מנגן (יסוד כימי): תכונות ויישומים, הייעוד של מידת חמצון, עובדות מעניינות

אחד מתכת הפלדה החשובה ביותר הוא מנגן. בנוסף, זה בדרך כלל די אלמנט יוצא דופן, אשר מזוהה עם עובדות מעניינות. חשוב עבור אורגניזמים חיים, יש צורך בהכנת סגסוגות רבות, כימיקלים. מנגן - יסוד כימי, תמונה של אשר ניתן לראות בהמשך. זה היה דנו התכונות והמאפיינים שלו במאמר זה.

יסוד כימי מאפיין

אם אנחנו מדברים על מנגנים כמרכיב של המערכת המחזורית, הדבר הראשון צריך להיות כדי לאפיין את מעמדו בה.

1. הוא ממוקם בתקופה הנהדרת הרביעית, הקבוצה השביעית, תת הקבוצות.
2. מספר סידורי - מנגן 25. - אלמנט, באשמת ליבות אשר שווה 25 אטומים. מספר האלקטרונים זהה נויטרונים - 30.
3. שווי המסה האטומית - 54.938.
4. אלמנט ייעוד מנגן כימי - Mn.
5. שם לטיני - מנגן.

ממוקם בין כרום וברזל, מה שמסביר הדמיון שלה עם אותם מאפיינים פיזיים וכימיים.

מנגן - יסוד כימי: מתכות מעבר

אם ניקח בחשבון בתצורה אלקטרון מאטום נתון, הנוסחה שלו תהיה בצורת: 1s 2s ^{2 2 2} 2p ⁶ -3 3P ⁶ 4s ² 3D ^5. מתברר כי האלמנט קשר הדיווח - הוא מתכת מעבר של המשפחה ד. חמישה אלקטרוני דיבורי 3D-sublevel על היציבות של האטום, אשר בא לידי ביטוי התכונות הכימיות שלו.

כמו מתכת ההפחתה הוא מנגן, אבל רוב ותרכובותיו מסוגל להפגין וחזק מספיק יכולת חמצון. זאת בשל דרגות שונות של חמצון valences, אשר כולל את המרכיב הפעיל. זהו מאפיין של המשפחה הזו של מתכות.

לפיכך, מנגן - יסוד כימי, הממוקם בין אטומים אחרים, ויש להם מאפיינים מיוחדים משלו. חשבתי מה המאפיינים האלו לעומק.

מנגן - יסוד כימי. תואר חמצון

אנחנו כבר צטטנו את הנוסחא האלקטרונית של האטום. לדבריה, אלמנט זה הוא מסוגל להיות מדינות חמצון חיוביות יותר. הם:

• 0;
• 2;
• 3;
• 4;
• 6;
• 7.

הערכיות של האטום הוא IV. היציב ביותר הם אלה מתחמים בהם ערכי להתרחש מנגן 2, 4, 6. בדרגה הגבוהה ביותר של חמצון תרכובות מאפשרת לפעול מחמצנים חזקים כמו. לדוגמה: KMnO _4, Mn ₂ O _7.

תרכובות עם שני סוכני הפחתה הם הידרוקסיד, מנגן (II) יש מאפייני amphoteric, עם דומיננטיות של בסיסי. מעלות ביניים של אינדיקטורים חמצון יוצרים תרכובת amphoteric.

היסטוריה של גילוי

מנגן - יסוד כימי נפתח בבת אחת, אלא בהדרגה על ידי מדענים שונים. עם זאת, קשריו, אנשים השתמשו מאז ימי קדם. תחמוצת מנגן (IV) שמשה נמס בכוס. אחת איטלקית הצהירה כי התוספת של תרכובת זו מציירת צבעם הסגול בייצור הכימי של זכוכית. יחד עם זאת, אותו החומר שמסייע למנוע עכירות בכוסות צבעוניות.

בהמשך מדען אוסטריה Qaim שבניהולו קיבל פיסת מנגן מתכת, הפועל pyurolizit בטמפרטורה גבוהה (תחמוצת מנגן (IV)), אשלג ופחם. עם זאת, מדגם זה היה הרבה זיהומים, כדי לחסל שהוא לא יכול, אז הפתיחה לא תתקיים.

מאוחר עדיין מדען אחר מסונתז כתערובת שבה חלק משמעותי היווה המתכת הטהורה. זה היה ברגמן, מוקדם יותר גילה את ניקל האלמנט. עם זאת, זה להביא את העניין לפני תום זה לא היה אמור להיות.

מנגן - יסוד כימי, אשר הוכן ומבודד בצורה של חומר פשוט בפעם הראשונה הצליח Karlu Sheele ב 1774. עם זאת, הוא עשה את זה עם א האן, אשר השלים את תהליך המסת חתיכת מתכת. אבל אפילו הם לא היו מסוגלים להיפטר לחלוטין של זיהומים ולקבל תשואה 100%.

אף על פי כן, זה הזמן הזה היה הגילוי האטום. המדענים הללו מנסים לתת שם כחלוצים. הם לטווח manganezium נבחרה. עם זאת, לאחר גילוי מגנזיום התחיל הבלבול שם מנגן שונה הזרם (H. דוד, 1908).

מאז מנגן - יסוד כימי שתכונותיו הן מאוד יקרים עבור תהליכי מתכות רבים, לאורך זמן, והתעורר צורך עדיין למצוא דרך לייצר אותו בצורה הטהורה ביותר. בעיה זו נפתרה על ידי מדענים בכל רחבי העולם, אך הצליח להיפתר רק ב 1919 דרך העבודה של ר Agladze - מדען וכימאי המועצות. כלומר, הוא מצא שיטה שיכולה להיות של סולפטים ו כלורידים של מנגן ידי אלקטרוליזה לקבל תוכן חומר מתכת טהורה 99,98%. עכשיו שיטה זו משמשת בכל רחבי העולם.

להיות בטבע

מנגן - יסוד כימי, תמונה של חומר פשוט אשר ניתן לראות בהמשך. בטבע, ישנם הרבה איזוטופים של אטום, מספר נויטרונים שבו משתנה מאוד. לפיכך, המספרים ההמוניים להשתנות בטווח של 44 עד 69. עם זאת, האיזוטופ היציב היחיד של אלמנט בשווי של ⁵⁵ Mn, ולאחרים יש קצר negligibly מחצית חיים, או שיש כמויות קטנות מדי.

מאז מנגן - יסוד כימי שבו מידת החמצון משתנה במידה ניכרת, ואת תרכובות בטבע כפי שהיא מהווה הרבה. בצורתו הטהורה, אלמנט לא נמצא בכלל. מינרלי העפרות שכנו קבעו - ברזל. סה"כ ניתן לייעד חלק הסלעים החשובים ביותר, הכוללים מנגן.

1. פירולוזיט. תרכובת של הנוסחה: MNO ₂ * nH ₂ O.
2. Psilomelane מולקולה MnO2 * mMnO * nH2O.
3. MNO הנוסחה manganite * OH.
4. Braunite נדיר יותר מאחרים. הנוסחה של Mn ₂ O _3.
5. Mn הנוסחה Hausmannite * Mn ₂ O _4.
6. Rodonite Mn ₂ (SiO _{3) 2.}
7. עפרות קרבונט מנגן.
8. פטל להתנצח רודוכרוזיט או - MnCO _3.
9. סגול - Mn ₃ PO _4.

בנוסף, ניתן לייעד כמה מינרלים, אשר כולל גם את האלמנט נדון. הם:

• קלציט;
• סידריט;
• מינרלי חימר;
• שוהם;
• אופל;
• חול מתחם סחף.

בנוסף סלעי כרייה משקעת, מינרלים, מנגן - יסוד כימי כלול בהרכב כולל:

1. אורגניזמים צמח. הכוננים הגדולים אלמנט זה הם: ערמוני מים, מדחף, צורניים.
2. פטריות חלודות.
3. סוגים מסוימים של חיידקים.
4. החיות הבאות: נמלים אדומות, סרטנים, רכיכות.
5. אנשים - את הצורך היומי כ 3-5 מ"ג.
6. אוקיינוסים מכילים מי 0.3% של מרכיב זה.
7. התוכן הכולל בקרום 0.1% לפי משקל.

באופן כללי, זה 14 היסוד הנפוץ ביותר של כל כוכב הלכת שלנו. בין ברזל המתכת הכבד אחרי שהוא שני.

תכונות פיסיקליות

מנקודת המבט של מאפיינים של מנגן כחומר פשוט, ישנם מספר מאפיינים פיסיים בסיסיים עבור אותו.

1. בשנת חומר פשוט זה הוא מתכת קשה מספיק (מדד הסולם המוס הוא 4). צבע - מכוסה לבן, כסוף באוויר עם סרט תחמוצת מגן על הסעיף והמבריק.
2. נקודת ההתכה של 1246 ⁰ ג
3. רתיחה - 2061 ⁰ ג
4. מאפייני מוליכות של טוב, הוא פאראמגנטיים.
5. צפיפות מתכת הוא 7.44 גר '/ ס"מ ^3.
6. יש בצורת ארבעה הפולימורפים (α, β, γ, σ), הנבדלים בצורת מבנה הסריג צפיפות האריזה של האטומים. כמו כן שונה טמפרטורת ההתכה שלהם.

מתכות בשימוש שלוש צורות בסיסיות של מנגן: β, γ, σ. אלפא לעתים רחוקות, שכן הוא שביר מדי בנכסים שלה.

תכונות כימיות

מנקודת המבט של כימיה, מנגן - יסוד כימי אשר אחראי יון משתנה מאוד 2 כדי 7. זה משאיר את חותמו על פעילותה. הצורה ללא מנגן באוויר מאוד מעט מגיבה עם מים, מסיסים בחומצות לדלל. עם זאת, אתה צריך רק להגדיל את הטמפרטורה של מתכת כמו פעילות מגדילה באופן דרמטי.

לפיכך, הוא מסוגל להגיב עם:

• חנקן;
• פחמן;
• הלוגנים;
• סיליקון;
• זרחן;
• גופרית-מתכות אחרות.

כאשר מחומם מתכת בלי אוויר עובר בקלות לתוך המדינה אדי. בהתאם למידת חמצון, אשר מפגינה מנגן ותרכובותיו יכולות להיות גם סוכני הפחתה וסוכני חמצון. חלק בתערוכת נכסי amphoteric. אז, המאפיין הבסיסי של תרכובות, שבה הוא 2. Amphoteric - 4, וכן חומצת חמצון גבוהה לתוך הערך הגבוה ביותר של 7.

למרות העובדה כי מנגן - הוא מתכת מעבר תרכובות מורכבות מעט בשבילו. זאת בשל תצורת אלקטרונים יציבה של האטום, עבור 3D-שכבת משנה שהוא מכיל 5 אלקטרונים.

שיטות להכנה

ישנן שלוש דרכים עיקריות שבהן מנגן מוכן בתעשייה (יסוד כימי). כיצד לקרוא את הכותרת הלטינית, אנחנו כבר ייעודיים - manganum. אם נתרגם זאת לשפה הרוסית, זה יהיה "כן, אכן מבהיר דוהים". לכן מנגן שמה נדרש להציג את המאפיינים הידועים מן מזמנים קדומים.

עם זאת, למרות הפופולריות, כדי להשיג אותו בצורה טהורה לשימוש לנהל רק 1919. הדבר נעשה על ידי השיטות הבאות.

1. אלקטרוליזה, תשואת המוצר הוא 99.98%. בדרך זו, מנגן בתעשייה הכימית.
2. Silicothermic או שחזור באמצעות סיליקון. בעזרת שיטה זו קיימת היתוך של תחמוצת סיליקון, מנגן (IV), וכתוצאה מכך מתכת טהורה. התשואה היא כ 68%, כי המתחם מנגן הוא על ידי-מיוצר עם סיליקון ב silicide. שיטה זו משמשת בתעשיית המתכות.
3. שיטת Aluminothermic - פעולת התאוששות באמצעות אלומיניום. כמו כן לא לתת יותר מדי גבוהה תשואה, מנגן מזוהם על ידי זיהומים.

ייצור המתכת חשוב בתהליכים רבים שבוצעו מתכות. אפילו תוספת קטנה של מנגן הוא מסוגל להשפיע על המאפיינים בחום של סגסוגות. הוא הוכיח כי זה מתמוסס מתכות רבות, מילוי הגבישי שלה.

חיפושים והפקה של אלמנט זה רוסי מדורג ראשון בעולם. כמו כן, תהליך זה מתבצע במדינות כגון:

• סין.
• דרום אפריקה.
• קזחסטן.
• גיאורגיה.
• אוקראינה.

שימוש בתעשייה

מנגן - יסוד כימי, אשר השימוש בהם הוא חשוב לא רק המתכות. אבל גם באזורים אחרים. בנוסף המתכת בצורתו הטהורה, הם בעלי חשיבות רבה ותרכובות שונות של האטום הזה. תסמן את העיקריים שבהם.

1. ישנם מספר סוגים של סגסוגות, אשר, בשל יש מנגן מאפיינים ייחודיים. למשל, הפלדה הדפילד כל כך חזקה ועמידה כי הוא משמש מחפר חלקים להתכה, מכונה עיבוד רוק, מטחנות, טחנות כדור, אלמנטי שריון.
2. דו-תחמוצת המנגן - אלקטרוליטי חמצוני מחייב אלמנט, הוא משמש בעת יצירת depolarizer.
3. תרכובות רבות מנגנים נדרשות על סינתזות שונות של חומרים אורגניים.
4. אשלגן פרמנגנט (פרמנגנאט אשלגן או) משמש ברפואה כסוכן חיטוי חזק.
5. אלמנט זה נכלל בהרכב של ברונזה, פליז, מהווה סגסוגת משלה עם נחושת, המשמש לייצור טורבינות מטוסים, להבים, וחלקים אחרים.

תפקידו הביולוגי

הדרישה היומית עבור מנגן אנושי היא 3-5 מ"ג. אי ספיקה של אלמנט זה מוביל לדיכוי של מערכת העצבים, הפרעות שינה וחרדה, סחרחורות. תפקידה לא מובן לחלוטין, אך ברור כי, קודם כל, יש לו השפעה על:

• צמיחה;
• פעילות של בלוטות המין;
• עבודה של הורמונים;
• ההיווצרות של דם.

אלמנט זה קיים בכל הצמחים, בעלי החיים, האדם, שמוכיח התפקיד הביולוגי החשוב שלה.

מידע מעניין על הפריט

מנגן - יסוד כימי, עובדות מעניינות אשר יכול להרשים מישהו, ולהבהיר עד כמה חשוב. הנה הם אלה הבסיסיים ביותר, אשר מצאו את חותמה בהיסטוריה של מתכת.

1. בזמנים של מלחמת האזרחים בברית המועצות, אחד המוצרים ליצוא בהתחלה זה היה עפרות המכילות כמות גדולה של מנגן.
2. אם דו-תחמוצת המנגן ולהתמזג איתה אשלגן חנקתי, ולאחר מכן המוצר מסיסה במים, ההמרה להתחיל מפתיע. ראשית, הפתרון יהפוך לירוק ואז צבע כחול ישתנה אחרי - סגול. לבסוף, פטל ייפול בהדרגה משקעת חום. אם התערובת לנער, ואז שוב על כנו ירוק וכל לקרות שוב. זה עבור פרמנגנאט אשלגן הזה שמה, שפירושו "זיקית מינרליים".
3. אם באדמה לעשות דשן המכיל מנגן, אז הצמח יגדיל את התפוקה ולהגדיל את שיעור הפוטוסינתזה. גרגר חיטת החורף יהווה יותר.
4. את הנתח הגדול ביותר של רודוניט מנגן מינרל שקל 47 טון נמצא בהרי אורל.
5. יש סגסוגת משולשת שנקראת Manganin. הוא מורכב מרכיבים כגון נחושת, מנגן וניקל. זה ייחודי בכך שיש לו התנגדות חשמלית גדולה, אשר אינו תלוי בטמפרטורה אבל הוא תחת השפעת הלחץ.

כמובן, זה לא כל מה שיש לומר על המתכת הזאת. מנגן - יסוד כימי, עובדות מעניינות אשר הם מגוונים למדי. במיוחד אם אנחנו מדברים על המאפיינים שהיא מעניקה סגסוגות שונות.