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Manganese (elemento chimico): proprietà e applicazioni, la designazione del grado di ossidazione, curiosità

Uno dei più importanti è metallo acciaio al manganese. Inoltre, è generalmente elemento abbastanza inusuale, che è associato con fatti interessanti. Importante per gli organismi viventi, è necessario per la preparazione di molte leghe, prodotti chimici. Manganese – un elemento chimico, una foto di che può essere visto sotto. E 'stata la sua proprietà e le caratteristiche discussi in questo articolo.


elemento chimico caratteristico

Se parliamo di manganese come un elemento del sistema periodico, la prima cosa che dovrebbe essere quello di caratterizzare la sua posizione in esso.

  1. Si trova nel quarto grande periodo, il settimo gruppo, i sottogruppi.
  2. numero di serie – 25. Manganese – un elemento, la carica di nuclei che è uguale a 25 atomi. Il numero di elettroni è uguale neutroni – 30.
  3. Il valore della massa atomica – 54,938.
  4. Designazione elemento manganese chimico – Mn.
  5. Nome latino – manganese.

Situato tra il cromo e ferro, che spiega la sua somiglianza con loro nelle caratteristiche fisiche e chimiche.

Manganese – un elemento chimico: metallo di transizione

Se consideriamo una data configurazione atomo di elettroni, la sua formula avrà la forma: 1s 2s 2 2p 2 2 6 3s 3p 6 4s 2 3d 5. Diventa evidente che l'elemento di contatto di segnalazione – è un metallo di transizione di d-famiglia. Cinque elettroni nel sottolivello 3d-parlare della stabilità dell'atomo, che si manifesta nelle sue proprietà chimiche.

Come il metallo riducente è manganese, ma la maggior parte dei suoi composti in grado di manifestare e sufficientemente forte capacità ossidante. Ciò è dovuto a diversi gradi di ossidazione e valenze, che ha l'elemento attivo. Questa è la caratteristica di questa famiglia di metalli.

Così, manganese – elemento chimico, situato tra gli altri atomi, e avente le sue caratteristiche particolari. Considerare ciò che queste proprietà in modo più dettagliato.

Manganese – un elemento chimico. grado di ossidazione

Abbiamo già citato la formula elettronica dell'atomo. Secondo lei, questo elemento è in grado di essere stati di ossidazione più positivi. Essi sono:

  • 0;
  • +2;
  • 3;
  • 4;
  • 6;
  • 7.

La valenza dell'atomo è IV. Il più stabile sono quei composti in cui i valori si verificano in manganese +2, +4, +6. Alto livello di ossidazione consente composti di agire come ossidanti forti. Ad esempio: KMnO 4, Mn 2 O 7.

Composti con due agenti riducenti sono idrossido, manganese (II) ha proprietà anfoteri, con prevalenza di base. gradi intermedi di ossidazione indicatori formano composto anfotero.

La storia della scoperta

Manganese – un elemento chimico che è stato aperto in una sola volta, ma a poco a poco e da diversi scienziati. Tuttavia, le sue connessioni, la gente ha usato fin dai tempi antichi. ossido di manganese (IV) è stato utilizzato per la fusione del vetro. Un italiano ha dichiarato che l'aggiunta di questo composto dipinge il loro colore viola nella produzione chimica del vetro. Insieme a questo, la stessa sostanza aiuta ad eliminare torbidità vetri colorati.

Successivamente in Austria scienziato Qaim gestisce ricevuto pezzo di manganese metallico, agendo sulla pyurolizit temperatura elevata (ossido di manganese (IV)), cloruro di potassio e carbone. Tuttavia, questo campione aveva un sacco di impurità, per eliminare che non poteva, quindi l'apertura non ha avuto luogo.

Più tardi ancora un altro scienziato sintetizzato come una miscela in cui una percentuale significativa ha rappresentato per il metallo puro. Era Bergman, in precedenza ha scoperto l'elemento di nichel. Tuttavia, portare la questione prima della fine che non doveva essere.

Manganese – un elemento chimico, che viene preparato e isolato sotto forma di un semplice sostanza per la prima volta riuscito Karlu Sheele nel 1774. Tuttavia, lo ha fatto con I. Hahn, che ha completato il processo di fusione pezzo di metallo. Ma anche loro non erano in grado di eliminare completamente le impurità e ottenere un rendimento del 100%.

Tuttavia, è questa volta è stata la scoperta dell'atomo. Questi stessi scienziati hanno tentato di dare un nome come pionieri. Essi termine manganezium è stato selezionato. Tuttavia, dopo la scoperta di magnesio è iniziata la confusione e il nome è stato cambiato il manganese alla corrente (H. David, 1908).

Dal momento che il manganese – un elemento chimico le cui proprietà sono molto utili per molti processi metallurgici, nel corso del tempo si è reso necessario per trovare ancora un modo per produrre nella forma più pura. Questo problema è stato risolto dagli scienziati di tutto il mondo, ma era in grado di essere risolto solo nel 1919 per opera di R. Agladze – scienziato sovietico e chimico. Cioè, ha trovato un metodo che può essere di solfati e cloruri di manganese da elettrolisi per ottenere metallo puro contenuto di sostanza 99,98%. Ora, questo metodo è usato in tutto il mondo.

Essere in natura

Manganese – un elemento chimico, una foto di una sostanza semplice che può essere visto sotto. In natura, ci sono molti isotopi di un atomo, il numero di neutroni in cui varia notevolmente. Così, i numeri di massa variano nell'intervallo da 44 a 69. Tuttavia, l'unico isotopo stabile di un elemento avente un valore di 55 Mn, altri hanno una trascurabile breve emivita, oppure resta troppo piccole quantità.

Poiché manganese – elemento chimico in cui il grado di ossidazione varia notevolmente, ed i composti in natura come forma tanto. In forma pura, l'elemento non è stato trovato niente. I Minerali permanenti suo prossimo – ferro. Totale possibile designare alcune delle rocce più importanti, tra cui il manganese.

  1. Pirolusite. Un composto di formula: MnO 2 * nH 2 O.
  2. Psilomelano molecola MnO2 * * mMnO nH2O.
  3. Manganite formula MnO * OH.
  4. Braunite più rari di altri. La formula di Mn 2 O 3.
  5. Hausmannite formula Mn * Mn 2 O 4.
  6. Rodonite Mn 2 (SiO 3) 2.
  7. minerale di carbonato di manganese.
  8. Raspberry rhodochrosite Spar o – MnCO3.
  9. Viola – Mn 3 PO 4.

Inoltre, è possibile designare diversi minerali, che comprende anche l'elemento in questione. Essi sono:

  • calcite;
  • siderite;
  • minerali argillosi;
  • calcedonio;
  • opalino;
  • sabbia e composti limo.

Oltre al settore minerario e sedimentarie rocce, minerali, manganese – elemento chimico che è incluso nella composizione includono:

  1. organismi vegetali. La più grande unità di questo elemento sono: castagna d'acqua, lenticchia d'acqua, diatomee.
  2. funghi ruggine.
  3. Alcuni tipi di batteri.
  4. I seguenti animali: le formiche rosse, crostacei, molluschi.
  5. La gente – il fabbisogno giornaliero di circa 3-5 mg.
  6. Oceani contengono 0,3% di acqua di questo elemento.
  7. Il contenuto complessivo in crosta dello 0,1% in peso.

In generale, è 14 elemento più comune di tutti del nostro pianeta. Tra il ferro metallo pesante dopo che la seconda.

proprietà fisiche

Dal punto di vista delle proprietà di manganese come una sostanza semplice, ci sono diverse caratteristiche fisiche di base per esso.

  1. In sostanza semplice è un metallo sufficientemente duri (indice scala Mohs' è 4). Colore – bianco argenteo, aria ricoperta con un film di ossido protettivo sulla sezione lucida.
  2. Il punto di fusione 1246 0 C.
  3. Ebollizione – 2.061 0 C.
  4. proprietà conduttive di buono, è paramagnetica.
  5. densità metallo è 7,44 g / cm 3.
  6. V'è in forma di quattro polimorfi (α, β, γ, σ), che differiscono nella struttura e reticolo forma e la densità degli atomi. Anche diverso loro temperatura di fusione.

In metallurgia utilizzati tre forme di base di manganese: β, γ, σ. Alpha raramente, dal momento che è troppo fragile nelle sue proprietà.

proprietà chimiche

Dal punto di vista chimico, manganese – elemento chimico la cui carica ionica varia da +2 +7. Si lascia il segno sulla sua attività. La forma libera di manganese in aria leggermente reagisce con l'acqua, solubile in acidi diluiti. Tuttavia, si dovrebbe solo aumentare la temperatura del metallo come l'attività aumenta drammaticamente.

Pertanto, è in grado di reagire con:

  • azoto;
  • di carbonio;
  • alogeni;
  • silicio;
  • fosforo;
  • zolfo e altri non metalli.

Quando riscaldato metallo senza aria passa facilmente in stato di vapore. A seconda del grado di ossidazione, che espone manganese e suoi composti possono essere sia agenti riducenti e ossidanti. Alcuni presentano proprietà anfoteri. Quindi, la caratteristica di base dei composti, che si +2. Anfotero – 4, e un acido forte ossidante nel più alto valore del +7.

Nonostante il fatto che il manganese – è un metallo di transizione composti complessi sono pochi per lui. Ciò è dovuto alla configurazione elettronica stabile dell'atomo, per 3d-substrato contiene 5 elettroni.

I metodi per la preparazione

Ci sono tre modi principali in cui manganese viene preparato nell'industria (elemento chimico). Come leggere il titolo latino, abbiamo già designato – Manganum. Se traduciamo in russo, sarà "sì, chiarisce infatti discolors". Pertanto il suo nome manganese è necessario per esporre le proprietà note dai tempi molto antichi.

Tuttavia, nonostante la popolarità, per farlo in una forma pura per l'impiego riuscito soltanto nel 1919. Questo viene fatto con i seguenti metodi.

  1. Elettrolisi, resa del prodotto è 99,98%. In questo modo, manganese nell'industria chimica.
  2. Silicothermic o ripristino utilizzando silicio. Con questo metodo v'è la fusione del silicio e manganese ossido (IV), risultando in un metallo puro. La resa è di circa 68%, in quanto composto di manganese è by-prodotto con il silicio in siliciuro. Questo metodo viene utilizzato nell'industria metallurgica.
  3. Metodo alluminotermico – un'operazione di ripristino tramite alluminio. Anche non dare troppo alto rendimento, manganese contaminati da impurità.

Produzione del metallo è importante per molti processi eseguiti nella metallurgia. Anche una piccola aggiunta di manganese è in grado di influenzare fortemente le proprietà delle leghe. Si è dimostrato che dissolve molti metalli, riempiendo il suo reticolo cristallino.

Esplorazione e produzione di questo elemento la Russia al primo posto nel mondo. Inoltre, questo processo viene eseguito in paesi come:

  • Cina.
  • Sud Africa.
  • Kazakistan.
  • Georgia.
  • Ucraina.

L'industria

Manganese – un elemento chimico, il cui impiego è importante non solo nella metallurgia. ma anche in altri settori. Oltre al metallo in forma pura, sono di grande importanza e vari composti di questo atomo. Indichiamo i principali.

  1. Ci sono diversi tipi di leghe, che, a causa di manganese hanno proprietà uniche. Ad esempio, l' acciaio Hadfield è così forte e resistente che viene utilizzato per le parti fusori escavatori, macchine per la lavorazione di roccia, smerigliatrici, mulini a palle, elementi di armatura.
  2. Diossido di manganese – elettroplaccatura ossidativo elemento di associazione, viene utilizzato quando si crea un depolarizzante.
  3. Molti composti di manganese sono necessari per varie sintesi di sostanze organiche.
  4. permanganato di potassio (permanganato di potassio o) è usato in medicina come un potente agente antisettico.
  5. Questo elemento è incluso nella composizione del bronzo, ottone, forma propria lega con rame, che serve per la fabbricazione di turbine per aeromobili, lame, e altre parti.

Il ruolo biologico

Il fabbisogno giornaliero di manganese umano è di 3-5 mg. La carenza di questo elemento porta alla oppressione del sistema nervoso, disturbi del sonno e ansia, vertigini. Il suo ruolo non è del tutto chiaro, ma è chiaro che, prima di tutto, che ha un impatto su:

  • la crescita;
  • attività delle ghiandole sessuali;
  • lavoro di ormoni;
  • la formazione del sangue.

Questo elemento è presente in tutte le piante, animali, uomo, che dimostra il suo importante ruolo biologico.

Interessanti informazioni sulla voce

Manganese – un elemento chimico, i fatti interessanti che possono impressionare nessuno, e rendere chiaro quanto sia importante. Qui ci sono quelli più elementari, che ha trovato la sua impronta nella storia del metal.

  1. In tempi di guerra civile in URSS, uno dei primi prodotti di esportazione era minerale contenente una grande quantità di manganese.
  2. Se il diossido di manganese di fondersi con idrossido di potassio e nitrato, e quindi il prodotto è stato sciolto in acqua, la conversione inizia sorprendente. In primo luogo, la soluzione diventa verde e poi a colorazione blu cambierà dopo – Viola. Infine, lampone e gradualmente cadere precipitato marrone. Se la miscela a tremare, poi di nuovo restaurata verde e tutto accada di nuovo. E 'per questo permanganato di potassio e il suo nome, che si traduce come "camaleonte minerale".
  3. Se nel terreno per fare concime contenente manganese, allora la pianta aumentare la produttività e aumentare il tasso di fotosintesi. chicco di grano invernale si forma migliore.
  4. La più grande fetta del rhodonite minerale di manganese pesava 47 tonnellate ed è stato trovato negli Urali.
  5. V'è una lega ternaria chiamato manganina. Esso è composto di elementi quali rame, manganese e nichel. È unica in quanto ha una grande resistenza elettrica, che non dipende dalla temperatura, ma è sotto l'influenza della pressione.

Naturalmente, questo non è tutto quello che c'è da dire su questo metallo. Manganese – un elemento chimico, i fatti interessanti che sono molto diverse. Soprattutto se si parla di proprietà che esso conferisce varie leghe.