.
5. Unsur ini termasuk dalam komposisi gangsa, tembaga, membentuk aloi sendiri dengan tembaga, yang berfungsi untuk mengeluarkan turbin pesawat, bilah, dan bahagian-bahagian lain.

Peranan biologi

Keperluan harian untuk mangan manusia adalah 3-5 mg. Kekurangan unsur ini membawa kepada penindasan sistem saraf, gangguan tidur dan keresahan, pening. peranannya adalah tidak difahami sepenuhnya, tetapi ia adalah jelas bahawa, pertama sekali, ia mempunyai kesan ke atas:

• pertumbuhan;
• aktiviti kelenjar seksual;
• kerja hormon;
• pembentukan darah.

Unsur ini terdapat dalam semua tumbuh-tumbuhan, haiwan, manusia, yang membuktikan peranan biologi yang penting.

maklumat menarik tentang barang yang

Mangan - unsur kimia, fakta-fakta menarik yang boleh menarik perhatian sesiapa sahaja, dan menjelaskan betapa pentingnya. Berikut adalah yang paling asas, yang mendapati tanda dalam sejarah logam.

1. Pada zaman Perang Saudara di USSR, salah satu produk eksport pertama ia adalah bijih yang mengandungi sejumlah besar mangan.
2. Jika dioksida mangan untuk menggabungkan dengan kalium hidroksida dan nitrat, dan kemudian produk telah dibubarkan dalam air, penukaran mula mengejutkan. Pertama, penyelesaian akan bertukar hijau dan kemudian ke warna biru akan berubah selepas - ungu. Akhir sekali, raspberry dan secara beransur-ansur akan jatuh mendakan perang. Jika campuran bergegar, sekali lagi dipulihkan hijau dan semua berlaku lagi. Ia adalah untuk permanganat kalium ini dan namanya, yang diterjemahkan sebagai "chameleon mineral".
3. Jika di dalam tanah untuk membuat baja yang mengandungi mangan, maka tumbuhan akan meningkatkan produktiviti dan meningkatkan kadar fotosintesis. Winter bijirin gandum akan membentuk lebih baik.
4. Yang sebahagian terbesar daripada rhodonite mangan mineral berat 47 tan dan ia ditemui di Ural.
5. Terdapat aloi pertigaan dipanggil manganin. Ia terdiri daripada unsur-unsur seperti tembaga, mangan dan nikel. Ia adalah unik kerana ia mempunyai rintangan elektrik yang besar, yang tidak bergantung kepada suhu tetapi berada di bawah pengaruh tekanan.

Sudah tentu, ini tidak semua ada kata tentang logam ini. Mangan - unsur kimia, fakta-fakta menarik yang agak pelbagai. Terutamanya jika kita bercakap mengenai sifat-sifat yang diberikan olehnya pelbagai aloi.