Mangan (nguyên tố hóa học): tính chất và ứng dụng, việc chỉ định mức độ của quá trình oxy hóa, sự kiện thú vị

Một trong những kim loại thép quan trọng nhất là mangan. Bên cạnh đó, nó thường là yếu tố khá bất thường, đó là liên kết với sự kiện thú vị. Quan trọng đối với cơ thể sống, nó là cần thiết trong việc chuẩn bị của nhiều hợp kim, hóa chất. Mangan - một nguyên tố hóa học, một bức ảnh trong số đó có thể được nhìn thấy dưới đây. Đó là tính chất và đặc điểm của ông đã thảo luận trong bài viết này.

nguyên tố hóa học đặc trưng

Nếu chúng ta nói về mangan như một yếu tố của hệ thống tuần hoàn, điều đầu tiên nên để mô tả vị trí của mình trong đó.

1. Nó nằm trong giai đoạn lớn thứ tư, nhóm thứ bảy, các tiểu nhóm.
2. Số seri - 25. Mangan - một phần tử, điện tích của lõi tương đương với 25 nguyên tử. Số lượng electron là neutron cùng - 30.
3. Giá trị của khối lượng nguyên tử - 54,938.
4. Chỉ nguyên tố mangan hóa - Mn.
5. Tên Latin - mangan.

Nằm giữa crom và sắt, điều này giải thích sự tương đồng của nó với họ trong các đặc tính vật lý và hóa học.

Mangan - một nguyên tố hóa học: kim loại chuyển tiếp

Nếu chúng ta xem xét một cấu hình nguyên tử electron nhất định, công thức của nó sẽ có dạng: 1s 2s ^{2 2 2} 2p ⁶ 3s 3p ⁶ 4s ² 3d ^5. Nó trở nên rõ ràng rằng các yếu tố báo cáo tiếp xúc - là một kim loại chuyển tiếp của d-gia đình. Năm electron trong cuộc nói chuyện 3d-cấp phụ về sự ổn định của nguyên tử, mà được thể hiện ở tính chất hóa học của nó.

Khi kim loại giảm là mangan, nhưng hầu hết các hợp chất của nó có khả năng biểu lộ và đủ mạnh mẽ khả năng oxi hóa. Điều này là do mức độ khác nhau của quá trình oxy hóa và valences, trong đó có yếu tố tích cực. Đây là tính năng của gia đình này của kim loại.

Như vậy, mangan - nguyên tố hóa học, nằm trong số các nguyên tử khác, và có tính đặc thù riêng của mình. Xem xét những gì các đặc tính này một cách chi tiết hơn.

Mangan - một nguyên tố hóa học. mức độ oxy hóa

Chúng tôi đã trích dẫn công thức điện tử của nguyên tử. Theo cô, yếu tố này có thể được trạng thái ôxi hóa tích cực hơn. Đó là:

• 0;
• 2;
• 3;
• 4;
• 6;
• 7.

Các hóa trị của nguyên tử là IV. Ổn định nhất là những hợp chất trong đó các giá trị xảy ra trong mangan +2, +4, +6. Mức độ cao nhất của quá trình oxy hóa cho phép các hợp chất để hoạt động oxy hóa mạnh. Ví dụ: KMnO _4, Mn ₂ O _7.

Hợp chất với hai chất khử là hydroxide, mangan (II) có tính chất lưỡng tính, với một ưu thế của cơ bản. trình độ trung cấp các chỉ số oxy hóa thành hợp chất lưỡng tính.

Lịch sử phát hiện

Mangan - một nguyên tố hóa học đã được mở cùng một lúc, nhưng dần dần và các nhà khoa học khác nhau. Tuy nhiên, các kết nối của mình, người sử dụng từ thời cổ đại. oxit mangan (IV) được sử dụng cho phương pháp nấu thủy tinh. Một người Ý tuyên bố rằng việc bổ sung các hợp chất này vẽ màu của họ tím trong sản xuất hóa học của kính. Cùng với điều này, các chất tương tự giúp loại bỏ độ đục trong kính màu.

Sau đó trong Áo nhà khoa học Qaim quản lý nhận được mảnh mangan kim loại, tác động lên pyurolizit nhiệt độ cao (mangan oxit (IV)), kali và than. Tuy nhiên, mẫu này đã có rất nhiều tạp chất, để loại trừ rằng ông không thể, vì vậy việc mở đã không diễn ra.

Sau đó vẫn khoa học khác tổng hợp như một hỗn hợp trong đó một tỷ lệ đáng kể chiếm kim loại tinh khiết. Đó là Bergman, trước đó đã khám phá ra niken phần tử. Tuy nhiên, nó đưa vấn đề ra trước khi kết thúc nó đã không xảy ra.

Mangan - một nguyên tố hóa học, được chuẩn bị và được phân lập dưới dạng một chất đơn giản cho lần đầu tiên thành công Karlu Sheele năm 1774. Tuy nhiên, ông đã làm nó với I. Hahn, người đã hoàn thành quá trình tan chảy mảnh kim loại. Nhưng ngay cả khi họ đã không thể hoàn toàn loại bỏ nó tạp chất và có được một năng suất 100%.

Tuy nhiên, đó là thời gian này là sự khám phá của nguyên tử. Những nhà khoa học cùng đã cố gắng để cung cấp cho một tên như người tiên phong. Họ manganezium hạn đã được chọn. Tuy nhiên, sau khi phát hiện magiê bắt đầu hoang mang và tên mangan đã được đổi thành dòng điện (H. David, 1908).

Kể từ mangan - một nguyên tố hóa học có đặc tính là rất có giá trị cho nhiều quá trình luyện kim, theo thời gian nó đã trở thành cần thiết để vẫn tìm ra cách để sản xuất nó dưới dạng tinh khiết nhất. Vấn đề này đã được giải quyết bởi các nhà khoa học khắp nơi trên thế giới, nhưng đã có thể được giải quyết chỉ vào năm 1919 thông qua công việc của R. Agladze - nhà khoa học Liên Xô và hóa học. Đó là, ông đã tìm thấy một phương pháp mà có thể được sunphát và clorua của mangan bằng phương pháp điện để có được hàm lượng chất kim loại tinh khiết 99,98%. Bây giờ phương pháp này được sử dụng khắp nơi trên thế giới.

Là trong tự nhiên

Mangan - một nguyên tố hóa học, một bức ảnh của một chất đơn giản mà có thể được nhìn thấy dưới đây. Trong tự nhiên, có rất nhiều các chất đồng vị của một nguyên tử, số lượng neutron trong đó thay đổi rất nhiều. Như vậy, số lượng khác nhau trong khoảng từ 44 xuống còn 69. Tuy nhiên, các đồng vị ổn định chỉ của một phần tử có giá trị của ⁵⁵ Mn, những người khác có chu kỳ bán rã không đáng kể ngắn, hoặc có số lượng quá nhỏ.

Kể từ mangan - nguyên tố hóa học trong đó mức độ oxy hóa khác nhau đáng kể, và các hợp chất trong tự nhiên vì nó tạo thành nhiều. Ở dạng tinh khiết, nguyên tố này không được tìm thấy ở tất cả. Các khoáng chất và quặng vĩnh viễn hàng xóm của mình - sắt. Tổng số có thể chỉ định một số những tảng đá quan trọng nhất, trong đó bao gồm mangan.

1. Pyrolusit. Một hợp chất của công thức: MnO ₂ * nH ₂ O.
2. phân tử Psilomelane MnO2 * mMnO * nH2O.
3. Manganite thức MnO * OH.
4. Braunite hiếm hơn những người khác. Công thức của Mn ₂ O _3.
5. Hausmannite thức Mn * Mn ₂ O _4.
6. Rodonite Mn ₂ (SiO _{3) 2.}
7. quặng mangan cacbonat.
8. Raspberry rhodochrosit spar hoặc - MnCO _3.
9. Tím - Mn ₃ PO _4.

Bên cạnh đó, nó có thể chỉ định nhiều khoáng chất, mà còn bao gồm các yếu tố được xem xét. Đó là:

• canxit;
• siderit;
• khoáng chất đất sét;
• chalcedony;
• opal;
• cát và hợp chất bùn.

Ngoài khai thác mỏ và trầm tích đá, khoáng chất, mangan - nguyên tố hóa học được bao gồm trong các thành phần bao gồm:

1. sinh vật thực vật. Các ổ cứng lớn yếu tố này bao gồm: hạt dẻ nước, bèo tấm, tảo cát.
2. nấm gỉ.
3. Một số loại vi khuẩn.
4. Các loài động vật sau: kiến đỏ, động vật giáp xác, động vật thân mềm.
5. Nhân dân - sự cần thiết hàng ngày khoảng 3-5 mg.
6. Đại dương chứa 0,3% nước của nguyên tố này.
7. tổng các nội dung trong lớp vỏ là 0,1% tính theo trọng lượng.

Nói chung, nó là 14 nguyên tố phổ biến nhất của tất cả các hành tinh chúng ta. Trong số các kim loại sắt nặng sau khi ông thứ hai.

tính chất vật lý

Từ góc độ của tính chất của mangan như một chất đơn giản, có một số đặc tính vật lý cơ bản cho nó.

1. Trong một chất đơn giản nó là một kim loại đủ cứng (chỉ số thang Mohs' là 4). Màu - bạc trắng, không khí bao phủ bởi một tấm màng oxide bảo vệ trên phần sáng bóng.
2. Các điểm nóng chảy 1246 ⁰ C.
3. Sôi - 2061 ⁰ C.
4. tính dẫn điện tốt, là thuận từ.
5. mật độ kim loại là 7,44 g / cm ^3.
6. Có là ở dạng bốn đa hình (α, β, γ, σ), khác nhau trong cấu trúc và hình dạng lưới và mật độ đóng gói của các nguyên tử. Cũng khác nhau nhiệt độ nóng chảy của họ.

Trong luyện kim sử dụng ba hình thức cơ bản của mangan: β, γ, σ. Alpha hiếm, vì nó là quá mong manh trong thuộc tính của nó.

tính chất hóa học

Từ góc độ của hóa học, mangan - nguyên tố hóa học có trách ion khác nhau rất nhiều 2-7. Nó để lại dấu ấn của mình đối với hoạt động của nó. Các hình thức miễn phí của mangan trong không khí rất nhẹ phản ứng với nước, hòa tan trong axit loãng. Tuy nhiên, bạn chỉ nên tăng nhiệt độ của kim loại như hoạt động làm tăng đáng kể.

Do đó, nó có khả năng phản ứng với:

• nitơ;
• cacbon;
• halogen;
• silicon;
• phốt pho;
• lưu huỳnh và phi kim loại khác.

Khi nung nóng kim loại mà không khí dễ dàng đi vào tình trạng hơi. Tùy thuộc vào mức độ của quá trình oxy hóa, trưng bày mangan và các hợp chất của nó có thể được cả hai chất khử và chất oxy hóa. Một số biểu hiện tính chất lưỡng tính. Vì vậy, các đặc trưng cơ bản của hợp chất, mà nó 2. Lưỡng tính - 4, và một axit oxi hóa mạnh mẽ vào giá trị cao nhất của +7.

Mặc dù thực tế rằng mangan - là một kim loại chuyển tiếp các hợp chất phức tạp rất ít cho anh ta. Điều này là do cấu hình electron bền vững của nguyên tử, cho 3d-lớp con nó chứa 5 electron.

Phương pháp cho việc chuẩn bị

Có ba cách chính trong đó mangan được chuẩn bị trong ngành công nghiệp (nguyên tố hóa học). Làm thế nào để đọc tiêu đề Latin, chúng tôi đã được chỉ định - manganum. Nếu chúng ta dịch nó sang tiếng Nga, nó sẽ là "vâng, thực sự làm rõ đổi màu". Do đó tên của nó mangan là cần thiết để triển lãm các thuộc tính được biết đến từ thời cổ đại.

Tuy nhiên, bất chấp sự phổ biến, để có được nó trong một hình thức tinh khiết để sử dụng quản lý chỉ năm 1919. Này được thực hiện bằng các phương pháp sau đây.

1. Điện, năng suất sản phẩm là 99,98%. Bằng cách này, mangan trong ngành công nghiệp hóa chất.
2. Silicothermic hoặc phục hồi bằng silicon. Với phương pháp này có sự hợp nhất của silic và mangan oxit (IV), kết quả là một kim loại tinh khiết. Lợi tức là khoảng 68%, bởi vì hợp chất mangan là do sản xuất với silicon trong silicide. Phương pháp này được sử dụng trong ngành công nghiệp luyện kim.
3. phương pháp Aluminothermic - một hoạt động phục hồi bằng nhôm. Cũng không cho năng suất quá cao, mangan bị ô nhiễm bởi các tạp chất.

Sản xuất kim loại là quan trọng đối với nhiều quá trình thực hiện trong ngành luyện kim. Ngay cả một bổ sung nhỏ của mangan có thể ảnh hưởng mạnh mẽ các tính chất của hợp kim. Người ta đã chứng minh rằng nó hòa tan nhiều kim loại, điền mạng tinh thể của nó.

Thăm dò và sản xuất các yếu tố này Nga đứng đầu trên thế giới. Ngoài ra, quá trình này được thực hiện tại các nước như:

• Trung Quốc.
• Nam Phi.
• Kazakhstan.
• Georgia.
• Ukraine.

Sử dụng trong ngành công nghiệp

Mangan - một nguyên tố hóa học, việc sử dụng trong số đó là quan trọng không chỉ trong ngành luyện kim. mà còn ở các khu vực khác. Ngoài các kim loại ở dạng tinh khiết, có tầm quan trọng rất lớn và các hợp chất khác nhau của nguyên tử này. Biểu thị cái chính.

1. Có một số loại hợp kim, trong đó, do mangan có đặc tính độc đáo. Ví dụ, thép Hadfield rất mạnh mẽ và bền mà nó được sử dụng cho các bộ phận luyện đào, máy chế biến đá, máy xay, máy nghiền bi, các yếu tố giáp.
2. Mangan dioxide - oxy hóa ràng buộc yếu tố mạ điện, nó được sử dụng khi tạo một depolarizer.
3. Nhiều hợp chất của mangan cần thiết cho quá trình tổng hợp khác nhau của các chất hữu cơ.
4. permanganat kali (thuốc tím hoặc) được sử dụng trong y học như một chất sát trùng mạnh.
5. Nguyên tố này được bao gồm trong các thành phần của chương đồng, đồng thau, tạo thành hợp kim riêng của mình với đồng, phục vụ sản xuất tua-bin máy bay, cánh quạt, và các bộ phận khác.

Vai trò sinh học

Nhu cầu hàng ngày cho mangan con người là 3-5 mg. Thiếu yếu tố này dẫn đến sự áp bức của hệ thần kinh, rối loạn giấc ngủ và lo lắng, chóng mặt. vai trò của nó không hiểu rõ, nhưng rõ ràng là, trước hết, nó có ảnh hưởng đến:

• tăng trưởng;
• hoạt động của các tuyến tình dục;
• công việc của hormone;
• sự hình thành của máu.

yếu tố này hiện diện trong tất cả các loài thực vật, động vật, con người, để chứng minh vai trò sinh học quan trọng của nó.

thông tin thú vị về mục

Mangan - một nguyên tố hóa học, các sự kiện thú vị mà có thể gây ấn tượng với bất cứ ai, và làm cho nó rõ ràng tầm quan trọng của nó được. Dưới đây là những cơ bản nhất, mà tìm thấy dấu ấn của mình trong lịch sử của kim loại.

1. Trong thời gian của cuộc nội chiến ở Liên Xô, một trong những mặt hàng xuất khẩu đầu tiên đó là quặng có chứa một lượng lớn mangan.
2. Nếu dioxide mangan để kết hợp được với KOH và nitrat, và sau đó sản phẩm được hòa tan trong nước, việc chuyển đổi bắt đầu đáng ngạc nhiên. Thứ nhất, giải pháp sẽ chuyển sang màu xanh và sau đó đến màu xanh sẽ thay đổi sau - tím. Cuối cùng, quả mâm xôi và sẽ dần dần rơi tủa nâu. Nếu hỗn hợp để lắc, sau đó một lần nữa khôi phục lại màu xanh lá cây và tất cả xảy ra nữa. Đó là cho điều này permanganat kali và tên của nó, có thể dịch là "tắc kè hoa khoáng sản".
3. Nếu trong lòng đất để làm phân bón có chứa mangan, sau đó nhà máy sẽ tăng năng suất và tăng tỷ lệ quang hợp. hạt lúa mì mùa đông sẽ hình thành tốt hơn.
4. Các đoạn lớn nhất của rôđôlit mangan khoáng nặng 47 tấn và được tìm thấy ở Urals.
5. Có một hợp kim ternary gọi Manganin. Nó bao gồm các yếu tố như đồng, mangan và niken. Nó độc đáo ở chỗ nó có một sức đề kháng điện lớn, mà không phụ thuộc vào nhiệt độ nhưng là dưới ảnh hưởng của áp lực.

Tất nhiên, đây không phải là tất cả những gì để nói về kim loại này. Mangan - một nguyên tố hóa học, các sự kiện thú vị trong đó là khá đa dạng. Đặc biệt là nếu chúng ta nói về các thuộc tính mà nó trao các hợp kim khác nhau.