Stupeň oxidácie mangánu v kyseline mangánovej. Mangán (chemický prvok): vlastnosti, použitie, označenie, oxidačný stav, zaujímavosti

ČASŤ 1

1. Oxidačný stav (s.o.) je konvenčný náboj atómov chemického prvku v komplexnej látke vypočítaný na základe predpokladu, že pozostáva z jednoduchých iónov.

Mali by ste vedieť!

1) V súvislosti s. O. vodík = +1, okrem hydridov .

 2) V súvislosti s. O. kyslík = -2, okrem peroxidov  a fluoridov 

3) Oxidačný stav kovov je vždy kladný.

Pre kovy hlavných podskupín prvých troch skupín p. O. konštanta:


Kovy skupiny IA - str. O. = +1, 

Kovy skupiny IIA - str. O. = +2, 

Kovy skupiny IIIA - str. O. = +3.


4

Vo voľných atómoch a jednoduchých látkach p. O. = 0,5

Celková s. O. všetky prvky v spojení = 0. 2. Spôsob tvorenia mien

dvojprvkové (binárne) zlúčeniny.


4. Vyplňte tabuľku „Názvy a vzorce binárnych zlúčenín“.


5. Určte oxidačný stav prvku komplexnej zlúčeniny zvýrazneného písmom.

ČASŤ 2

1. Určte oxidačné stavy chemických prvkov v zlúčeninách pomocou ich vzorcov. Napíšte názvy týchto látok.

2. Látky FeO, Fe2O3, CaCl2, AlBr3, CuO, K2O, BaCl2, SO3 rozdeľte do dvoch skupín. Zapíšte si názvy látok s uvedením ich oxidačných stavov.

3. Vytvorte súlad medzi názvom a oxidačným stavom atómu chemického prvku a vzorcom zlúčeniny.

4. Vytvorte vzorce pre látky podľa názvu.

5. Koľko molekúl obsahuje 48 g oxidu sírového?

6. Pomocou internetu a iných zdrojov informácií pripravte správu o použití ľubovoľnej binárnej zlúčeniny podľa nasledujúceho plánu:

1) vzorec;

 2) meno;

3) vlastnosti;


4) aplikácia.

H2O voda, oxid vodíka.


Voda je za normálnych podmienok tekutá, bezfarebná, bez zápachu a modrá v hrubej vrstve. Bod varu je asi 100 ⁰С. Je dobrým rozpúšťadlom. Molekula vody pozostáva z dvoch atómov vodíka a jedného atómu kyslíka, to je jej kvalitatívne a kvantitatívne zloženie. Ide o komplexnú látku, ktorá sa vyznačuje nasledujúcimi chemickými vlastnosťami: interakcia s alkalickými kovmi, kovmi alkalických zemín.

Výmenné reakcie s vodou sa nazývajú hydrolýza. Tieto reakcie majú v chémii veľký význam.

7. Oxidačný stav mangánu v zlúčenine K2MnO4 sa rovná:


8. Chróm má najnižší oxidačný stav v zlúčenine, ktorej vzorec je:


Mangán je tvrdý sivý kov. Jeho atómy majú elektrónovú konfiguráciu vonkajšieho obalu

Kovový mangán reaguje s vodou a reaguje s kyselinami za vzniku mangánových iónov:

V rôznych zlúčeninách mangán vykazuje oxidačné stavy Čím vyšší je oxidačný stav mangánu, tým väčšia je kovalentná povaha jeho zodpovedajúcich zlúčenín. So zvyšujúcim sa stupňom oxidácie mangánu sa zvyšuje aj kyslosť jeho oxidov.

mangán (II)

Táto forma mangánu je najstabilnejšia. Má vonkajšiu elektronickú konfiguráciu s jedným elektrónom v každom z piatich orbitálov.

Vo vodnom roztoku sa mangánové ióny hydratujú za vzniku svetloružového komplexného iónu hexaaquamangánu (II). vlastnosti zásaditých oxidov.

Mangán (III)

Mangán (III) existuje iba v komplexných zlúčeninách. Táto forma mangánu je nestabilná. V kyslom prostredí sa mangán (III) disproporcionuje na mangán (II) a mangán (IV).

mangán (IV)

Najdôležitejšou zlúčeninou mangánu (IV) je oxid. Táto čierna zlúčenina je nerozpustná vo vode. Je mu priradená iónová štruktúra. Stabilita je spôsobená vysokou entalpiou mriežky.

Oxid mangánu (IV) má slabo amfotérne vlastnosti. Je to silné oxidačné činidlo, napríklad vytláča chlór z koncentrovanej kyseliny chlorovodíkovej:

Táto reakcia sa môže použiť na výrobu chlóru v laboratóriu (pozri časť 16.1).

mangán (VI)

Tento oxidačný stav mangánu je nestabilný. Manganan draselný (VI) možno získať fúziou oxidu manganatého (IV) s nejakým silným oxidačným činidlom, napríklad chlorečnanom draselným alebo dusičnanom draselným:

Manganistan draselný (VI) má zelenú farbu. Je stabilný iba v alkalickom roztoku. V kyslom roztoku sa disproporcionuje na mangán (IV) a mangán (VII):

mangán (VII)

Mangán má tento oxidačný stav v silne kyslom oxide. Najdôležitejšou zlúčeninou mangánu (VII) je však manganistan draselný (VII) (manganistan draselný). Táto tuhá látka sa veľmi dobre rozpúšťa vo vode a vytvára tmavofialový roztok. Manganát má štvorstennú štruktúru. V mierne kyslom prostredí sa postupne rozkladá a vytvára oxid mangánu (IV):

V alkalickom prostredí sa redukuje manganistan draselný (VII), pričom vzniká najprv zelený manganistan draselný (VI) a potom oxid manganatý (IV).

Manganan draselný (VII) je silné oxidačné činidlo. V dostatočne kyslom prostredí sa redukuje a vytvára mangánové ióny. Štandardný redoxný potenciál tohto systému je , ktorý prevyšuje štandardný potenciál systému a preto manganistan oxiduje chloridový ión na plynný chlór:

Oxidácia chloridového iónu manganistanu prebieha podľa rovnice

Manganan draselný (VII) je široko používaný ako oxidačné činidlo v laboratórnej praxi, napr.

na výrobu kyslíka a chlóru (pozri kapitoly 15 a 16);

vykonať analytický test na oxid siričitý a sírovodík (pozri kapitolu 15); v preparatívnej organickej chémii (pozri kapitolu 19);

ako objemové činidlo v redoxnej titrimetrii.

Príkladom titračného použitia manganistanu draselného (VII) je kvantitatívne stanovenie pomocou železa (II) a etándioátov (oxalátov):

Keďže je však ťažké získať manganistan draselný (VII) vo vysokej čistote, nemožno ho použiť ako primárny titrimetrický štandard.

Elektrónová konfigurácia neexcitovaného atómu mangánu je 3d 5 4s 2; excitovaný stav je vyjadrený elektrónovým vzorcom 3d 5 4s 1 4p 1.

Najtypickejšie oxidačné stavy mangánu v zlúčeninách sú +2, +4, +6, +7.

Mangán je strieborno-biely, krehký, pomerne aktívny kov: v rozsahu napätia je medzi hliníkom a zinkom. Na vzduchu je mangán pokrytý oxidovým filmom, ktorý ho chráni pred ďalšou oxidáciou. V jemne rozdrvenom stave mangán ľahko oxiduje.

Oxid mangánu (II) MnO a jemu zodpovedajúci hydroxid Mn(OH) 2 majú zásadité vlastnosti - pri interakcii s kyselinami vznikajú dvojmocné soli mangánu: Mn(OH) 2 + 2 H + ® Mn 2+ + 2 H 2 O.

Katióny Mn 2+ vznikajú aj pri rozpustení kovového mangánu v kyselinách. Zlúčeniny mangánu (II) vykazujú redukčné vlastnosti, napríklad biela zrazenina Mn(OH) 2 na vzduchu rýchlo stmavne a postupne oxiduje na MnO 2: 2 Mn(OH) 2 + O 2 ® 2 MnO 2 + 2 H 2 O .

Oxid mangánu MnO 2 je najstabilnejšia zlúčenina mangánu; ľahko vzniká ako pri oxidácii zlúčenín mangánu v nižšom oxidačnom stupni (+2), tak aj pri redukcii zlúčenín mangánu vo vyšších oxidačných stupňoch (+6, +7):

Mn(OH)2 + H202® Mn02 + 2 H20;

2 KMn04 + 3 Na2S03 + H20® 2 Mn02¯ + 3 Na2S04 + 2 KOH.

MnO2 je amfotérny oxid, avšak jeho kyslé aj zásadité vlastnosti sú slabo vyjadrené. Jedným z dôvodov, prečo MnO 2 nevykazuje jasne definované základné vlastnosti, je jeho silná oxidačná aktivita v kyslom prostredí ( = +1,23 V): MnO 2 sa redukuje na Mn 2+ ióny, namiesto tvorby stabilných solí štvormocného mangánu. Hydrátová forma zodpovedajúca oxidu manganičitému by sa mala považovať za hydratovaný oxid manganičitý MnO 2 × x H 2 O. Oxid manganatý ako amfotérny oxid formálne zodpovedá orto- a meta-formám kyseliny manganistanu draselného neizolovaných v voľný stav: H 4 MnO 4 – orto forma a H 2 MnO 3 – meta forma. Známy je oxid mangánu Mn 3 O 4, ktorý možno považovať za dvojmocnú mangánovú soľ orto-formy kyseliny manganičitej Mn 2 MnO 4 - mangánový (II) ortomanganit. V literatúre sú správy o existencii oxidu Mn203. Existencia tohto oxidu sa dá vysvetliť tak, že sa považuje za dvojmocnú mangánovú soľ meta-formy kyseliny manganičitej: MnMnO 3 - metamanganit mangánu (II).

Keď sa oxid manganičitý taví v alkalickom prostredí s oxidačnými činidlami, ako je chlorečnan alebo dusičnan draselný, štvormocný mangán sa oxiduje na šesťmocný a vzniká manganistan draselný - soľ, ktorá je veľmi nestabilná aj v roztoku kyseliny manganičitej H 2 MnO 4, ktorého anhydrid (MnO3) nie je známy:

Mn02 + KN03 + 2 KOH ® K2 MnO4 + KN02 + H20.

Manganáty sú nestabilné a náchylné na disproporcionáciu podľa reverzibilnej reakcie: 3 K 2 MnO 4 + 2 H 2 O ⇆ 2 KMnO 4 + MnO 2 ¯ + 4 KOH,

V dôsledku toho sa zelená farba roztoku, spôsobená manganičitými iónmi MnO 4 2–, zmení na fialovú farbu charakteristickú pre manganistanové ióny MnO 4 – .

Najpoužívanejšou zlúčeninou sedemmocného mangánu je manganistan draselný KMnO 4 - soľ známa len v roztoku kyseliny manganičitej HMnO 4. Manganistan draselný možno získať oxidáciou manganistanu silnými oxidačnými činidlami, napríklad chlórom:

2 K2Mn04 + Cl2® 2 KMn04 + 2 KCl.

Oxid mangánu (VII) alebo anhydrid mangánu, Mn 2 O 7 je výbušná zeleno-hnedá kvapalina. Mn207 možno získať reakciou:


2 KMn04 + 2 H2S04 (konc.) ® Mn207 + 2 KHS04 + H20.

Zlúčeniny mangánu v najvyššom oxidačnom stupni +7, najmä manganistan, sú silné oxidačné činidlá. Hĺbka redukcie manganistanových iónov a ich oxidačná aktivita závisí od pH média.

V silne kyslom prostredí je produktom redukcie manganistanu ión Mn2+, výsledkom čoho sú soli dvojmocného mangánu:

Mn04 – + 8 H+ + 5e – ® Mn2+ + 4 H20 (= +1,51 V).

V neutrálnom, mierne alkalickom alebo mierne kyslom prostredí vzniká MnO 2 ako výsledok redukcie manganistanu:

MnO 4 – + 2 H 2 O + 3 e – ® MnO 2 ¯ + 4 OH – ( = +0,60 V).

Mn04 – + 4 H + + 3 e – ® Mn02 ¯ + 2 H20 (= +1,69 V).

V silne alkalickom prostredí sa ióny manganistanu redukujú na ióny manganistanu MnO 4 2– a tvoria sa soli ako K 2 MnO 4 a Na 2 MnO 4:

MnO 4 – + e – ® MnO 4 2– ( = +0,56 V).

Úlohy olympiády z chémie

(1 školský stupeň)

1. Test

1. Mangán má v zlúčenine najvyšší oxidačný stav

2. Neutralizačná reakcia zodpovedá skrátenej iónovej rovnici

1) H+ + OH- = H20

2) 2H+ + C032- = H20 + C02

3) CaO + 2H+ = Ca2+ + H20

4) Zn + 2H+ = Zn2+ + H2

3. Interakcia medzi sebou

2) MnO a Na20

3) P205 a S03

4. Rovnica pre redoxnú reakciu je

1) KOH + HN03 = KN03 + H20

2) N205 + H20 = 2 HN03

3) 2N20 = 2N2 + 02

4) BaC03 = BaO + C02

5. Výmenná reakcia je interakcia

1) oxid vápenatý s kyselinou dusičnou

2) oxid uhoľnatý s kyslíkom

3) etylén s kyslíkom

4) kyselina chlorovodíková s horčíkom

6. Kyslé dažde sú spôsobené prítomnosťou v atmosfére

1) oxidy dusíka a síry

4) zemný plyn

7. Metán sa spolu s benzínom a naftou používa ako palivo v spaľovacích motoroch (vozidlách). Termochemická rovnica pre spaľovanie metánu je:

CH4 + 202 = C02 + 2H20 + 880 kJ

Aké množstvo kJ tepla sa uvoľní pri spaľovaní CH 4, s objemom 112 litrov (pri nule)?

Vyberte správnu odpoveď:

2. Ciele

1. V rovnici redoxnej reakcie usporiadajte koeficienty akýmkoľvek známym spôsobom.

SnS04 + KMn04 + H2S04 = Sn(S04)2 + MnS04 + K2S04 + H20

Uveďte názvy oxidujúcej látky a redukčnej látky a oxidačný stav prvkov. (4 body)

2. Napíšte reakčné rovnice, ktoré umožňujú nasledujúce transformácie:

    (2) (3) (4) (5)

CO 2 → Ca(HCO 3) 2 → CaCO 3 → CaO → CaCl 2 → CaCO 3

(5 bodov)

3. Určte vzorec alkadiénu, ak jeho relatívna hustota vo vzduchu je 1,862 (3 body)

4. V roku 1928 sa americkému chemikovi z General Motors Research Corporation, Thomasovi Midgleymu Jr., podarilo vo svojom laboratóriu syntetizovať a izolovať chemickú zlúčeninu pozostávajúcu z 23,53 % uhlíka, 1,96 % vodíka a 74,51 % fluóru. Výsledný plyn bol 3,52-krát ťažší ako vzduch a nehorel. Odvoďte vzorec zlúčeniny, napíšte štruktúrne vzorce organických látok zodpovedajúce výslednému molekulovému vzorcu a pomenujte ich. (6 bodov).

5. Zmiešalo sa 140 g 0,5 % roztoku kyseliny chlorovodíkovej s 200 g 3 % roztoku kyseliny chlorovodíkovej. Aké je percento kyseliny chlorovodíkovej v novo získanom roztoku? (3 body)

3. Krížovka

    Vyriešte slová zašifrované v krížovke

Označenia: 1→ - horizontálne

1↓ - vertikálne

    ↓ Produkt korózie železa.

    → Vzniká interakciou (6) s hlavným oxidom.

    → Jednotka množstva tepla.

    → Kladne nabitý ión.

    → Taliansky vedec, po ktorom je pomenovaná jedna z najdôležitejších konštantných veličín.

    → Počet elektrónov vo vonkajšej úrovni prvku č.14.

    →……plyn – oxid uhoľnatý (IV).

    → Veľký ruský vedec, známy okrem iného ako tvorca mozaikových malieb a autor epigrafu.

    → Typ reakcie medzi roztokmi hydroxidu sodného a kyseliny sírovej.

    Uveďte príklad reakčnej rovnice pre (1→).

    Uveďte konštantu uvedenú v (4).

    Napíšte reakčnú rovnicu (8).

    Napíšte elektrónovú štruktúru atómu prvku uvedeného v (5). (13 bodov)

Jedným z najdôležitejších kovov pre metalurgiu je mangán. Navyše ide vo všeobecnosti o dosť nezvyčajný prvok, s ktorým sa spájajú zaujímavé skutočnosti. Dôležité pre živé organizmy, potrebné pri výrobe mnohých zliatin a chemikálií. Mangán - fotografiu, ktorú môžete vidieť nižšie. V tomto článku sa budeme zaoberať jeho vlastnosťami a charakteristikami.

Charakteristika chemického prvku

Ak hovoríme o mangáne ako prvku, tak v prvom rade by sme mali charakterizovať jeho postavenie v ňom.

  1. Nachádza sa vo štvrtom hlavnom období, siedmej skupine, sekundárnej podskupine.
  2. Poradové číslo je 25. Mangán je chemický prvok, ktorého atómy sa rovnajú +25. Počet elektrónov je rovnaký, neutrónov - 30.
  3. Hodnota atómovej hmotnosti je 54,938.
  4. Symbol chemického prvku pre mangán je Mn.
  5. Latinský názov je mangán.

Nachádza sa medzi chrómom a železom, čo vysvetľuje jeho podobnosť s nimi vo fyzikálnych a chemických vlastnostiach.

Mangán - chemický prvok: prechodný kov

Ak vezmeme do úvahy elektrónovú konfiguráciu daného atómu, jeho vzorec bude vyzerať takto: 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 4s 2 3d 5. Je zrejmé, že prvok, o ktorom uvažujeme, je z rodiny d. Päť elektrónov v 3d podúrovni indikuje stabilitu atómu, čo sa prejavuje v jeho chemických vlastnostiach.

Ako kov je mangán redukčným činidlom, ale väčšina jeho zlúčenín je schopná vykazovať pomerne silné oxidačné schopnosti. Je to spôsobené rôznymi oxidačnými stavmi a mocnosťami, ktoré daný prvok má. To je zvláštnosť všetkých kovov tejto rodiny.

Mangán je teda chemický prvok, ktorý sa nachádza medzi inými atómami a má svoje špeciálne vlastnosti. Pozrime sa, aké sú tieto vlastnosti podrobnejšie.

Mangán je chemický prvok. Oxidačný stav

Elektrónový vzorec atómu sme už uviedli. Podľa nej je tento prvok schopný vykazovať niekoľko pozitívnych oxidačných stavov. toto:

Valencia atómu je IV. Najstabilnejšie zlúčeniny sú tie, v ktorých mangán vykazuje hodnoty +2, +4, +6. Najvyšší stupeň oxidácie umožňuje zlúčeninám pôsobiť ako silné oxidačné činidlá. Napríklad: KMnO 4, Mn 2 O 7.

Zlúčeniny s +2 sú redukčné činidlá, hydroxid manganatý (II) má amfotérne vlastnosti, s prevahou zásaditých. Stredné oxidačné stavy tvoria amfotérne zlúčeniny.

História objavovania

Mangán je chemický prvok, ktorý nebol objavený okamžite, ale postupne rôznymi vedcami. Ľudia však jeho zlúčeniny používali už od staroveku. Oxid mangánu (IV) sa používal na výrobu skla. Jeden Talian uviedol skutočnosť, že pridanie tejto zlúčeniny pri chemickej výrobe okuliarov zmení ich farbu na fialovú. Spolu s tým tá istá látka pomáha eliminovať zákal vo farebných okuliaroch.

Neskôr v Rakúsku sa vedcovi Keimovi podarilo získať kúsok mangánového kovu vystavením purolyzitu (oxid mangánu (IV)), potaše a uhlia vysokým teplotám. Táto vzorka však mala veľa nečistôt, ktoré nedokázal odstrániť, a tak sa objav nekonal.

Ešte neskôr iný vedec tiež syntetizoval zmes, v ktorej bol významný podiel čistý kov. Bol to Bergman, kto predtým objavil prvok nikel. Nebolo mu však súdené vec dokončiť.

Mangán je chemický prvok, ktorý prvýkrát získal a izoloval vo forme jednoduchej látky Karl Scheele v roku 1774. Urobil to však spolu s I. Ganom, ktorý dokončil proces tavenia kusu kovu. Ale ani oni ho nedokázali úplne zbaviť nečistôt a získať 100% výťažok produktu.

Napriek tomu bol atóm objavený presne tentoraz. Tí istí vedci sa ho pokúsili pomenovať ako objaviteľov. Zvolili výraz mangán. Po objavení horčíka však začal zmätok a názov mangán sa zmenil na jeho moderný názov (H. David, 1908).

Keďže mangán je chemický prvok, ktorého vlastnosti sú veľmi cenné pre mnohé metalurgické procesy, postupom času bolo potrebné nájsť spôsob, ako ho získať v čo najčistejšej forme. Tento problém riešili vedci na celom svete, no podarilo sa ho vyriešiť až v roku 1919 vďaka práci R. Agladzeho, sovietskeho chemika. Práve on našiel spôsob, ako zo síranov a chloridov mangánu elektrolýzou získať čistý kov s látkovým obsahom 99,98 %. Teraz sa táto metóda používa po celom svete.

Byť v prírode

Mangán je chemický prvok, ktorého fotografiu jednoduchej látky je možné vidieť nižšie. V prírode existuje veľa izotopov tohto atómu, pričom počet neutrónov sa značne líši. Hmotnostné čísla sa teda líšia od 44 do 69. Jediným stabilným izotopom je však prvok s hodnotou 55 Mn, všetky ostatné majú buď zanedbateľne krátky polčas rozpadu, alebo existujú v príliš malých množstvách.

Keďže mangán je chemický prvok, ktorého oxidačný stav je veľmi odlišný, tvorí aj v prírode veľa zlúčenín. Tento prvok sa nikdy nenachádza vo svojej čistej forme. V mineráloch a rudách je jeho stálym susedom železo. Celkovo môžeme identifikovať niekoľko najdôležitejších hornín, ktoré obsahujú mangán.

  1. Pyrolusite. Vzorec zlúčeniny: Mn02*nH20.
  2. Psilomelan, molekula MnO2*mMnO*nH2O.
  3. Manganit, vzorec MnO*OH.
  4. Brownit je menej bežný ako ostatné. Vzorec Mn203.
  5. Hausmannit, vzorec Mn*Mn204.
  6. Rodonit Mn2 (Si03)2.
  7. Uhličitanové rudy mangánu.
  8. Karmínový trn alebo rodochrozit - MnCO 3.
  9. Purpurit - Mn3PO4.

Okrem toho možno identifikovať niekoľko ďalších minerálov, ktoré tiež obsahujú príslušný prvok. toto:

  • kalcit;
  • siderit;
  • ílové minerály;
  • chalcedón;
  • opál;
  • zlúčeniny piesku a bahna.

Okrem hornín a sedimentárnych hornín, minerálov je mangán chemický prvok, ktorý je súčasťou nasledujúcich objektov:

  1. Rastlinné organizmy. Najväčšími zásobárňami tohto prvku sú: pagaštan vodný, žaburinka a rozsievky.
  2. Hrdzavé huby.
  3. Niektoré druhy baktérií.
  4. Nasledujúce zvieratá: červené mravce, kôrovce, mäkkýše.
  5. Ľudia - denná potreba je približne 3-5 mg.
  6. Vody svetového oceánu obsahujú 0,3 % tohto prvku.
  7. Celkový obsah v zemskej kôre je 0,1 % hmotnosti.

Celkovo je to 14. najrozšírenejší prvok na našej planéte. Medzi ťažkými kovmi je na druhom mieste za železom.

Fyzikálne vlastnosti

Z hľadiska vlastností mangánu ako jednoduchej látky možno preň identifikovať niekoľko hlavných fyzikálnych vlastností.

  1. Vo forme jednoduchej látky je to dosť tvrdý kov (na Mohsovej stupnici je indikátor 4). Farba je strieborno-biela, na vzduchu sa prekryje ochranným oxidovým filmom a pri rezaní sa leskne.
  2. Teplota topenia je 1246 °C.
  3. Bod varu - 2061 0 C.
  4. Vodivé vlastnosti sú dobré, je paramagnetický.
  5. Hustota kovu je 7,44 g/cm3.
  6. Existuje vo forme štyroch polymorfných modifikácií (α, β, γ, σ), ktoré sa líšia štruktúrou a tvarom kryštálovej mriežky a hustotou atómového zloženia. Ich teploty topenia sa tiež líšia.

V metalurgii sa používajú tri hlavné formy mangánu: β, γ, σ. Alfa je menej častá, pretože je svojimi vlastnosťami príliš krehká.

Chemické vlastnosti

Z chemického hľadiska je mangán chemický prvok, ktorého iónový náboj sa značne mení od +2 do +7. To zanecháva stopy na jeho činnosti. Vo voľnej forme na vzduchu mangán veľmi slabo reaguje s vodou a rozpúšťa sa v zriedených kyselinách. Akonáhle sa však teplota zvýši, aktivita kovu sa prudko zvýši.

Je teda schopný interagovať s:

  • dusík;
  • uhlík;
  • halogény;
  • kremík;
  • fosfor;
  • síra a iné nekovy.

Pri zahrievaní bez prístupu vzduchu kov ľahko prechádza do stavu pary. V závislosti od stupňa oxidácie, ktorú mangán vykazuje, môžu byť jeho zlúčeniny redukčnými aj oxidačnými činidlami. Niektoré vykazujú amfotérne vlastnosti. Hlavné sú teda charakteristické pre zlúčeniny, v ktorých je +2. Amfotérne - +4, a kyslé a silne oxidačné pri najvyššej hodnote +7.

Napriek tomu, že mangán je prechodný kov, jeho komplexných zlúčenín je málo. Je to spôsobené stabilnou elektronickou konfiguráciou atómu, pretože jeho 3d podúroveň obsahuje 5 elektrónov.

Spôsoby získavania

Existujú tri hlavné spôsoby, ktorými sa mangán (chemický prvok) vyrába priemyselne. Keďže sa názov číta v latinčine, už sme ho označili ako mangán. Ak to preložíte do ruštiny, bude to „áno, naozaj objasňujem, mením farbu“. Mangán vďačí za svoje meno svojim vlastnostiam, známym už od staroveku.

Napriek jeho popularite ho však bolo možné získať v čistej forme na použitie až v roku 1919. To sa vykonáva pomocou nasledujúcich metód.

  1. Elektrolýza, výťažok produktu je 99,98 %. Mangán sa týmto spôsobom získava v chemickom priemysle.
  2. Silikotermická, alebo redukcia kremíkom. Pri tejto metóde dochádza k taveniu oxidu kremičitého a mangánu (IV), čo vedie k vytvoreniu čistého kovu. Výťažok je asi 68 %, pretože mangán sa spája s kremíkom za vzniku silicidu ako vedľajšieho produktu. Táto metóda sa používa v metalurgickom priemysle.
  3. Aluminotermická metóda - redukcia pomocou hliníka. Tiež neposkytuje príliš vysoký výťažok produktu, mangán sa tvorí kontaminovaný nečistotami.

Výroba tohto kovu je dôležitá pre mnohé procesy uskutočňované v metalurgii. Aj malý prídavok mangánu môže výrazne ovplyvniť vlastnosti zliatin. Je dokázané, že sa v ňom rozpúšťa veľa kovov, ktoré vypĺňajú jeho kryštálovú mriežku.

Rusko je na prvom mieste na svete v ťažbe a výrobe tohto prvku. Tento proces sa vykonáva aj v krajinách ako:

  • Čína.
  • Kazachstan.
  • Gruzínsko.
  • Ukrajina.

Priemyselné využitie

Mangán je chemický prvok, ktorého využitie je dôležité nielen v metalurgii. ale aj v iných oblastiach. Okrem kovu v čistej forme majú veľký význam aj rôzne zlúčeniny daného atómu. Načrtneme tie hlavné.

  1. Existuje niekoľko druhov zliatin, ktoré majú vďaka mangánu jedinečné vlastnosti. Napríklad je taký pevný a odolný proti opotrebeniu, že sa používa na tavenie dielov pre rýpadlá, stroje na spracovanie kameňa, drviče, guľové mlyny a časti pancierovania.
  2. Oxid manganičitý je základným oxidačným prvkom pri galvanickom pokovovaní, používa sa pri výrobe depolarizátorov.
  3. Na uskutočňovanie organických syntéz rôznych látok je potrebných veľa zlúčenín mangánu.
  4. Manganistan draselný (alebo manganistan draselný) sa používa v medicíne ako silný dezinfekčný prostriedok.
  5. Tento prvok je súčasťou bronzu, mosadze a tvorí vlastnú zliatinu s meďou, ktorá sa používa na výrobu leteckých turbín, lopatiek a iných dielov.

Biologická úloha

Denná potreba mangánu pre človeka je 3-5 mg. Nedostatok tohto prvku vedie k depresii nervového systému, poruchám spánku, úzkosti a závratom. Jeho úloha ešte nebola úplne preskúmaná, ale je jasné, že v prvom rade ovplyvňuje:

  • výška;
  • činnosť pohlavných žliaz;
  • práca hormónov;
  • krvotvorbu.

Tento prvok je prítomný vo všetkých rastlinách, zvieratách a ľuďoch, čo dokazuje jeho dôležitú biologickú úlohu.

Mangán je chemický prvok, zaujímavé fakty, ktoré môžu zapôsobiť na každého človeka a tiež mu umožní pochopiť, aký je dôležitý. Predstavme si tie najzákladnejšie z nich, ktoré našli svoj odtlačok v histórii tohto kovu.

  1. V ťažkých časoch občianskej vojny v ZSSR bola jedným z prvých exportných produktov ruda obsahujúca veľké množstvo mangánu.
  2. Ak sa oxid manganičitý zlúči so soľankou a potom sa produkt rozpustí vo vode, začnú úžasné premeny. Najprv sa roztok zmení na zelenú, potom sa farba zmení na modrú a potom na fialovú. Nakoniec sa zmení na karmínovú a postupne sa vytvorí hnedá zrazenina. Ak zmes pretrepete, opäť sa obnoví zelená farba a všetko sa zopakuje. Z tohto dôvodu dostal manganistan draselný svoje meno, ktoré sa prekladá ako „minerálny chameleón“.
  3. Ak sa do pôdy pridajú hnojivá obsahujúce mangán, zvýši sa produktivita rastlín a zvýši sa rýchlosť fotosyntézy. Zimná pšenica bude lepšie tvoriť zrná.
  4. Najväčší blok mangánového minerálu rodonit vážil 47 ton a bol nájdený na Urale.
  5. Existuje ternárna zliatina nazývaná manganín. Skladá sa z prvkov ako meď, mangán a nikel. Jeho jedinečnosť spočíva v tom, že má vysoký elektrický odpor, ktorý nezávisí od teploty, ale je ovplyvnený tlakom.

Samozrejme, to nie je všetko, čo sa dá o tomto kovu povedať. Mangán je chemický prvok, ktorého zaujímavé fakty sú veľmi rozmanité. Najmä ak hovoríme o vlastnostiach, ktoré dodáva rôznym zliatinám.



Páčil sa vám článok? Zdieľajte to
Vytlačte si tento článok
Hore