Manganese (chemical element): mga katangian, aplikasyon, pagtatalaga, estado ng oksihenasyon, mga kawili-wiling katotohanan

2024 May -akda: Angel Austin | [email protected]. Huling binago: 2023-12-17 05:44

Ang isa sa pinakamahalagang metal para sa metalurhiya ay ang manganese. Bilang karagdagan, sa pangkalahatan ito ay isang medyo hindi pangkaraniwang elemento kung saan nauugnay ang mga kagiliw-giliw na katotohanan. Mahalaga para sa mga buhay na organismo, kailangan sa paggawa ng maraming haluang metal, mga kemikal. Ang Manganese ay isang kemikal na elemento, isang larawan kung saan makikita sa ibaba. Ang mga katangian at katangian nito ang isasaalang-alang natin sa artikulong ito.

Katangian ng isang kemikal na elemento

Kung pag-uusapan natin ang tungkol sa manganese bilang isang elemento ng periodic system, dapat una sa lahat ay dapat nating tukuyin ang posisyon nito dito.

1. Matatagpuan sa ikaapat na major period, ang ikapitong grupo, pangalawang subgroup.
2. Ordinal na numero - 25. Ang Manganese ay isang kemikal na elemento, ang singil ng nuclei ng mga atomo kung saan ay +25. Ang bilang ng mga electron ay pareho, mga neutron - 30.
3. Ang halaga ng atomic mass ay 54, 938.
4. Designation ng chemical element na manganese - Mn.
5. Latin name - manganese.

Nakalagay sa pagitan ng chromium at iron, na nagpapaliwanag ng pagkakatulad nito sa mga katangiang pisikal at kemikal.

Manganese - elemento ng kemikal: transition metal

Kung isasaalang-alang namin ang electronic configuration ng isang pinababang atom, ang formula nito ay magiging ganito ang hitsura: 1s²2s²2p 6 ^3s2^3p6^4s2^3d 5. Nagiging malinaw na ang elementong isinasaalang-alang namin ay isang transition metal mula sa d-family. Ang limang electron sa 3d sublevel ay nagpapahiwatig ng katatagan ng atom, na makikita sa mga kemikal na katangian nito.

Bilang isang metal, ang manganese ay isang reducing agent, ngunit karamihan sa mga compound nito ay may kakayahang magpakita ng medyo malakas na kakayahan sa pag-oxidize. Ito ay dahil sa iba't ibang mga estado ng oksihenasyon at valences na mayroon ang elementong ito. Ito ang kakaiba ng lahat ng metal ng pamilyang ito.

Kaya, ang manganese ay isang kemikal na elemento na matatagpuan sa iba pang mga atomo at may sariling mga espesyal na katangian. Isaalang-alang natin kung ano ang mga property na ito nang mas detalyado.

Ang

Manganese ay isang kemikal na elemento. Katayuan ng oksihenasyon

Naibigay na natin ang electronic formula ng atom. Ayon sa kanya, ang elementong ito ay nakapagpapakita ng ilang positibong estado ng oksihenasyon. Ito ay:

• 0;
• +2;
• +3;
• +4;
• +6;
• +7.

Ang valency ng isang atom ay IV. Ang pinaka-matatag ay ang mga compound kung saan ang mangganeso ay may mga halaga na +2, +4, +6. Ang pinakamataas na antas ng oksihenasyon ay nagpapahintulot sa mga compound na kumilos bilang pinakamalakas na ahente ng pag-oxidizing. Halimbawa: KMnO₄, Mn₂O₇.

Ang

Compounds na may +2 ay mga reducing agent, ang manganese (II) hydroxide ay may amphoteric properties, na may nangingibabaw na mga basic. Ang mga intermediate na estado ng oksihenasyon ay bumubuo ng mga amphoteric compound.

Kasaysayan ng pagtuklas

Ang

Manganese ay isang kemikal na elemento na hindi kaagad natuklasan, ngunit unti-unti at ng iba't ibang siyentipiko. Gayunpaman, ang mga compound nito ay ginagamit ng mga tao mula pa noong sinaunang panahon. Ginamit ang Manganese (IV) oxide para sa pagtunaw ng salamin. Isang Italyano ang nagsabi na ang pagdaragdag ng tambalang ito sa paggawa ng kemikal ng mga baso ay nagiging kulay ube. Kasama nito, nakakatulong ang parehong substance na alisin ang haze sa mga kulay na salamin.

Mamaya sa Austria, nakuha ng scientist na si Kaim ang isang piraso ng metallic manganese sa pamamagitan ng paglalantad ng pyrolysite (manganese (IV) oxide), potash at coal sa mataas na temperatura. Gayunpaman, maraming dumi ang sample na ito, na hindi niya maalis, kaya hindi naganap ang pagtuklas.

Kahit na kalaunan, nag-synthesize din ang isa pang scientist ng halo kung saan ang malaking proporsyon ay purong metal. Ito ay si Bergman, na dati nang nakatuklas ng elementong nickel. Gayunpaman, hindi siya nakatakdang tapusin ang trabaho.

Ang

Manganese ay isang kemikal na elemento, na unang nakuha at ibinukod sa anyo ng isang simpleng substance ni Karl Scheele noong 1774. Gayunpaman, ginawa niya ito kasama si I. Gan, na nakumpleto ang proseso ng pagtunaw ng isang piraso ng metal. Ngunit kahit na nabigo silang ganap na alisin ang mga dumi at makakuha ng 100% na ani ng produkto.

Gayunpaman, ang oras na ito ay nagingang pagkatuklas ng atom na ito. Sinubukan ng parehong mga siyentipiko na magbigay ng pangalan bilang mga natuklasan. Pinili nila ang terminong manganesium. Gayunpaman, pagkatapos ng pagkatuklas ng magnesium, nagsimula ang kalituhan, at ang pangalan ng manganese ay pinalitan ng makabago (H. David, 1908).

Dahil ang manganese ay isang kemikal na elemento na ang mga katangian ay napakahalaga para sa maraming prosesong metalurhiko, sa paglipas ng panahon naging kinakailangan na maghanap ng paraan upang makuha ito sa pinakadalisay na anyo. Ang problemang ito ay nalutas ng mga siyentipiko sa buong mundo, ngunit nalutas lamang noong 1919 salamat sa gawain ni R. Agladze, isang chemist ng Sobyet. Siya ang nakahanap ng isang paraan kung saan posible na makakuha ng purong metal na may nilalamang sangkap na 99.98% mula sa sulfates at chlorides ng mangganeso sa pamamagitan ng electrolysis. Ngayon, ang paraang ito ay ginagamit sa buong mundo.

Pagiging nasa kalikasan

Ang

Manganese ay isang kemikal na elemento, isang larawan ng isang simpleng substance na makikita sa ibaba. Sa kalikasan, maraming isotopes ng atom na ito, ang bilang ng mga neutron kung saan malaki ang pagkakaiba-iba. Kaya, ang mga mass number ay mula 44 hanggang 69. Gayunpaman, ang tanging matatag na isotope ay ang elementong may halagang ⁵⁵Mn, ang lahat ng iba pa ay may medyo maikling kalahating buhay o umiiral sa masyadong maliit na dami.

Dahil ang manganese ay isang kemikal na elemento na ang estado ng oksihenasyon ay ibang-iba, ito rin ay bumubuo ng maraming compound sa kalikasan. Sa dalisay nitong anyo, ang elementong ito ay hindi nangyayari. Sa mineral at ores, ang palagiang kapitbahay nito ay bakal. Sa kabuuan, matutukoy ang ilan sa pinakamahahalagang bato, na kinabibilangan ng manganese.

1. Pyrolusite. Compound formula: MnO₂nH₂O.
2. Psilomelane, MnO2mMnOnH2O molecule.
3. Manganite, formula MnOOH.
4. Brownite ay mas bihira kaysa sa iba. Formula Mn₂O₃.
5. Gausmanite, formula MnMn₂O_4.
6. Rhodonite Mn₂(SiO₃)₂.
7. Carbonate ores ng manganese.
8. Raspberry spar o rhodochrosite - MnCO₃.
9. Purpurite - Mn₃PO₄.

Bukod dito, maaari kang magtalaga ng ilan pang mineral, na kinabibilangan din ng elementong pinag-uusapan. Ito ay:

• calcite;
• siderite;
• mga mineral na luad;
• chalcedony;
• opal;
• sand-silty compounds.

Bukod sa mga bato at sedimentary rock, mineral, ang manganese ay isang kemikal na elemento na bahagi ng mga sumusunod na bagay:

1. Mga organismo ng halaman. Ang pinakamalaking nagtitipon ng elementong ito ay: water chestnut, duckweed, diatoms.
2. Mga kalawang na kabute.
3. Ilang uri ng bacteria.
4. Sumusunod na mga hayop: pulang langgam, crustacean, mollusc.
5. Mga Tao - ang pang-araw-araw na pangangailangan ay humigit-kumulang 3-5 mg.
6. Ang tubig ng mga karagatan ay naglalaman ng 0.3% ng elementong ito.
7. Kabuuang nilalaman sa crust ng lupa 0.1% ayon sa masa.

Sa pangkalahatan, ito ang ika-14 na pinakamaraming elemento sa lahat sa ating planeta. Sa mga mabibigat na metal, ito ang pangalawa pagkataposplantsa.

Mga pisikal na katangian

Mula sa pananaw ng mga katangian ng mangganeso, bilang isang simpleng sangkap, maraming pangunahing pisikal na katangian ang maaaring makilala para dito.

1. Sa anyo ng isang simpleng substance, ito ay isang medyo solidong metal (sa Mohs scale, ang indicator ay 4). Kulay - silvery-white, natatakpan ng protective oxide film sa hangin, makintab sa hiwa.
2. Ang punto ng pagkatunaw ay 1246⁰C.
3. Pakuluan - 2061⁰C.
4. Maganda ang mga katangian ng conductor, paramagnetic ito.
5. Ang density ng metal ay 7.44 g/cm³.
6. Umiiral sa anyo ng apat na polymorphic modification (α, β, γ, σ), na naiiba sa istraktura at hugis ng kristal na sala-sala at ang density ng packing ng mga atomo. Magkaiba rin ang kanilang pagkatunaw.

May tatlong pangunahing anyo ng manganese na ginagamit sa metalurhiya: β, γ, σ. Ang Alpha ay mas bihira, dahil ito ay masyadong marupok sa mga katangian nito.

Mga katangian ng kemikal

Mula sa pananaw ng chemistry, ang manganese ay isang kemikal na elemento na ang singil ng ion ay lubhang nag-iiba mula +2 hanggang +7. Nag-iiwan ito ng marka sa kanyang aktibidad. Sa libreng anyo sa hangin, ang manganese ay tumutugon nang mahina sa tubig at natutunaw sa mga dilute na acid. Gayunpaman, sa sandaling tumaas ang temperatura, tumataas nang husto ang aktibidad ng metal.

Kaya, nagagawa niyang makipag-ugnayan sa:

• nitrogen;
• carbon;
• halogens;
• silicon;
• phosphorus;
• sulfur at iba pang hindi metal.

Kapag pinainit nang walang hangin, ang metal ay madaling pumasa sa isang estado ng singaw. Depende sa estado ng oksihenasyon na ipinapakita ng manganese, ang mga compound nito ay maaaring parehong mga ahente ng pagbabawas at mga ahente ng pag-oxidizing. Ang ilan ay nagpapakita ng mga katangian ng amphoteric. Kaya, ang mga pangunahing ay katangian ng mga compound kung saan ito ay +2. Amphoteric - +4, at acidic at malakas na oxidizing sa pinakamataas na halaga +7.

Sa kabila ng katotohanan na ang manganese ay isang transition metal, kakaunti ang mga kumplikadong compound para dito. Ito ay dahil sa stable na electronic configuration ng atom, dahil ang 3d sublevel nito ay naglalaman ng 5 electron.

Mga paraan ng pagkuha ng

May tatlong pangunahing paraan kung saan nakukuha ang manganese (isang kemikal na elemento) sa industriya. Bilang ang pangalan ay nabasa sa Latin, itinalaga na namin - manganum. Kung isasalin mo ito sa Russian, ito ay magiging "oo, talagang nilinaw ko, nag-discolor ako." Utang ng Manganese ang pangalan nito sa mga manifest na katangian na kilala mula pa noong unang panahon.

Gayunpaman, sa kabila ng katanyagan, nakuha nila ito sa dalisay nitong anyo para magamit lamang noong 1919. Ginagawa ito sa pamamagitan ng mga sumusunod na pamamaraan.

1. Electrolysis, ang ani ng produkto ay 99.98%. Sa ganitong paraan, nakukuha ang manganese sa industriya ng kemikal.
2. Silicothermal, o pagbabawas ng silikon. Sa pamamaraang ito, ang silicon at manganese (IV) oxide ay pinagsama, na nagreresulta sa pagbuo ng isang purong metal. Ang ani ay tungkol sa 68%, bilang isang side effect ay ang kumbinasyon ng mangganeso na may silikon upang bumuo ng silicide. Angang pamamaraan ay ginagamit sa industriya ng metalurhiko.
3. Aluminothermic method - pagpapanumbalik gamit ang aluminum. Hindi rin nagbibigay ng masyadong mataas na ani ng produkto, ang manganese ay nabuo na kontaminado ng mga impurities.

Ang paggawa ng metal na ito ay mahalaga para sa maraming prosesong isinasagawa sa metalurhiya. Kahit na ang isang maliit na karagdagan ng mangganeso ay maaaring makaapekto sa mga katangian ng mga haluang metal. Napatunayan na na maraming metal ang natutunaw dito, na pumupuno sa kristal na sala-sala nito.

Sa mga tuntunin ng pagkuha at paggawa ng elementong ito, ang Russia ang unang nasa ranggo sa mundo. Isinasagawa rin ang prosesong ito sa mga bansa tulad ng:

• China.
• South Africa.
• Kazakhstan.
• Georgia.
• Ukraine.

Paggamit sa industriya

Ang

Manganese ay isang kemikal na elemento, ang paggamit nito ay mahalaga hindi lamang sa metalurhiya. kundi pati na rin sa ibang mga lugar. Bilang karagdagan sa metal sa dalisay nitong anyo, ang iba't ibang mga compound ng atom na ito ay may malaking kahalagahan. Italaga natin ang mga pangunahing.

1. May ilang mga uri ng mga haluang metal na, salamat sa manganese, ay may mga natatanging katangian. Kaya, halimbawa, ang Hadfield steel ay napakalakas at lumalaban sa pagsusuot na ginagamit ito para sa pagtunaw ng mga bahagi para sa mga excavator, stone processing machine, crusher, ball mill, at armored parts.
2. Ang manganese dioxide ay isang obligatoryong elemento ng pag-oxidize ng electroplating, ginagamit ito upang lumikha ng mga depolarizer.
3. Manganese compound ay kailangan para sa pagpapatupad ng organicsyntheses ng iba't ibang substance.
4. Potassium permanganate (o potassium permanganate) ay ginagamit sa medisina bilang isang malakas na disinfectant.
5. Ang elementong ito ay bahagi ng bronze, brass, na bumubuo ng sarili nitong haluang metal na may tanso, na ginagamit sa paggawa ng mga aircraft turbine, blades at iba pang bahagi.

Biological role

Ang pang-araw-araw na pangangailangan para sa manganese para sa isang tao ay 3-5 mg. Ang kakulangan ng elementong ito ay humahantong sa depression ng nervous system, pagkagambala sa pagtulog at pagkabalisa, pagkahilo. Ang papel nito ay hindi pa ganap na napag-aaralan, ngunit malinaw na, una sa lahat, ito ay may epekto sa:

• paglago;
• aktibidad ng mga gonad;
• trabaho ng hormone;
• pagbuo ng dugo.

Ang elementong ito ay naroroon sa lahat ng halaman, hayop, tao, na nagpapatunay ng mahalagang papel na biyolohikal nito.

Mga kawili-wiling detalye ng item

Ang

Manganese ay isang kemikal na elemento, mga kagiliw-giliw na katotohanan tungkol sa kung saan maaaring mapabilib ang sinumang tao, at magpapaunawa sa iyo kung gaano ito kahalaga. Narito ang pinakapangunahing mga ito, na natagpuan ang kanilang marka sa kasaysayan ng metal na ito.

1. Noong mahihirap na panahon ng digmaang sibil sa USSR, isa sa mga unang produktong pang-export ang ore na naglalaman ng malaking halaga ng manganese.
2. Kung ang manganese dioxide ay pinagsama sa potassium hydroxide at s altpeter, at pagkatapos ang produkto ay natunaw sa tubig, magsisimula ang mga kamangha-manghang pagbabago. Ang solusyon ay unang magiging berde, pagkatapos ay ang kulay ay magiging asul.pagkatapos - lila. Sa wakas, ito ay magiging pulang-pula at ang isang kayumangging namuo ay unti-unting mahuhulog. Kung ang pinaghalong ay inalog, pagkatapos ay ang berdeng kulay ay maibabalik muli at ang lahat ay mangyayari muli. Ito ay para dito nakuha ng potassium permanganate ang pangalan nito, na isinasalin bilang "mineral chameleon".
3. Kung ang mga pataba na naglalaman ng manganese ay inilapat sa lupa, kung gayon ang produktibidad ng mga halaman ay tataas at ang rate ng photosynthesis ay tataas. Ang trigo sa taglamig ay magiging mga butil nang mas mahusay.
4. Ang pinakamalaking bloke ng manganese mineral rhodonite ay tumitimbang ng 47 tonelada at natagpuan sa Urals.
5. Mayroong ternary alloy na tinatawag na manganin. Binubuo ito ng mga elemento tulad ng tanso, mangganeso at nikel. Ang kakaiba nito ay ang pagkakaroon nito ng mataas na electrical resistance, na hindi nakasalalay sa temperatura, ngunit naiimpluwensyahan ng pressure.

Siyempre, hindi lang iyon ang masasabi tungkol sa metal na ito. Ang Manganese ay isang kemikal na elemento, mga kagiliw-giliw na katotohanan tungkol sa kung saan ay medyo magkakaibang. Lalo na kung pag-uusapan natin ang mga katangian na ibinibigay niya sa iba't ibang haluang metal.