25 Mn
 
54,938
Таблица
<<=     =>>
v

Металлический марганец

Поделиться в

№25 Марганец

История открытия:

В чистом виде металл был получен в 1808 г. Джоном. Когда Шееле в 1774 г. занимался исследованием пиролюзита, он посылал своему другу Юхану Готлибу Гану образцы этого минерала. Ган, впоследствии профессор, выдающийся химик своего времени, скатывал из пиролюзита шарики, добавляя к руде масло, и сильно нагревал их в тигле, выложенном древесным углем. Получались металлические шарики, весившие втрое меньше, чем шарики из руды. Это и был марганец. Новый металл называли сначала "магнезия", но так как в то время уже была известна белая магнезия - окись магния, металл переименовали в "магнезиум"; это название и было принято Французской комиссией по номенклатуре в 1787 г.
Но в 1808 г. Хэмфри Дэви открыл магний и тоже назвал его "магнезиум", тогда во избежание путаницы марганец стали называть "манганум."

Нахождение в природе, получение:

Марганец в природе ..
...
...
Сейчас для получения металлического марганца применяют три способа: силикотермический (восстановление кремнием), алюминотермический (восстановление алюминием) и электролитический. Наиболее широкое распространение нашел алюминотермический способ, разработанный в конце XIX в. В этом случае в качестве марганцевого сырья лучше применять не пиролюзит, а закись-окись марганца Mn3O4. Электролизом из хлористых и сернокислых солей получается достаточно плотный металл, содержащий до 99,98% элемента №25. Наиболее чистый марганец получают в промышленности, по способу советского электрохимика Р. И. Агладзе (1939), электролизом водных растворов MnSO4 с добавкой (NH4)2SO4 при pH = 8.0 - 8.5.

Физические свойства:

Марганец - серебристо-белый твёрдый хрупкий металл. Известны четыре кристаллические модификации марганца, каждая из которых термодинамически устойчива в определённом интервале температур. Ниже 707°С устойчив a-марганец, имеющий сложную структуру - в его элементарную ячейку входят 58 атомов. Сложность структуры марганца при температурах ниже 707°С обусловливает его хрупкость.

Химические свойства:

При окислении на воздухе пассивируется. Порошкообразный марганец сгорает в кислороде Mn + O2 = MnO2.
Марганец при нагревании разлагает воду, вытесняя водород: Mn + 2H2O = Mn(OH)2 + H2.
C соляной и серной кислотами реагирует по уравнению: Mn + 2H+ = Mn2+ + H2
С концентрированной серной кислотой реакция идёт по уравнению: Mn + 2H2SO4 = MnSO4 + SO2 + 2H2O
С разбавленой азотной кислотой: 3Mn + 8HNO3 = 3Mn(NO3)2 + 2NO + 4H2O
Расплавленный марганец реагирует с углеродом, образуя карбиды Mn3C и другие. Марганец образует также силициды, бориды, фосфиды.

Важнейшие соединения:

Характерные степени окисления марганца: +2, +3, +4, +6, +7 (+1, +5 мало характерны). Так существуют оксиды: MnO, Mn2O3, MnO2, MnO3 (не выделен в свободном состоянии) и марганцевый ангидрид Mn2O7.
Оксид марганца(II), MnO - порошок серо-зеленого цвета; обладает основными свойствами. нерастворим в воде и щелочах, хорошо растворим в кислотах.
Оксид марганца(IV), MnO2 - черно-бурого цвета, соответствующий гидрооксид Мn(ОН)4 - темно-бурого цвета. Оба соединения в воде нерастворимы, оба амфотерны с небольшим преобладанием кислотной функции.
Оксид марганца(VII), Mn2O7 в обычных условиях жидкое вещество, очень неустойчивое.
Марганцевая кислота
??? ...
Перманганаты, - сильные окислители. Например, перманаганат калия в зависимости от pH раствора окисляет различные вещества, восстанавливаясь до соединений марганца разной степени окисления. При нагревании разлагается:
2KMnO4 K2MnO4 + MnO2 + O2.

Применение:

??? ...
...
...

Нигматуллина А.В.
ХФ ТюмГУ


Источники:
Википедия. Перманганаты
КонТрен – Химия для школьников, студентов, учителей ...
подготовка к экзаменам и олимпиадам