Манган

Матеріал з Вікіпедії — вільної енциклопедії.
Перейти до: навігація, пошук
Запит «Марганець» перенаправляє сюди; див. також інші значення.
Манган (Mn)
Атомний номер 25
Зовнішній вигляд
простої речовини
твердий, крихкий світло-сірий метал
Шматки чистого мангану (99.99%), очищені методом електролізу. Зліва для порівняння куб об'ємом 1 см³ із надчистого мангану (99.99% = 4N).
Властивості атома
Атомна маса
(молярна маса)
54.93805 а.о.м. (г/моль)
Радіус атома 135 пм
Енергія іонізації
(перший електрон)
716.8 (7.43) кДж/моль (еВ)
Електронна конфігурація [Ar] 3d5 4s2
Хімічні властивості
Ковалентний радіус 117 пм
Радіус іона (+7e)46 (+2e)80 пм
Електронегативність
(за Полінгом)
1.55
Електродний потенціал 0
Ступені окиснення 7, 6, 4, 3, 2, 0, -1
Термодинамічні властивості
Густина 7.21 г/см³
Молярна теплоємність 0.477 Дж/(K моль)
Теплопровідність (7.8) Вт/(м К)
Температура плавлення 1517 K
Теплота плавлення (13,4) кДж/моль
Температура кипіння 2235 K
Теплота випаровування 221 кДж/моль
Молярний об'єм 7.39 см³/моль
Кристалічна ґратка
Структура ґратки кубічна
Період ґратки 8.890 Å
Відношення c/a n/a
Температура Дебая 400.00 K
H He
Li Be B C N O F Ne
Na Mg Al Si P S Cl Ar
K Ca Sc Ti V Cr Mn Fe Co Ni Cu Zn Ga Ge As Se Br Kr
Rb Sr Y Zr Nb Mo Tc Ru Rh Pd Ag Cd In Sn Sb Te I Xe
Cs Ba * Hf Ta W Re Os Ir Pt Au Hg Tl Pb Bi Po At Rn
Fr Ra ** Rf Db Sg Bh Hs Mt Ds Rg Cn Uut Fl Uup Lv Uus Uuo
* La Ce Pr Nd Pm Sm Eu Gd Tb Dy Ho Er Tm Yb Lu
** Ac Th Pa U Np Pu Am Cm Bk Cf Es Fm Md No Lr

Commons-logo.svg Манган (Mn) у Вікісховищі

Манга́н (символ Mn, рос. Марганец) — хімічний елемент з атомним номером 25. Метал, який відповідає цьому елементу — марганець.

Манган

Загальна інформація[ред.ред. код]

Атомна маса мангану 54.9381 а.о.м. Це сріблясто-білий крихкий метал. Густина 7.470 (293 К). tплав 1244°С, tкип 2095°С. Манган парамагнітний при низьких температурах. Це поширений елемент, його кларк в земній корі 0,1 % (за масою), в ультраосновних породах — 0,15 %, основних — 0,2 %, середніх — 0,12 %, кислих — 0,06 %, осадових — 0,07 %, кам. метеоритах — 0,2 %. Вміст мангану в океанічній воді 2·10−7 %, в живій речовині Землі 1·10−3%, у ґрунті 8.5·10−2%.

Манган повільно реагує з водою, розчиняється в кислотах, реагує з усіма неметалами (при нагріванні), крім водню. Представлений в основному оксидами, карбонатами і в меншій мірі — силікатами мангану. Основні мінерали мангану: піролюзит, гаусманіт, псиломелан, манганіт, брауніт, родохрозит, родоніт. Крім того, манган містять мінерали: велініт. Внаслідок кристалохімічної близькості мангану до трьох найважливіших петрогенних елементів — Fe, Mg, Ca — широко представлений як ізоморфна домішка в породотвірних мінералах (олівінах, ґранатах, слюді, карбонатах). Значну кількість мангану містять залізо-марганцеві конкреції.

Історія[ред.ред. код]

Перший зразок металевого мангану одержав Йоган Ґоттліб Ган у 1774 р відновленням MnO2 вугіллям.

Походження назви[ред.ред. код]

Назва походить з грецької μαυγάυμι — «добре знебарвлюю». Очевидно зв'язано із окиснюючими властивостями сполук марганцю.

Отримання[ред.ред. код]

Металевий марганець отримують у процесі термічного відновлення безводних галогенідів мангану(II), а також електролізом водних розчинів сульфату марганцю(II) з сульфатом амонію. Отримання чистого марганцю шляхом відновлення з оксидів є доволі складним через те, що з багатьма відновниками (Al, C, Mg) він утворює сплави.

В результаті відновлення коксом оксидів MnO2, Mn3O4, Mn2O3, MnO, отримують металевий марганець, забруднений вуглецем. Задля уникнення цього, беруть надлишок оксидів. Зазвичай відновлення відбувається у тиглях з оксиду магнію в електричних печах у присутності сульфату натрію.

Для отримання металевого марганцю методом алюмінотермії беруть Mn3O4 (його отримують прокалюванням оксидів MnO2, Mn2O3):

При відновленні безводних галогенідів MnF2, MnCl2, MnBr2, MnI2 натрієм, магнієм або воднем (за нагрівання, без доступу кисню), утворюються кристали металевого марганцю та відповідний галогенід:

Для отримання марганцю електролізом використовується розчин, що містить сульфат марганцю(II) (або його кристалогідрат) та сульфат амонію.

Хімічні властивості[ред.ред. код]

Металевий марганець взаємодіє з розігрітою водяною парою:

При нагріванні він взаємодіє з киснем, а також з деякими іншими неметалами:

Марганець реагує з кислотами:

Застосування[ред.ред. код]

Манган використовується в основному в чорній металургії (майже 95 % мангану іде на розкиснення і десульфуризацію сталі і чавуну і на добавки в спеціальні сталі), при виплавці різних сплавів кольорових металів, для створення антикорозійних покриттів. Добавка мангану до заліза і сталі істотно підвищує їх в'язкість, ковкість і твердість. У розплав манган вводять у вигляді феромарганцю (70-80 % Mn, 0,5-1 % С, інше Fe). У кольоровій металургії манган застосовується для отримання марганцевистої бронзи, латуні та інших сплавів з кольоровими металами, що підвищує їхню міцність і додає антикорозійні властивості. У металургії використовуються руди із вмістом 30-36 % мангану і менше 0,2 % фосфору. Сполуки мангану широко використовують при виробництві скла, оліфи і в гальванічних елементах (піролюзит), в медицині (перманганат калію), у фарбувальній справі (хлорид і сульфат мангану). Є також складовою частиною мікродобрив. Діє на центральну нервову систему. Гранично допустима концентрація 0,2 мг/м³.

Біологічна роль[ред.ред. код]

Впливає на ріст людини. Необхідний для утворювання кісток, збереження репродуктивної функції організму, метаболізму глюкози та ліпідів. Входить до складу ферментних систем, які виконують окисно-відновні реакції внутрішньоклітинного обміну. В організмі людини міститься 20 мг мангану, найбільше в кістках, решта — в тканинах і мозку. При дефіциті порушується фосфорно-кальцієвий обмін, що призводить до розвитку рахіту. Mn прискорює утворення антитіл, посилює синтез гормонів щитоподібної залози, позитивно впливає на засвоєння йоду. Його сполуки використовують при невритах. Найбільше його у крупах, борошні, малині, смородині, капусті і горосі.

Див. також[ред.ред. код]

Література[ред.ред. код]

  • Глосарій термінів з хімії // Й. Опейда, О. Швайка. Ін-т фізико-органічної хімії та вуглехімії ім. Л. М. Литвиненка НАН України, Донецький національний університет. — Донецьк : Вебер, 2008. — 758 с. — ISBN 978-966-335-206-0
  • Мала гірнича енциклопедія : у 3 т. / за ред. В. С. Білецького. — Донецьк : Донбас, 2004. — ISBN 966-7804-14-3.
  • Рипан Р., Чертяну И. Неорганическая химия: Химия металлов: В 2 т. / Под ред. В. И. Спицына. — М. : Изд. «Мир», 1972. — Т. 2. — 871 с. (рос.)
  • Химические свойства неорганических веществ: Учеб. пособие для вузов. 3-е изд., испр. / Лидин Р. А., Молочко В. А., Андреева Л. Л.; Под ред. Лидина Р. А. — М. : Химия, 2000. — 480 с. — ISBN 5-7245-1163-0. (рос.)

Посилання[ред.ред. код]