Марганец

Материал из Циклопедии
Перейти к: навигация, поиск
Гордон — Диалоги [308] Феномен марганца

Марганец (лат. Manganum) Mn — химический элемент VII группы периодической системы; атомный номер 25. Тяжелый серебристо-белый металл.

Природные источники[править]

По распространенности в природе занимает 11-е место среди других элементов. Часто встречаются его многочисленные минералы. Большие запасы железо-марганцевых конкреций находятся на дне Мирового Океана (занимают около 10 % площади океанического ложа). Крупнейшие месторождения марганца — в ЮАР и Украине. Большие месторождения — в КНР, Австралии, Бразилии, Габоне, Индии, Мексике, Грузии, России.

Применение[править]

Основной потребитель марганца — черная металлургия. Более 90 % добытого марганца идет на раскисление и десульфурацию стали и чугуна и на добавки в специальные стали. Марганец придает им коррозионную стойкость, износостойкость, твердость (для изготовления деталей, подвергающихся стиранию при больших нагрузках — ответственные части дробилок, мельниц, железнодорожные рельсы и т. д.).

Получение[править]

Металлический марганец получают в процессе термического восстановления безводных галогенидов марганца (II), а также электролизом водных растворов сульфата марганца (II) с сульфатом аммония. Получение чистого марганца путем восстановления из оксидов довольно сложное из-за того, что со многими восстановителями (Al, C, Mg) он образует сплавы.

В результате восстановления коксом оксидов MnO2, Mn3O4, Mn2O3, MnO, получают металлический марганец, загрязненный углеродом. Во избежание этого, берут избыток оксидов. Обычно восстановление происходит в тиглях из оксида магния в электрических печах в присутствии сульфата натрия.

Химические свойства[править]

Металлический марганец взаимодействует с разогретым водяным паром:

[math]\displaystyle{ \mathrm{ Mn + 2H_2O \xrightarrow{150^oC} Mn(OH)_2 + H_2} }[/math]

При нагревании он взаимодействует с кислородом, а также с некоторыми другими неметаллами:

[math]\displaystyle{ \mathrm{ 4Mn + 3O_2 \xrightarrow{\lt 450^oC} 2Mn_2O_3} }[/math]
[math]\displaystyle{ \mathrm{ Mn + 2O_2 \xrightarrow{\lt 800^oC} MnO_2} }[/math]
[math]\displaystyle{ \mathrm{ 3Mn + 2O_2 \xrightarrow{\gt 800^oC} MnO \cdot Mn_2O_3} }[/math]
[math]\displaystyle{ \mathrm{ 3Mn + 4F_2 \xrightarrow{\gt 100^oC} MnF_2 + 2MnF_3 } }[/math]
[math]\displaystyle{ \mathrm{ Mn + 2F_2 \xrightarrow{600^oC} MnF_4} }[/math]
[math]\displaystyle{ \mathrm{ Mn + S \xrightarrow{\lt 1580^oC} MnS } }[/math]

Марганец реагирует с кислотами:

[math]\displaystyle{ \mathrm{ Mn + 2HCl \xrightarrow{} MnCl_2 + H_2} }[/math]
[math]\displaystyle{ \mathrm{ Mn + H_2SO_4 \xrightarrow{} MnSO_4 + H_2} }[/math]
[math]\displaystyle{ \mathrm{ Mn + 2H_2SO_4(conc.) \xrightarrow{70-80^oC} MnSO_4 + SO_2 + 2H_2O} }[/math]

Биологическая роль[править]

Влияет на рост человека. Необходим для образования костей, сохранения репродуктивной функции организма, метаболизма глюкозы и липидов. Входит в состав ферментных систем, которые выполняют окислительно-восстановительные реакции внутриклеточного обмена. В организме человека содержится 20 мг марганца, больше всего в костях, также в тканях и мозге. При дефиците нарушается фосфорно-кальциевый обмен, что приводит к развитию рахита. Mn ускоряет образование антител, усиливает синтез гормонов щитовидной железы, положительно влияет на усвоение йода. Его соединения используют при невритах. Больше всего его в крупах, муке, малине, смородине, капусте и горохе.