Марганец в химии как обозначается: химический элемент Марганец Manganum-Manganesium — «Химическая продукция»

Марганец






























Марганец

Атомный номер

25

Внешний вид простого вещества



твёрдый, хрупкий металл светло-серого цвета

Свойства атома

Атомная масса

(молярная масса)

54,93805 а. е. м. (г/моль)

Радиус атома

135 пм

Энергия ионизации

(первый электрон)

716,8 (7,43) кДж/моль (эВ)

Электронная конфигурация

[Ar] 3d5 4s2

Химические свойства

Ковалентный радиус

117 пм

Радиус иона

(+7e) 46 (+2e) 80 пм

Электроотрицательность

(по Полингу)

1,55

Электродный потенциал

0

Степени окисления

7, 6, 5, 4, 3, 2, 0, −1

Термодинамические свойства простого вещества

Плотность

7,21 г/см³

Молярная теплоёмкость

26,3[1]Дж/(K·моль)

Теплопроводность

(7,8) Вт/(м·K)

Температура плавления

1 517 K

Теплота плавления

(13,4) кДж/моль

Температура кипения

2 235 K

Теплота испарения

221 кДж/моль

Молярный объём

7,39 см³/моль

Кристаллическая решётка простого вещества

Структура решётки

кубическая

Параметры решётки

8,890 Å

Отношение c/a


Температура Дебая

400 K






Mn

25

54,93805

[Ar]3d54s2

Марганец


Ма́рганец —элемент побочной подгруппы седьмой группы четвёртого периода периодической системы химических элементов Д. И. Менделеева, атомный номер 25. Обозначается символом Mn (лат. Manganum, ма́нганум, в составе формул по-русски читается как марганец, например, KMnO4 — калий марганец о четыре; но нередко читают и как манган). Простое вещество марганец (CAS-номер: 7439-96-5) — металл серебристо-белого цвета. Известны пять аллотропных модификаций марганца — четыре с кубической и одна с тетрагональной кристаллической решёткой.


История и распространённость в природе

Схема атома марганца


Марганец — 14-й элемент по распространённости на Земле, а после железа — второй тяжёлый металл, содержащийся в земной коре (0,03 % от общего числа атомов земной коры). Сопутствует железу во многих его рудах, однако встречаются и самостоятельные месторождения марганца. В чиатурском месторождении (район Кутаиси) сосредоточено до 40 % марганцевых руд. Марганец, рассеянный в горных породах вымывается водой и уносится в Мировой океан. При этом его содержание в морской воде незначительно (10−7—10−6%), а в глубоких местах океана его концентрация возрастает до 0,3 % вследствие окисления растворённым в воде кислородом с образованием нерастворимого в воде оксида марганца, который в гидратированной форме (MnO2·xH2O) и опускается в нижние слои океана, формируя так называемые железо-марганцевые конкреции на дне, в которых количество марганца может достигать 45 % (также в них имеются примеси меди, никеля, кобальта). Такие конкреции могут стать в будущем источником марганца для промышленности.


В России является остродефицитным сырьём, известны месторождения: «Усинское» в Кемеровской области, «Полуночное» в Свердловской, «Порожинское» в Красноярском крае, «Южно-Хинганское» в Еврейской автономной области, «Рогачёво-Тайнинская» площадь и «Северо-Тайнинское» поле на Новой Земле.


Марганцевые руды


Минералы марганца


Получение


1. Алюминотермическим методом, восстанавливая оксид Mn2O3, образующийся при прокаливании пиролюзита:


4MnO2 → 2Mn2O3 + О2


Mn2O3 + 2Al → 2Mn + Al2O3


2. Восстановлением железосодержащих оксидных руд марганца коксом. Этим способом в металлургии обычно получают ферромарганец (≅80 % Mn).


3. Чистый металлический марганец получают электролизом


Физические свойства


Некоторые свойства приведены в таблице. Другие свойства марганца:


  • Работа выхода электрона: 4,1 эВ

  • Коэффициент линейного температурного расширения: 0,000022 см/см/°C (при 0 °C)

  • Электропроводность: 0,00695·106 Ом−1·см−1

  • Теплопроводность: 0,0782 Вт/см·K

  • Энтальпия атомизации: 280,3 кДж/моль при 25 °C

  • Энтальпия плавления: 14,64 кДж/моль

  • Энтальпия испарения: 219,7 кДж/моль

  • Твёрдость


    • по шкале Бринелля: Мн/м²

    • по шкале Мооса: 6

  • Давление паров: 121 Па при 1244 °C

  • Молярный объём: 7,35 см³/моль


Химические свойства















Стандартные окислительно-восстановительные потенциалы по отношению к водородному электроду

Окисленная форма

Восстановленная форма

Среда

E0, В

Mn2+

Mn

H+

−1,186

Mn3+

Mn2+

H+

+1,51

MnO2

Mn3+

H+

+0,95

MnO2

Mn2+

H+

+1,23

MnO2

Mn(OH)2

OH

−0,05

MnO42-

MnO2

H+

+2,26

MnO42-

MnO2

OH

+0,62

MnO4

MnO42-

OH

+0,56

MnO4

H2MnO4

H+

+1,22

MnO4

MnO2

H+

+1,69

MnO4

MnO2

OH

+0,60

MnO4

Mn2+

H+

+1,51


Характерные степени окисления марганца: +2, +3, +4, +6, +7 (+1, +5 мало характерны).


При окислении на воздухе пассивируется. Порошкообразный марганец сгорает в кислороде (Mn + O2 → MnO2). Марганец при нагревании разлагает воду, вытесняя водород (Mn + 2H2O →(t) Mn(OH)2 + H2↑), образующийся гидроксид марганца замедляет реакцию.


Марганец поглощает водород, с повышением температуры его растворимость в марганце увеличивается. При температуре выше 1200 °C взаимодействует с азотом, образуя различные по составу нитриды.


Углерод реагирует с расплавленным марганцем образуя карбиды Mn3C и другие. Образует также силициды, бориды, фосфиды.


C соляной и серной кислотами реагирует по уравнению:


Mn + 2H+ → Mn2+ + H2


С концентрированной серной кислотой рекция идёт по уравнению:


Mn + 2H2SO4(конц.) → MnSO4 + SO2↑ + 2H2O


С разбавленой азотной кислотой реакция идёт по уравнению:


3Mn + 8HNO3(разб. ) → 3Mn(NO3)2 + 2NO↑ + 4H2O


В щелочном растворе марганец устойчив.


Марганец образует следующие оксиды: MnO, Mn2O3, MnO2, MnO3 (не выделен в свободном состоянии) и марганцевый ангидрид Mn2O7.


Mn2O7 в обычных условиях жидкое маслянистое вещество тёмно-зелёного, очень неустойчивое; в смеси с концентрированной серной кислотой воспламеняет органические вещества. При 90 °C Mn2O7 разлагается со взрывом. Наиболее устойчивы оксиды Mn2O3 и MnO2, а также комбинированный оксид Mn3O4 (2MnO·MnO2, или соль Mn2MnO4).


При сплавлении оксида марганца (IV) (пиролюзит) со щелочами в присутствии кислорода образуются манганаты:


2MnO2 + 4KOH + O2 → 2K2MnO4 + 2H2O


Раствор манганата имеет тёмно-зелёный цвет. При подкислении протекает реакция:


3K2MnO4 + 3H2SO4 → 3K2SO4 + 2HMnO4 + MnO(OH)2↓ + H2O


Раствор окрашивается в малиновый цвет из-за появления аниона MnO4 и из него выпадает коричневый осадок гидроксида марганца (IV).


Марганцевая кислота очень сильная, но неустойчивая, её невозможно сконцентрировать более, чем до 20 %. Сама кислота и её соли (перманганаты) — сильные окислители. Например, перманганат калия в зависимости от pH раствора окисляет различные вещества, восстанавливаясь до соединений марганца разной степени окисления. В кислой среде — до соединений марганца (II), в нейтральной — до соединений марганца (IV), в сильно щелочной — до соединений марганца (VI).


При прокаливании перманганаты разлагаются с выделением кислорода (один из лабораторных способов получения чистого кислорода). Реакция идёт по уравнению (на примере перманганата калия):


2KMnO4 →(t) K2MnO4 + MnO2 + O2


Под действием сильных окислителей ион Mn2+ переходит в ион MnO4:


2Mn2SO4 + 5PbO2 + 6HNO3 → 2HMnO4 + 2PbSO4 + 3Pb(NO3)2 + 2H2O


Эта реакция используется для качественного определения Mn2+ (см. в разделе «Определение методами химического анализа»).


При подщелачивании растворов солей Mn (II) из них выпадает осадок гидроксида марганца (II), быстро буреющий на воздухе в результате окислления. Подробное описание реакции см. в разделе «Определение методами химического анализа».


Соли MnCl3, Mn2(SO4)3 неустойчивы. Гидроксиды Mn(OH)2 и Mn(OH)3 имеют основной характер, MnO(OH)2 — амфотерный. Хлорид марганца (IV) MnCl4 очень неустойчив, разлагается при нагревании, чем пользуются для получения хлора:


MnO2 + 4HCl →(t) MnCl2 + Cl2↑ + 2H2O


Применение в промышленности


Марганец в виде ферромарганца применяется для «раскисления» стали при её плавке, то есть для удаления из неё кислорода. Кроме того, он связывает серу, что также улучшает свойства сталей. Введение до 12-13 % Mn в сталь(так называемая Сталь Гадфильда), иногда в сочетании с другими легирующими металлами, сильно упрочняет сталь, делает её твердой и сопротивляющейся износу и ударам(эта сталь резко упрочняется и становится тверже при ударах). Такая сталь используется для изготовления шаровых мельниц, землеройных и камнедробильных машин, броневых элементов и т. д. В «зеркальный чугун» вводится до 20 % Mn.


Сплав 83 % Cu, 13 % Mn и 4 % Ni (манганин) обладает высоким электросопротивлением, мало изменяющимся с изменением температуры. Поэтому его применяют для изготовления реостатов и пр.


Марганец вводят в бронзы и латуни.


Значительное количество диоксида марганца потребляется при производством марганцево-цинковых гальванических элементов, MnO2 используется в таких элементах в качестве окислителя-деполяризатора.


Соединения марганца также широко используются как в тонком органическом синтезе (MnO2 и KMnO4 в качестве окислителей), так и промышленном органическом синтезе (компоненты катализаторов окисления углеводородов, например, в производстве терефталевой кислоты окислением p-ксилола, окисление парафинов в высшие жирные кислоты).


Цены на металлический марганец в слитках чистотой 95 % в 2006 году составили в среднем 2,5 долл/кг.


Арсенид марганца обладает гигантским магнитокалорическим эффектом (усиливающимся под давлением). Теллурид марганца перспективный термоэлектрический материал(термо-э.д.с 500 мкВ/К).


Определение методами химического анализа


Марганец принадлежит к пятой аналитической группе катионов.


Специфические реакции, используемые в аналитической химии для обнаружения катионов Mn2+ следующие:


1. Едкие щёлочи с солями марганца (II) дают белый осадок гидроксида марганца (II):


MnSO4+2KOH→Mn(OH)2↓+K2SO4


Mn2++2OH→Mn(OH)2


Осадок на воздухе меняет цвет на бурый из-за окисления кислородом воздуха.


Выполнение реакции. К двум каплям раствора соли марганца добавляют две капли раствора щёлочи. Наблюдают изменение цвета осадка.


2. Пероксид водорода в присутствии щёлочи окисляет соли марганца (II) до тёмно-бурого соединения марганца (IV):


MnSO4+H2O2+2NaOH→MnO(OH)2↓+Na2SO4+H2O


Mn2++H2O2+2OH→MnO(OH)2 ↓+H2O


Выполнение реакции. К двум каплям раствора соли марганца добавляют четыре капли раствора щёлочи и две капли раствора H2O2.


3. Диоксид свинца PbO2 в присутствии концентрированной азотной кислоты при нагревании окисляет Mn2+ до MnO4 с образованием марганцевой кислоты малинового цвета:


2MnSO4+5PbO2+6HNO3→2HMnO4+2PbSO4↓+3Pb(NO3)2+2H2O


2Mn2++5PbO2+4H+→2MnO4+5Pb2++2H2O


Эта реакция дает отрицательный результат в присутствии восстановителей, например хлороводородной кислоты и её солей, так как они взаимодействуют с диоксидом свинца, а также с образовавшейся марганцевой кислотой. При больших количествах марганца эта реакция не удаётся, так как избыток ионов Mn2+ восстанавливает образующуюся марганцевую кислоту HMnO4 до MnO(OH)2 и вместо малиновой окраски появляется бурый осадок. Вместо диоксида свинца для окисления Mn2+ в MnO4 могут быть использованы другие окислители, например персульфат аммония (NH4)2S2O8 в присутствии катализатора — ионов Ag+ или висмутата натрия NaBiO3:


2MnSO4+5NaBiO3+16HNO3→2HMnO4+5Bi(NO3)3+NaNO3+2Na2SO4+7H2O


Выполнение реакции. В пробирку вносят стеклянным шпателем немного PbO2, а затем 5 капель концентрированной азотной кислоты HNO3 и нагревают смесь на кипящей водяной бане. В нагретую смесь добавляют 1 каплю раствора сульфата марганца (II) MnSO4 и снова нагревают 10—15 мин, встряхивая время от времени содержимое пробирки. Дают избытку диоксида свинца осесть и наблюдают малиновую окраску образовавшейся марганцевой кислоты.


При окислении висмутатом натрия реакцию проводят следующим образом. В пробирку помещают 1—2 капли раствора сульфата марганца (II) и 4 капли 6 н. HNO3, добавляют несколько крупинок висмутата натрия и встряхивают. Наблюдают появление малиновой окраски раствора.


4. Сульфид аммония (NH4)2S осаждает из раствора солей марганца сульфид марганца (II), окрашенный в телесный цвет:


MnSO4+(NH4)2S→MnS↓+(NH4)2SO4


Mn2++S2-→MnS↓


Осадок легко растворяется в разбавленных минеральных кислотах и даже в уксусной кислоте.


Выполнение реакции. В пробирку помещают 2 капли раствора соли марганца (II) и добавляют 2 капли раствора сульфида аммония.


Биологическая роль и содержание в живых организмах


Марганец содержится в организмах всех растений и животных, хотя его содержание обычно очень мало, порядка тысячных долей процента, он оказывает значительное влияние на жизнедеятельность, то есть является микроэлементом. Марганец оказывает влияние на рост, образование крови и функции половых желёз. Особо богаты марганцем листья свёклы — до 0,03 %, а также большие его количества содержатся в организмах рыжих муравьёв — до 0,05 %. Некоторые бактерии содержат до нескольких процентов марганца.



Соединения марганца


Отравление марганцем

химический элемент Марганец Manganum-Manganesium — «Химическая продукция»

Что такое

Марганец, manganum-manganesium, характеристики, свойства

Марганец — это химический элемент Mn элемент побочной подгруппы седьмой группы четвёртого периода периодической системы химических элементов Д. И. Менделеева с атомным номером 25. Обозначается символом Mn (лат. Manganum, ма́нганум, в составе формул по-русски читается как марганец, например, KMnO4 — калий марганец о четыре). Простое вещество марганец — металл серебристо-белого цвета. Наряду с железом и его сплавами относится к чёрным металлам. Известны пять аллотропных модификаций марганца — четыре с кубической и одна с тетрагональной кристаллической решёткой

Марганец класс химических элементов

Элемент Mn — относится к группе, классу хим элементов (побочной подгруппы седьмой группы четвёртого периода периодической системы химических элементов Д. И. Менделеева с атомным номером 25. )

Элемент Mn свойство химического элемента Марганец Manganum-Manganesium

Основные характеристики и свойства элемента Mn…, его параметры. Твёрдый, хрупкий металл серебристо-белого цвета

формула Марганец Manganum Manganesium химического элемента

Вот так выглядит химическая формула Марганеца:

Атомы Марганец Manganum-Manganesium химических элементов

Атомы Manganum-Manganesium хим. элемента

Manganum-Manganesium Марганец ядро строение

Строение ядра химического элемента Manganum-Manganesium — Mn,

История открытия Марганец Manganum-Manganesium

Открытие элемента Manganum-Manganesium — Один из основных минералов марганца — пиролюзит — был известен в древности как чёрная магнезия и использовался при варке стекла для его осветления. Его считали разновидностью магнитного железняка, а тот факт, что он не притягивается магнитом, Плиний Старший объяснил женским полом чёрной магнезии, к которому магнит «равнодушен». В 1774 г. шведский химик К. Шееле показал, что в руде содержится неизвестный металл. Он послал образцы руды своему другу химику Ю. Гану, который, нагревая в печке пиролюзит с углем, получил металлический марганец. В начале XIX века для него было принято название «манганум» (от немецкого Manganerz — марганцевая руда).

Марганец Manganum-Manganesium происхождение названия

Откуда произошло название Manganum-Manganesium …

Распространённость Марганец Manganum-Manganesium

Как любой хим. элемент имеет свою распространенность в природе, Mn …

Получение Марганец Manganum-Manganesium

Manganum-Manganesium — получение элемента

Физические свойства Марганец Manganum-Manganesium

Основные свойства Manganum-Manganesium приведены в таблице.
Другие свойства марганца:

  • Работа выхода электрона: 4,1 эВ
  • Коэффициент линейного температурного расширения: 0,000022 см/см/°C (при 0 °C)
  • Электропроводность: 0,00695⋅106 Ом−1·см−1
  • Теплопроводность: 0,0782 Вт/см·K
  • Энтальпия атомизации: 280,3 кДж/моль при 25 °C
  • Энтальпия плавления: 14,64 кДж/моль
  • Энтальпия испарения: 219,7 кДж/моль
  • Твёрдость
    • по шкале Бринелля: Мн/м²
    • по шкале Мооса: 4
  • Давление паров: 121 Па при 1244 °C
  • Молярный объём: 7,35 см³/моль

Изотопы Manganum-Manganesium Марганец

Наличие и определение изотопов Manganum-Manganesium

Mn свойства изотопов Марганец Manganum-Manganesium

Химические свойства Марганец Manganum-Manganesium

Определение химических свойств Manganum-Manganesium Стандартные окислительно-восстановительные потенциалы по отношению к водородному электроду

Стандартные окислительно-восстановительные потенциалы по отношению к водородному электроду
Окисленная формаВосстановленная формаСредаE0, В
Mn2+MnH+−1,186
Mn3+Mn2+H++1,51
MnO2Mn3+H++0,95
MnO2Mn2+H++1,23
MnO2Mn(OH)2OH−0,05
MnO42−MnO2H++2,26
MnO42−MnO2OH+0,62
MnO4MnO42−OH+0,56
MnO4H2MnO4H++1,22
MnO4MnO2H++1,69
MnO4MnO2OH+0,60
MnO4Mn2+H++1,51

Меры предосторожности Марганец Manganum-Manganesium

Внимание! Внимательно ознакомьтесь с мерами безопасности при работе с Manganum-Manganesium

Стоимость Марганец Manganum-Manganesium

Рыночная стоимость Mn, цена Марганец Manganum-Manganesium

Примечания

Список примечаний и ссылок на различные материалы про хим. {2+}+2H_{2}O}}}

Эта реакция даёт отрицательный результат в присутствии восстановителей, например хлороводородной кислоты и её солей, так как они взаимодействуют с диоксидом свинца, а также с образовавшейся марганцевой кислотой. При больших количествах марганца провести эту реакцию не удаётся, так как избыток ионов Mn 2+ восстанавливает образующуюся марганцевую кислоту HMnO 4 до MnOOH 2, и вместо малиновой окраски появляется бурый осадок. Вместо диоксида свинца для окисления Mn 2+ в MnO 4 − могут быть использованы другие окислители, например, персульфат аммония NH 4 2 S 2 O 8 в присутствии катализатора — ионов Ag + или висмутат натрия NaBiO 3:

2 M n S O 4 + 5 N a B i O 3 + 16 H N O 3 → 2 H M n O 4 + 5 B i N O 3 + N a N O 3 + 2 N a 2 S O 4 + 7 H 2 O {\displaystyle {\mathsf {2MnSO_{4}+5NaBiO_{3}+16HNO_{3}\rightarrow 2HMnO_{4}+5BiNO_{3}_{3}+NaNO_{3}+2Na_{2}SO_{4}+7H_{2}O}}}

Выполнение реакции. В пробирку вносят стеклянным шпателем немного PbO 2, а затем 5 капель концентрированной азотной кислоты HNO 3 и нагревают смесь на кипящей водяной бане. {2-}\rightarrow MnS\downarrow }}}

Осадок легко растворяется в разбавленных минеральных кислотах и даже в уксусной кислоте.

Выполнение реакции. В пробирку помещают 2 капли раствора соли марганца II и добавляют 2 капли раствора сульфида аммония.

Цены и новости на рынке химии

Новости и события

С начала 2021 года на станции Гремячая в Волгоградской области ведётся активная погрузка калийных удобрений. Уже отгружено более 50 тыс. тонн. Начало данной работы связано с открытием в конце 202…

Обзор крупнейших инвестиционных проектов в сфере промышленного строительства в Евразийском экономическом союзе с перспективой реализации до 2025 года представил заместитель директора департамента…

В рамках реализации программы развития газоснабжения и газификации Волгоградской области на 2021-2025 годы в Иловлинском и Суровикинском районах завершены изыскательские работы по межпоселковым с…

Холдинг «Сибур» договорился об объединении активов с татарским ТАИФом, совладельцы которого — сыновья экс-президента Татарстана Минтимера Шаймиева. Объединенная компания войдет в топ-5 мировых пр…

«Сибур» планирует запустить предприятие по производству малеинового ангидрида (МАН) в 2022 году. Об этом рассказал представитель компании «Сибур»Владислав Маринин на конференции «Нефтехимия Росси…

Строительство этиленовой (олефиновой) установки ЭП-600 на «Нижнекамскнефтехиме» (НКНХ) идет в соответствии с графиком, сообщил генеральный директор компании Айрат Сафин. «Все выполняется в соотве…

Информация

В Волгоградской области ведётся активная погрузка калийных удобрений
ЕЭК представил крупнейшие инвестпроекты ЕАЭС в промышленном строительстве
Волгоградской области завершены изыскательские работы по межпоселковым сетям

В Волгоградской области ведётся активная погрузка калийных удобрений
ЕЭК представил крупнейшие инвестпроекты ЕАЭС в промышленном строительстве
Волгоградской области завершены изыскательские работы по межпоселковым сетям

Каталог организаций и предприятий

ЗАО «Марганец-Трейдинг» являющийся торговым домом ОАО «Марганец Коми» предлагает закупать для нужд Вашего предприятия марганцевую руду Парнокского месторождения, марганцевый агломерат, а также феррохром, ферросилиций, ферросиликохром и ферромарганец.

МАРГАНЕЦ.

Марганец

Компания Orissa Mining базируется в восточном штате Orissa и производит железную руду, хром и марганец

Предложения на покупку и продажу продукции

Применение: Полиэлектролит ВПК-402 используется в качестве флокулянта и коагулянта:
– для интенсификации процессов водоподготовки при осаждении взвешенных частиц,
активного ила, обеспечивает эффекти…

Пигмент белого цвета, или как его еще называют диоксид титана, представляет собой порошок, состоящий из прозрачных кристаллов и применяющийся в различных областях современной промышленности. Краситель…

Производим высокочистый синтетический тонкодисперсный аморфный диоксид кремния (кремнезем) с высокоразвитой поверхностью. Продукция выпускается под торговым наименованием Ковелос. По своим свойствам и…

ЗАО БиоАгроСервис реализует биопрепараты производства Бионоватик г.Казань :

-Биодукс — регулятор роста, иммуномодулятор, антистресс от засухи, холода, применения гербицидов. Норма расхода 1-5мл/га, т…

Кормовые белковые порошкообразные дрожжи (БКД) выпускаются на производстве переработки сульфитных щелоков (ППЩ) за счет утилизации сахаров сульфитного щелока — отхода сульфит-целлюлозного производства…

ЗАО БиоАгроСервис реализует биопрепараты производства Бионоватик г.Казань :

-Биодукс — регулятор роста, иммуномодулятор, антистресс от засухи, холода, применения гербицидов. Норма расхода 1-5мл/га, т…

Марганец металлический и марганец азотированный

Марганец, в зависимости от способа получения, подразделяют на металлический марганец и марганец азотированный. До 90% производимого марганца используется в металлургии: в качестве раскислителя сталей, десульфуратора чугуна и сталей, легирующего элемента, который резко повышает прочностные характеристики и износостойкость сталей. Многие сплавы цветных металлов на основе меди, алюминия и цинка легируют марганцем. Азотированный марганец широко применяется при выплавке высокопрочных низколегированных сталей (HSLA). Добавка к низколегированной марганцовистой стали марганца в сочетании с азотом резко увеличивает хладостойкость стали, обеспечивая ударную вязкостью не менее 0,25 МДж/м2 при -60°C.

Стандарты

Производство марганца в Украине регламентируется ГОСТ 6008-90 «Марганец металлический и марганец азотированный. Технические условия».

Маркировка

Марки металлического марганца обозначаются буквами Мн, с последующими цифрами, отображающими содержание марганца в сплаве; марки азотированного марганца обозначаются буквами Мн, с последующими цифрами, отображающими содержание марганца в сплаве, после чего, следует буква Н и цифра отображающая минимально допустимое содержание азота в данной марке. К примеру, азотированный марганец с массовой долей марганца 87%, с содержанием азота не менее 6,0%, обозначается следующим образом Мн87Н6.

Химический состав

Марки и химический состав металлического марганца и азотированного марганца должены удовлетворять требованиям ГОСТ 6008-90, приведенным в табл. 1.

Таблица 1: Химический состав металлического марганца и азотированного марганца по ГОСТ 6008-90

МаркаСпособ производстваМассовая доля, %
Mn, не менееCSiPSN, не менее
не более
Мн998Электролитический99,80,040,0030,03
Мн997Электролитический99,70,060,0050,10
Мн965Элетротермический96,50,100,80,050,05
Мн95Элетротермический95,00,201,80,070,05
Мн92Н6Азотирование электролитического92,00,100,0050,106,0
Мн87Н6Азотирование электролитического87,20,201,80,070,056,0
Мн89Н4Азотирование электротермического89,20,201,80,070,054,0
Мн91Н2Азотирование электротермического91,00,201,80,070,052,0
Диапазоны размеров кусков

Металлический и азотированный марганец изготавливают:

  • Марок Мн998 и Мн997 — в виде кусков (пластинок) катодного осадка одной марки. Количество мелочи, проходящей через сито с размерами ячеек 2 х 2 мм, не должно превышать 5% массы партии
  • Марок Мн965 и Мн95 — в кусках весом не более 15 кг. Количество кусков весом более 15 кг не должно превышать 3% веса партии. Количество мелочи, проходящей через сито с размерами ячеек 10 х 10 мм, не должно превышать 10% веса партии
  • Марки Мн92Н6 — в кусках или спеках катодного осадка весом не более 15 кг. Количество мелочи, проходящей через сито с размерами ячеек 5 х 5 мм, не должно превышать 10% массы партии
  • Марок Мн87Н6, Мн89Н4 и Мн91Н2 — в кусках весом не более 15 кг. Количество мелочи, проходящей через сито с размерами ячеек 10 х 10 мм, не должно превышать 20% веса партии

Литература

  • ГОСТ 6008-90 «Марганец металлический и марганец азотированный. Технические условия»

Производители и поставщики

  1. ПАО «Запорожский завод ферросплавов» (г. Запорожье, Украина)
  2. Nizi International S.A. (Люксембург)
  3. STANCHEM sp. j. (г. Люблин, Польша)

Минеральные вещества | Tervisliku toitumise informatsioon

В человеческом организме установлено наличие более 70 химических элементов. Достоверно установлена потребность в более чем 20 биоэлементах. Для обеспечения достаточного количества этих элементов крайне важно, чтобы питание было разнообразным.

Встречающиеся в организме минеральные вещества можно условно разделить на две группы:
  • Содержание макроэлементов в организме составляет более 0,01%. Ими являются фосфор (P), кальций (Ca), натрий (Na), калий (K), магний (Mg), сера (S), хлор (Cl) (см Таблица 1).
  • Содержание микроэлементов – менее 0,01%, у некоторых даже 0,00001.

Потребность в некоторых микроэлементах установлена, это железо (Fe), цинк (Zn), медь (Cu), йод (I), селен (Se) , марганец (Mn), молибден (Mo), фтор (F), хром (Cr), кобальт (Co), кремний (Si), ванадий (V), бор (B), никель (Ni), мышьяк (As) и олово (Sn).

Помимо них в организме обнаружен целый ряд элементов, функция которых пока не ясна, их появление в организме может быть обусловлено загрязнением окружающей среды и частым соприкосновением с ними. Например, люди, работающие в теплицах, постоянно контактируют с химическими веществами, различные элементы могут быть признаком разного рода заболеваний. В числе таких элементов алюминий (Al), стронций (Sr), барий (Ba), рубидий (Rb), палладий (Pd), бром (Br).

В организм могут попадать и тяжелые, т.е. ядовитые металлы, такие как кадмий (Cd), ртуть (Hg) или свинец (Pb).

Минеральные вещества в нашем организме являются важными компонентами скелета, биологических жидкостей и энзимов и способствуют передаче нервных импульсов.

Люди и животные получают различные биологические элементы из пищи, воды и окружающего воздуха, самостоятельно синтезировать минеральные вещества живые организмы не могут. В растениях минеральные вещества накапливаются из почвы, и их количество зависит от места произрастания и наличия удобрений. В питьевой воде также имеются минеральные вещества, и их содержание зависит от места, откуда получают воду.

Несмотря на то, что человек нуждается в небольших количествах минеральных веществ (макроэлементов в миллиграммах и граммах, микроэлементов – в милли- и микрограммах), в его организме, тем не менее, отсутствуют достаточные запасы минеральных веществ, чтобы нормально перенести их долговременный дефицит. Потребность в минеральных веществах зависит также от возраста, пола и прочих обстоятельств (см Таблица 2). Например, повышенная потребность в железе у женщин связана с менструациями и беременностью, а спортсменам требуется больше натрия, потому что он интенсивно выводится с потом.

Чрезмерные количества минеральных веществ могут привести к сбоям в работе организма, потому что, будучи компонентами биоактивных соединений, они оказывают влияние на регуляторные функции. Получать чрезмерные количества минеральных веществ (за исключением натрия) с пищей практически невозможно, однако это может произойти при чрезмерном употреблении биологически активных добавок и обогащенных минеральными веществами продуктов.

Усвоению минеральных веществ могут препятствовать:
  • злоупотребление кофе,
  • употребление алкоголя,
  • курение,
  • некоторые лекарства,
  • некоторые противозачаточные таблетки,
  • определенные вещества, встречающиеся в некоторых продуктах, например, в ревене и шпинате.

Потери минеральных веществ при тепловой обработке продуктов питания значительно меньше, чем потери витаминов. Однако при рафинировании или очистке часть минеральных веществ удаляется. Поэтому важно есть больше цельнозерновых и нерафинированных продуктов. Минеральные вещества могут образовывать соединения с другими веществами, содержащимися в продуктах питания (например, с оксалатами в ревене), в результате чего организм не может их усвоить.

Таблица 1
Названия и источники важнейших минеральных веществ

Обозначение

Название

Лучшие источники *

Макроэлементы

Na

натрий

поваренная соль (NaCl), готовая еда, сыр, ржаной хлеб, консервы, мясные продукты, оливки, картофельные чипсы

K

калий

растительные продукты: сушеные фрукты и ягоды, орехи, семена, топинамбур, картофель, редис, капуста, зеленые овощи, мука «Кама», свёкла, банан, ржаной хлеб, смородина, томаты

Ca

кальций

молоко и молочные продукты (особенно сыр), миндаль, орехи, семена, рыба (с костями), шпинат

Mg

магний

орехи, семена, мука «Кама», ржаной хлеб, шпинат, бобовые, греча, цельнозерновые продукты, свинина, говядина и курятина, банан, брокколи

P

фосфор

семена, орехи, молочные продукты (особенно сыр), печень, птица, говядина, ржаной хлеб, рыба, цельнозерновые продукты, бобовые

S

сера

продукты с белками, содержащими аминокислоты метионин (зерновые, орехи) и цистеин (мясо, рыба, соевые бобы, зерновые)

Cl

хлор

поваренная соль

Микроэлементы

Fe

железо

печень, кровяная колбаса, семечки, яйца, изюм, ржаной хлеб, нежирная говядина и свинина, цельнозерновые продукты, греча, клубника

Zn

цинк

печень, мясо, мука «Кама», семена, орехи, сыр, ржаной хлеб, бобовые, дары моря (крабы, салака), цельнозерновые продукты, яйца

Cu

медь

печень, какао-порошок, мясо, бобовые, цельнозерновые продукты, семена, орехи, греча, ржаной хлеб, лосось, авокадо, свёкла, дары моря

I

йод

йодированная соль, рыба и другие дары моря, сыр, яйца, некоторые виды ржаного хлеба и йогурта

Se

селен

арахис, печень, рыба и дары моря, семена подсолнечника, мясо

* Количество, содержащееся в 100 г продукта, покрывает не менее 10% суточной потребности взрослой женщины

Таблица 2
Рекомендуемые в зависимости от возраста суточные нормы потребления важнейших минеральных веществ

Возраст

Натрий, мг

Кальций, мг

Калий, г

Магний, мг

Железо, мг

Цинк, мг

Медь, мг

Йод, мкг

Селен, мкг

Дети

6–11 месяцев

до 650

550

1,1

80

8

5

0,3

60

15

12–23 месяца

до 830

600

1,4

85

8

6

0,3

90

25

2–5 лет

до 1580

600

1,8

120

8

6

0,4

90

30

6–9 лет

до 1580

700

2

200

9

7

0,5

120

30

Женщины

10–13 лет

до 2400

900

2,9

300

11

8

0,7

150

40

14–17 лет

до 2400

900

3,1

320

15

9

0,9

150

50

18–30 лет

до 2400

900

3,1

320

15

9

0,9

150

50

31–60 лет

до 2400

800

3,1

320

15

9

0,9

150

50

61–74 лет

до 2400

800

3,1

320

10

9

0,9

150

50

> 75 лет

до 2400

800

3,1

320

10

9

0,9

150

50

Беременные

до 2400

900

3,1

360

15

10

1

175

60

Кормящие матери

до 2400

900

3,1

360

15

11

1,3

200

60

Мужчины

10–13 лет

до 2400

900

3,3

300

11

11

0,7

150

40

14–17 лет

до 2400

900

3,5

380

11

12

0,9

150

60

18–30 лет

до 2400

900

3,5

380

10

9

0,9

150

60

31–60 лет

до 2400

800

3,5

380

10

9

0,9

150

60

61–74 лет

до 2400

800

3,5

380

10

10

0,9

150

60

> 75 лет

до 2400

800

3,5

380

10

10

0,9

150

60

* Для 18–20-летних рекомендуемая суточная доза составляет 900 мг кальция и 700 мг фосфора.
** Потребность в железе зависит от потери железа при менструациях. Для женщин в постменопаузе рекомендуемая дневная доза железа составляет 10 мг.
*** Для достижения сбалансированного содержания железа во время беременности в организме женщины должны иметься запасы железа как минимум на 500 мг больше, чем до беременности. В двух последних триместрах беременности, в зависимости от уровня железа в организме, может потребоваться дополнительный прием железа.
**** На самом деле, селена можно потреблять больше указанной в таблице рекомендованной дозы, поскольку селен по-разному всасывается из разных источников и происходит постоянное обеднение им поверхности, т.е. таблицы питательной ценности продуктов «не поспевают» за истинным положением дел (в них зачастую указываются значения больше реальных).

Максимальные разовые безопасные дозы минеральных веществ и пищевых добавок:
Минеральное веществоДоза
Кальций (мг)2500
Фосфор (мг)3000
Калий  (мг)3,7*
Железо  (мг)60
Цинк (мг)25
Медь (мг)5
Йод (мкг)600
Селен (мкг)300

* Только из биоактивных добавок или обогащенной пищи

Справочная информация. Сталь марки Ст3

Сталью называют сплав железа, углерода и примесей, при этом доля железа в нем составляет не менее 45%. Получают сырье посредством переработки чугуна с помощью конверторного, мартеновского, электротермического способов. Сутью процесса является оптимизация состава стали в соответствии с действующими ГОСТами: обогащение стали углеродом, проведение раскисления и пр.

ГОСТ 380-2005 нормирует выпуск углеродистой стали обыкновенного качества, к которой относится и сталь марки Ст3. Предназначена она для изготовления сортового и фасонного проката, толсто- и тонколистового, широкополосного и холоднокатаного тонколистового. Трубы, штамповки и поковки, ленты, проволоки и метизы – все это получают из стали Ст3.

Физико-химические свойства

Характеристики стали Ст3 являются основанием для широчайшего применения. Без стали Ст 3 в наше время не возможно строить, возводить подземные и наземные коммуникации, производить транспорт, и даже станки и агрегаты.

Из данной разновидности сырья получают стальной лист, круг, балку, шестигранник, швеллер – самые востребованные продукты черного металлопроката.

О раскислении стали

Раскисление стали-это химический процесс удаления из расплавленного сырья кислорода, который в данном случае определяют примесью, ухудшающей механические свойства сплава.

Для раскисления применяют такие элементы, как марганец, кремний, алюминий. Сила их воздействия различается. Так, самым «слабым» является марганец, «сильным» — алюминий.

Стоит отметить, что сталь 3 (ГОСТ 380-2005) маркируется только с уточнением степени раскисления («кп», «пс» и «сп»). Имеют место марки стали Ст3кп, Ст3пс, Ст3сп, их модификации с повышенным содержанием марганца (Ст3Гсп и Ст3Гпс).

Сталь, раскисленную марганцем, кремнием и алюминием называют спокойной и обозначают буквенным сочетанием «сп», марганцем и алюминием – полуспокойной («пс»), только марганцем – кипящей («кп»).

Спокойная сталь – это самая дорогая по стоимости сталь. Она лишена кислорода, характеризируется гомогенной (однородной) структурой, которая призвана по природе своей придать сплаву пластичность и максимальную устойчивость к коррозии. Спокойный стальной сплав Ст3 (ГОСТ 380-2005) используют при сооружении жестких металлоконструкций, несущих и ненесущих элементов. Из данной марки стали изготавливают:

Полуспокойные стали занимают среднюю позицию между спокойными и кипящими видами сырья. В них присутствует кислород, что сообщает сырью менее выраженные свойства твердости и пластичности.

Химический состав нельзя назвать однородным. Из марки данной стали производят листовой и трубный прокат, такой известный продукт, как балка. Полуспокойные стали идут также на изготовление полос и кругов, квадратов и уголков, шестигранников и закладных деталей.

Что касается кипящих сталей, то это – самые доступные по цене конструкционные стали. Себестоимость получения невысока, но при этом изделия из такой стали (слитки, слябы, готовые листы) прекрасно обрабатываются при любых термических условиях.

По плотности сталь 3 данной модификации неоднородна, тем не менее, при правильном использовании и соблюдении соответствующих требований, она является одним из самых недорогих и практичных видов сырья.

В ГОСТе 380-2005 указано, что изготовитель вправе самостоятельно установить степень раскисления сплава, если заказчик ее не определил.

Особенности химического состава стали марки Ст3

В химическом составе элементов Ст3 (по ГОСТу 380-2005) массовая доля углерода составляет от 0,14 до 0, 22 % в зависимости от все той же степени раскисления. Содержание марганца – 0,3 -1,10, кремния – от 0,05 до 0,30. Примеси — хром, никель, фосфор, медь, сера, азот составляют около 1%.

Стоит отметить, что одним из основных раскислителей при выплавке сталей на сегодня является кремний. По сути, этот элемент и определяет тип стали. В полуспокойных сталях его содержание доходит до 0,10 %, тогда как в спокойных – до 0,40 %.

Кремний увеличивает прочность феррита, почти не снижая его пластичности, при концентрации в сплаве до 0,30 % — полностью растворяется. Известно, что содержание данного элемента в большем объеме (более 0,40 %) только ухудшает отмеченные стали 3 характеристики.

В сочетании с марганцем или молибденом кремний обеспечивает сплаву высокую закаливаемость, увеличивает предел упругости и предел текучести, сообщает устойчивость к воздействию перепадов температур. Именно плотность стали 3, раскисленная и обогащенная подобным образом обуславливает ее востребованность и широкий спектр применения.

Свариваемость стали Ст3

Потребителям импонирует сталь 3: технические характеристики ее с учетом модификаций – универсальны. Одно из важных достоинств марки – хорошая свариваемость.

Сплав позволяет применять ручные и автоматические дуговые способы сварки (под флюсом и газом), а также электрошлаковый и контактно-точечный методы. Сталь 3 используют и для производства кованых изделий (различных решеток, ограждений и т.д.).

Как читать маркировку

Марка стали Ст3 в стандартном заказе выглядит следующим образом: например, Ст3Гсп ГОСТ 380-2005. Здесь:

  • «Ст» – сталь углеродистая обыкновенного качества;

  • 3 — условный номер марки стали (в зависимости от химического состава всего их прописано в ГОСТе 380-2005 – семь)

  • Г – маркировка массовой доли марганца при доле в составе – выше 0,8 %;

  • «Сп» — степень раскисления стали.

Вернуться к разделу » Сплавы. Справочная информация»

Марганец — Информация об элементе, свойства и использование

Расшифровка:

Химия в ее стихии: марганец

(Promo)

Вы слушаете Химию в ее стихии, представленную вам Chemistry World, журналом Королевского химического общества.

(Конец промо)

Крис Смит

Здравствуйте! На этой неделе элемент, который лежит в основе фотосинтеза растений, борется со свободными радикалами, укрепляет сталь, образует загадочные узелки на дне океана и даже смешивается с магнием.Вот Рон Каспи.

Рон Каспи

Я всегда чувствую, что марганцу, к сожалению, не уделяют должного внимания. Это пятый по распространенности металл в земной коре и второй по распространенности переходный металл после железа, но, скажем, марганец и многие люди подумают о гораздо более знакомом магнии. Есть веская причина, по которой названия этих двух элементов настолько похожи до степени смешения, но мы вернемся к этому через минуту. Существует более 300 различных минералов, содержащих марганец. Крупные земные месторождения находятся в Австралии, Габоне, Южной Африке, Бразилии и России.Еще более захватывающими являются загадочные три триллиона тонн марганцевых конкреций, покрывающих большую часть дна океана. Эти конкреции никогда не покрываются постоянно накапливающимся осадком. Им удается всегда оставаться над отложениями из-за постоянных толканий и поворотов их хранителей, мелких животных, которые живут на дне океана. В разработку методов добычи конкреций было вложено почти полмиллиарда долларов, но они обнаружены на такой глубине, в основном на глубине от 4 до 6 километров, что добыча по-прежнему коммерчески нецелесообразна.

Марганец — чрезвычайно универсальный элемент. Он может существовать в шести различных степенях окисления. В природе он обычно находится либо в восстановленном состоянии +2, которое легко растворяется в воде, либо в состоянии +4, которое образует многие типы нерастворимых оксидов. Форма +3 марганца используется в качестве мощного оружия для грибов сухой гнили, разрушающих древесину. Древесина содержит много лигнина — полимера, который практически не разрушается биологическими системами; неразрушимый, если вы не используете марганец.Грибковый фермент, пероксидаза марганца, окисляет атомы марганца +2 до марганца +3, которые затем отправляются в крошечные пространства внутри деревянной решетки. Марганец +3 обладает высокой реакционной способностью и может разрушать химические связи лигнина, делая его доступным в качестве пищи для грибов. Грибы — не единственные организмы, которые используют возможности химии марганца. Марганец является важным элементом для всех форм жизни. Это абсолютно необходимо для активности нескольких ферментов, которые должны связать атом марганца, прежде чем они смогут функционировать, в том числе супероксиддисмутазы, фермента, который защищает нас от вредного воздействия токсичных кислородных радикалов.

Одна из важнейших биологических реакций, фотосинтез, полностью зависит от марганца. Это звездный игрок в реакционном центре фотосистемы II, где молекулы воды превращаются в кислород. Без марганца не было бы фотосинтеза в том виде, в каком мы его знаем, и не было бы кислорода в атмосфере. Хотя биология открыла марганец на ранней стадии, человечеству потребовалось немного больше времени. Уже в Древнем Египте стеклодувы, которым надоело свое зеленоватое стекло, основанное на добавлении в смесь небольших количеств определенных минералов, они могли делать совершенно прозрачное стекло.В то время они этого не осознавали, но эти минералы, получившие нежное название Sapo vitri или стеклянное мыло, были оксидами марганца. Отличные руды были найдены в районе Магнезии, регионе северной Греции, к югу от Македонии, и именно так начались проблемы с марганцевыми названиями. Различные руды этого региона, в состав которых входили как магний, так и марганец, назывались просто магнезией. В 1600-х годах термин magnesia alba или белая магнезия был принят для обозначения минералов магния, в то время как черная магнезия или черная магнезия использовались для более темных оксидов марганца.Кстати, известные магнитные минералы, которые были обнаружены в этом регионе, получили название Lapis magnis или камень магнезии, который со временем стал сегодняшним магнитом. Некоторое время в отношении марганца и магния существовала полная путаница, но в конце 18-го -го века группа шведских химиков во главе с Торберном Бергманом была убеждена, что марганец является самостоятельным элементом. В 1774 году Шееле, член группы, представил эти заключения Стокгольмской академии, а позже в том же году Иоганн Ган, другой член группы, стал первым человеком, который очистил марганец и доказал, что это элемент.На это ушло еще несколько лет, но к 1807 году название марганец было принято всеми.

Сегодня марганец используется в бесчисленных промышленных целях. Безусловно, наиболее важным является производство стали. Когда сэр Генри Бессемер изобрел процесс производства стали в 1856 году, его сталь распалась при горячей прокатке или ковке; проблема была решена позже в том же году, когда Роберт Фостер Мушет, другой англичанин, обнаружил, что добавление небольшого количества марганца в расплавленное железо решает проблему. Поскольку марганец имеет большее сродство к сере, чем железо, он превращает легкоплавкий сульфид железа в стали в тугоплавкий сульфид марганца.С тех пор вся сталь содержит марганец. Фактически, около 90% всего производимого сегодня марганца используется в производстве стали.

От загадочных конкреций на дне океана до разложения древесины, от древнего стекловарения до современного производства стали, от борьбы с кислородными радикалами до фотосинтеза — марганец всегда играл захватывающую роль в химии, геологии и биологии наша планета, роль, которая серьезно недооценивается.

Крис Смит

Рон Каспи. В следующий раз, к дерзкому химическому веществу с некоторыми практическими, а также менее чем практическими применениями, если вы не шутник.

Андреа Селла

Сплавы, содержащие висмут, использовались для предохранительных клапанов и котлов, плавясь, если температура поднималась слишком высоко, и классическая шутка, изобретенная в викторианские времена, заключалась в отливке ложек из сплава, состоящего из 8 частей висмута, 5 частей свинца и 3 части жесть. Его температура плавления достаточно низка, чтобы ложка растворилась в чашке горячего чая, к удивлению ничего не подозревающего посетителя.

Крис Смит

Андреа Селла, которая расскажет историю висмута на следующей неделе в программе «Химия в ее стихии».Я надеюсь, ты сможешь присоединиться к нам. Я Крис Смит, спасибо за внимание и до свидания!

(промо)

(конец промо)

Марганец (Mn) — химические свойства, воздействие на здоровье и окружающую среду

Марганец является химически активным элементом розовато-серого цвета. Это твердый металл и очень хрупкий. Трудно плавится, но легко окисляется. В чистом виде марганец реакционноспособен, и в виде порошка он горит в кислороде, вступает в реакцию с водой (ржавеет, как железо) и растворяется в разбавленных кислотах.

Применения

Марганец необходим для производства чугуна и стали. В настоящее время на производство стали приходится от 85% до 90% от общего спроса, большая часть от общего спроса. Марганец является ключевым компонентом недорогих составов нержавеющей стали и некоторых широко используемых алюминиевых сплавов. Диоксид марганца также используется в качестве катализатора. Марганец используется для обесцвечивания стекла и изготовления стекла фиолетового цвета. Перманганат калия является сильным окислителем и используется в качестве дезинфицирующего средства. Другие соединения, которые находят применение, — это оксид марганца (MnO) и карбонат марганца (MnCO 3 ): первое идет в удобрения и керамику, второе является исходным материалом для производства других соединений марганца.

Марганец в окружающей среде

Марганец — один из самых распространенных металлов в почвах, где он встречается в виде оксидов и гидроксидов и циклически проходит через различные степени окисления. Марганец встречается в основном в виде пиролюзита (MnO 2 ) и в меньшей степени в виде родохрозита (MnCO 3 ). Ежегодно добывается более 25 миллионов тонн, что составляет 5 миллионов тонн металла, а запасы оцениваются в более чем 3 миллиарда тонн металла. Основные районы добычи марганцевых руд — Южная Африка, Россия, Украина, Грузия, Габон и Австралия.
Марганец является важным элементом для всех видов. Некоторые организмы, такие как диатомовые водоросли, моллюски и губки, накапливают марганец. В тканях рыбы может быть до 5 частей на миллион, а у млекопитающих — до 3 частей на миллион, хотя обычно у них содержится около 1 части на миллион.

Марганец — очень распространенное соединение, которое можно найти повсюду на Земле. Марганец является одним из трех основных токсичных микроэлементов, а это означает, что он не только необходим для выживания человека, но и токсичен при слишком высоких концентрациях в организме человека.Когда люди не соблюдают рекомендованные суточные нормы, их здоровье ухудшается. Но при слишком высоком уровне потребления также могут возникнуть проблемы со здоровьем.

Поглощение марганца человеком в основном происходит с пищей, такой как шпинат, чай и травы. Продукты питания, содержащие самые высокие концентрации, — это зерно и рис, соевые бобы, яйца, орехи, оливковое масло, стручковая фасоль и устрицы. После всасывания в человеческий организм марганец будет транспортироваться через кровь в печень, почки, поджелудочную железу и эндокринные железы.

Воздействие марганца происходит в основном на дыхательные пути и мозг. Симптомами отравления марганцем являются галлюцинации, забывчивость и повреждение нервов. Марганец также может вызывать болезнь Паркинсона, эмболию легких и бронхит. Когда мужчины подвергаются воздействию марганца в течение длительного периода времени, они могут стать импотентами.
Синдром, вызванный марганцем, имеет такие симптомы, как шизофрения, тупость, слабость мышц, головные боли и бессонница.

Поскольку марганец является важным элементом для здоровья человека, нехватка марганца также может иметь последствия для здоровья.Это следующие эффекты:

— Жирность
— Непереносимость глюкозы
— Свертывание крови
— Проблемы с кожей
— Пониженный уровень холестерина
— Нарушения скелета
— Врожденные дефекты
— Изменение цвета волос
— Неврологические симптомы

Хроническое отравление марганцем может возникнуть в результате длительного вдыхания пыли и дыма. Центральная нервная система является основным местом поражения от болезни, которое может привести к необратимой инвалидности. Симптомы включают в себя вялость, сонливость, слабость, эмоциональные расстройства, спастическую походку, повторяющиеся судороги в ногах и паралич.Высокий уровень заболеваемости пневмонией и другими инфекциями верхних дыхательных путей был обнаружен у рабочих, подвергшихся воздействию пыли или дыма соединений марганца. Соединения марганца являются экспериментальными сомнительными онкогенными агентами.

Соединения марганца естественным образом присутствуют в окружающей среде в виде твердых частиц в почве и мелких частиц в воде. Частицы марганца в воздухе присутствуют в частицах пыли. Обычно они оседают на земле в течение нескольких дней.
Люди увеличивают концентрацию марганца в воздухе в результате промышленной деятельности и сжигания ископаемого топлива. Марганец, полученный из человеческих источников, также может попадать в поверхностные, грунтовые и сточные воды. Благодаря применению марганцевых пестицидов марганец попадет в почву.

Для животных марганец является важным компонентом более чем тридцати шести ферментов, которые используются для метаболизма углеводов, белков и жиров. У животных, которые едят слишком мало марганца, будет нарушаться нормальный рост, формирование костей и размножение.

Для некоторых животных смертельная доза довольно низка, что означает, что у них мало шансов выжить даже при меньших дозах марганца, когда они превышают основную дозу. Вещества марганца могут вызывать заболевания легких, печени и сосудов, снижение артериального давления, нарушение развития плодов животных и повреждение головного мозга.

Поглощение марганца через кожу может вызвать тремор и нарушение координации. Наконец, лабораторные тесты с подопытными животными показали, что тяжелое отравление марганцем может даже вызвать развитие опухоли у животных.

У растений ионы марганца переносятся к листьям после поглощения из почвы. Когда из почвы может абсорбироваться слишком мало марганца, это вызывает нарушения в механизмах растений. Например, нарушение разделения воды на водород и кислород, в котором марганец играет важную роль.

Марганец может вызывать симптомы токсичности и дефицита у растений. Когда pH почвы низкий, дефицит марганца встречается чаще.

Высокотоксичные концентрации марганца в почвах могут вызывать набухание клеточных стенок, увядание листьев и появление коричневых пятен на листьях.Эти эффекты также могут вызывать недостатки. Между токсичными концентрациями и концентрациями, вызывающими дефицит, может быть обнаружена небольшая область концентраций для оптимального роста растений.

Вернуться к диаграмме периодические элементы

Рекомендуемое суточное потребление марганца

Химия марганца — Химия LibreTexts

Название 25-го элемента происходит от латинского слова magnes магнит.Он был открыт в 1774 году Шееле и изолирован позже в том же году Йоханом Ганом. Марганец — один из немногих элементов, которые люди используют ежедневно. В 1774 году шведский ученый Иоганн Готлиб Ган смог выделить металлический марганец, восстановив соединение диоксида марганца. Примечательно, что марганец использовался людьми на протяжении веков.

Введение

В чистом виде Марганец — твердый, хрупкий металл серо-белого цвета. Он наиболее известен как легирующий агент для стали.Он улучшает способность к горячей обработке стали и повышает устойчивость к ударам. Римская империя использовала марганец в своем оружии, и они смогли победить своих врагов. Свойство твердости марганца помогло им создать прочную боевую технику. Кроме того, люди использовали соединения марганца за столетия до зарождения человеческой цивилизации. История использования марганца восходит к эпохе каменного века, когда кочевники использовали его в качестве пигмента для украшения своих пещер и священных мест. Марганец — это элемент, который помогал и до сих пор помогает людям улучшить свою личную жизнь различными способами.

История марганца

  • 1771-Марганец, признанный шведским химиком Шееле элементом
  • 1774 — Впервые выделено J.G. Ган.
  • 1799 — выдано патентов в Великобритании на использование марганца в сталеплавильном производстве
  • 1808-Патенты выданы в Великобритании. для использования марганца в сталеплавильном производстве
  • 1816-Немецкий исследователь обнаружил, что марганец увеличивает твердость железа, не уменьшая его пластичность или ударную вязкость.
  • 1826-Prieger в Германии произвел ферромарганец, содержащий 80% марганца, в тигле.
  • 1840-J.M. Хит производил металлический марганец в Англии.
  • 1841 г. Началось промышленное производство «spiegeleisen», чугуна с высоким содержанием марганца.
  • 1875-Промышленное производство ферромарганца с содержанием марганца 65%. стартовал
  • 1860-Начало современной черной металлургии.
  • 1868-Изобретение сухого элемента с использованием диоксида марганца

Откуда это?

Можно подумать, что изначально марганец находился в металлической форме, но это не так.Марганец не встречается в природе как свободный металл, о котором нам нравится думать. Вместо этого марганец существует в виде минералов с добавками оксидов, силикатов и карбонатов, добавленных к смеси. Большая часть маганезии добывается из руд, найденных в разных местах по всему миру. Известно также, что марганец находится на дне океана в виде конкреций, которые представляют собой большие куски металлических руд.

Физические свойства

Атомная структура марганца включает четыре электронные подоболочки.

  • Первая подоболочка содержит 2 электрона
  • Вторая подоболочка содержит 8 электронов
  • Третья подоболочка содержит 13 электронов
  • Четыре подоболочки содержат 2 электрона

Другие свойства марганца:

Символ: млн
Атомный номер: 25
Массовое число: 54.93805 а.е.м.
Электронная конфигурация: [Ар] 3d 5 4s 2
Энергия ионизации: Первый: 717
Секунда: 1509
Третий: 3248
Общие состояния окисления: +2, +3, +4, +7
Точка плавления: 1245 С
Температура кипения 1862 С
Плотность 7470 кг / м 3

Реакции марганца в окружающем мире

Марганец очень химически активен и обладает способностью вступать в реакцию с различными химическими элементами, которые мы наблюдаем ежедневно, что позволяет разнообразить его функции и способы использования.Благодаря своей валентно-электронной конфигурации, он позволяет нам использовать его по-разному и уникальным образом, чем обычно другие элементы не могут быть использованы. В биологических системах марганец является важнейшим компонентом витамина \ (B_1 \).

Чистый металл производится из наиболее распространенного соединения (\ (MnO_2 \) — 10 th , наиболее распространенное соединение в земной коре). Его можно восстановить химическим путем или очистить электролитическим способом. Элемент имеет по крайней мере 5 стабильных степеней окисления с отличительными цветами (что типично для переходных металлов).Обычно он встречается в лаборатории как соединение \ (KMnO_4 \), которое является сильным окислителем. \ (MnO_2 \) катализирует разложение \ (H_2O_2 \) и иногда используется для мелкомасштабного производства газообразного кислорода в лаборатории.

Марганец и воздух

По своему расположению в таблице Менделеева, марганец немного менее электроотрицателен, чем его соседи, что делает его немного менее реактивным по отношению к воздуху. Металлический марганец имеет способность гореть в присутствии кислорода с образованием Mn 3 O 4 .

\ [\ ce {3Mn (s) + 2O2 (g) \ rightarrow Mn_3O4 (s)} \]

Марганец и азот

Марганец может реагировать в присутствии азота, который также содержится в воздухе, с образованием \ (Mn_3N_2 \).

\ [\ ce {3Mn (s) + N2 (g) \ rightarrow Mn3N2 (s)} \]

Марганец и вода

Если рассматривать все в нормальных условиях, марганец не вступает в реакцию с водой

Марганец и кислоты

Марганец легко растворяется в кислых растворах

Марганец и галогены

Марганец реагирует с галогенами группы 17 с образованием галогенидов марганца (II).Например, если марганец реагирует с хлором, образуется хлорид марганца (II). Несколько примеров реакций показаны ниже, но реакции с другими галогенами, такими как фтор, аналогичны.

\ [Mn (s) + Cl_2 (g) \ rightarrow MnCl_2 (s) \]

\ [Mn (s) + Br_2 (g) \ rightarrow MnBr_2 (s) \]

\ [Mn (s) + I_2 (g) \ rightarrow MnI_2 (s) \]

Ядерная химия марганца

Марганец, как и многие другие элементы периодической таблицы, особенно металлы, способен образовывать изотопы.Существует больше изотопов, чем перечислено. Однако те изотопы, которые не показаны в таблице, представляют собой изотопы, период полураспада которых легко найти.

Изотоп Период полураспада
Мн51 46,2 мин.
Мн52 5.591 сут
Мн53 370 000 лет
Мн54 312.3 дня
Мн55 конюшня
Мн56 2,57
Мн57 1,45 мин.

Использование марганца в современном мире

Здоровье и биология

Использование марганца для личного здоровья людей и в медицине сегодня по-прежнему важно, как никогда. Хотя многие люди могут опасаться важности потребления важных минералов вместе с витаминами, многие не слишком осведомлены о важности потребления марганца в рационе человека.Наличие марганца в организме жизненно важно для процессов на клеточном уровне. Без него жизненно важные ферменты нарушаются и могут вызвать проблемы со здоровьем. Например, марганец помогает в формировании соединительной ткани в нашем организме, без него или с минимальным количеством, связки и мышцы, например, менее гибкие, и травмы могут возникать с большей вероятностью. Однако, если употребить слишком много марганца, могут возникнуть такие проблемы со здоровьем, как слабость, сонливость и даже паралич.К счастью, потребление слишком большого количества марганца встречается очень редко и обычно случается с теми, кто работает на шахтах или фабриках, которые могут вдыхать марганцевую пыль.

Промышленность и технологии

Присутствие марганца в таких отраслях, как сталелитейная промышленность, имеет решающее значение для успеха именно в этой отрасли. Если мы оглянемся на историю марганца, представленную в начале этого модуля, мы увидим, что использование марганца в стали возникло не недавно, а в конце 1700-х годов.Тем не менее, этот метод до сих пор используется из-за его влияния на качество и свойства стали. Марганец используется для образования сплава в стали, что, в свою очередь, приводит к лучшим свойствам, таким как ударная вязкость, жесткость, износостойкость, твердость и, что наиболее важно, прочность. Марганец также способствует улучшению качества стали при прокатке и ковке. Марганец также отвечает за окрашивание стекла в пурпурный оттенок и может также использоваться в отраслях, где примеси в стекле образуются из-за примесей железа, поскольку марганец может вернуть стеклу его нормальный цвет.

В технике, хотя и не современной, как это было сделано в 1868 году, марганец используется в изобретении сухих элементов. Это диоксид марганца, который используется для деполяризации.

Проблемы

1. Запишите химическую реакцию между марганцем и галогенфтором.
2. Насколько активен марганец с водой?
3. Каково одно из основных применений марганца в технике?
4. Какая электронная конфигурация марганца?
5.Какие степени окисления может принимать марганец?

ответов

1. Mn (s) + F 2 (g) → MnF 2 (s)
2. Марганец не вступает в реакцию с водой при нормальных условиях.
3. Марганец широко используется в сталелитейной промышленности. Он используется для улучшения свойств стали, чтобы сделать сплавы более прочными и жесткими.
4. [Ar] 3d 5 4s 2
5. +2, +3, +4, +5, +6, +7

Список литературы

  1. Петруччи, Ральф, Уильям Харвуд и Ф.Джеффри Харинг. Общая химия: принципы и современные приложения. Верхняя река Сэдл: Pearson Prentice Hall, 2007
  2. Зумдаль, Стивен С., химия, пятое издание. Хоутон Миффлин, Нью-Йорк, 2000

Авторы и авторство

  • Марисоль Аумада и Абель Сильва
  • Дэвид Джин (UCD)

Марганец | Введение в химию

Цель обучения
  • Предскажите склонность к окислению или восстановлению разновидностей марганца, учитывая их формулу или степень окисления.

Ключевые моменты
    • Наиболее распространенными степенями окисления марганца являются 2+, 3+, 4+, 6+ и 7+.
    • Самая стабильная степень окисления марганца — 2+, который имеет бледно-розовый цвет. Это состояние, используемое в живых организмах для выполнения важных функций; другие состояния токсичны для человеческого организма.
    • Твердые соединения марганца (III) характеризуются предпочтением искаженной октаэдрической координации.
    • Марганец является незаменимым микроэлементом во всех формах жизни.

Условия

Степень окисления

  • Чистая сумма отрицательных, за вычетом положительных, зарядов на атоме.
  • парамагнетик Проявляет парамагнетизм (склонность магнитных диполей выравниваться по внешнему магнитному полю).
  • марганец Металлический химический элемент (обозначение Mn) с атомным номером 25.
  • .


Свойства марганца

Марганец — серебристо-серый металл, напоминающий железо. Он твердый и очень хрупкий, трудно плавится, но легко окисляется.Металлический марганец и его обычные ионы парамагнитны.

Степени окисления марганца

Наиболее распространенные степени окисления марганца — 2+, 3+, 4+, 6+ и 7+. Mn 2+ часто конкурирует с Mg 2+ в биологических системах. Соединения марганца, у которых марганец находится в степени окисления 7+, являются мощными окислителями. Соединения со степенью окисления 5+ (синий) и 6+ (зеленый) являются сильными окислителями.

млн

2+

Самая стабильная степень окисления (степень окисления) для марганца — 2+, который имеет бледно-розовый цвет, и многие соединения марганца (II) являются общими, такие как сульфат марганца (II) (MnSO 4 ) и марганец (II). ) хлорид (MnCl 2 ).Степень окисления 2+ — это состояние, используемое в живых организмах для выполнения основных функций; другие состояния токсичны для человеческого организма. Окисление 2+ марганца происходит в результате удаления двух 4s-электронов, в результате чего остается высокоспиновый ион, в котором все пять 3d-орбиталей содержат один электрон.

млн

3+

Степень окисления 3+ наблюдается в таких соединениях, как ацетат марганца (III); это очень сильные окислители. Для твердых соединений марганца (III) характерно предпочтение искаженной октаэдрической координации и сильный пурпурно-красный цвет.

Другие степени окисления марганца

Степень окисления 5+ может быть получена, если диоксид марганца растворен в расплавленном нитрите натрия. Соли манганата (VI) также могут быть получены путем растворения соединений Mn, таких как диоксид марганца, в расплавленной щелочи при контакте с воздухом. Перманганатные соединения (степень окисления 7+) имеют фиолетовый цвет и могут придавать стеклу фиолетовый цвет. Перманганат калия, перманганат натрия и перманганат бария являются сильными окислителями. Перманганат калия находит применение в качестве местного лекарства (например, при лечении болезней рыб).Растворы перманганата калия были одними из первых красителей и фиксаторов, которые использовались при подготовке биологических клеток и тканей для электронной микроскопии.

Аргиназа Реактивный центр аргиназы с ингибитором бороновой кислоты — атомы марганца показаны желтым цветом.

Марганец в живых организмах

Марганец является незаменимым микроэлементом во всех формах жизни. Классы ферментов, содержащих кофакторы марганца, очень широки. Наиболее известными марганецсодержащими полипептидами могут быть аргиназа, дифтерийный токсин и Mn-содержащая супероксиддисмутаза (Mn-SOD).Mn-SOD — это тип SOD, присутствующий в митохондриях эукариот, а также в большинстве бактерий (этот факт согласуется с теорией бактериального происхождения митохондрий). Фермент Mn-SOD, вероятно, является одним из самых древних, поскольку почти все организмы, живущие в присутствии кислорода, используют его для борьбы с токсическим действием супероксида, образующегося в результате одноэлектронного восстановления двуокиси кислорода. В организме человека содержится около 12 мг марганца, который хранится в основном в костях; в тканях он в основном сосредоточен в печени и почках.В человеческом мозге марганец связан с металлопротеинами марганца, в первую очередь с глутаминсинтетазой в астроцитах.

Показать источники

Boundless проверяет и курирует высококачественный контент с открытой лицензией из Интернета. Этот конкретный ресурс использовал следующие источники:

Марганец

Химический элемент марганец относится к переходным металлам. Впервые он был признан отдельным химическим элементом в 1740 году.

Зона данных

Классификация: переходный металл
Цвет: серо-белый
Атомный вес: 54.9380
Состояние: цельный
Температура плавления: 1250 o C, 1523 K
Температура кипения: 2060 o C, 2333 K
Электронов: 25
Протонов: 25
Нейтроны в наиболее распространенном изотопе: 30
Электронные оболочки: 2,8,13,2
Электронная конфигурация: [Ар] 3d 5 4s 2
Плотность при 20 o C: 7.43 г / см 3

Показать больше, в том числе: тепла, энергии, окисления, реакций,
соединений, радиусов, проводимости

Атомный объем: 7,4 см 3 / моль
Состав: сложный (куб.)
Твердость: 6,0 МОС
Удельная теплоемкость 0,48 Дж г -1 K -1
Теплота плавления 12.91 кДж моль -1
Теплота распыления 283 кДж моль -1
Теплота испарения 219,74 кДж моль -1
1 st энергия ионизации 717,4 кДж моль -1
2 nd энергия ионизации 1509 кДж моль -1
3 rd энергия ионизации 3248.3 кДж моль -1
Сродство к электрону
Минимальная степень окисления -3
Мин. общее окисление нет. 0
Максимальное число окисления 7
Макс. общее окисление нет. 2
Электроотрицательность (шкала Полинга) 1,55
Объем поляризуемости 9.4 Å 3
Реакция с воздухом легкая, w / ht ⇒ Mn 3 O 4 , Mn 3 N 2
Реакция с 15 M HNO 3 легкая, ⇒ Mn (NO 3 ) 2 , NO x
Реакция с 6 M HCl мягкий, ⇒ H 2 , MnCl 2
Реакция с 6 М NaOH
Оксид (оксиды) MnO, Mn 3 O 4 , Mn 2 O 3 , Mn 2 O 7
Гидрид (ы) Нет
Хлорид (ы) MnCl 2
Атомный радиус 140 вечера
Ионный радиус (1+ ион)
Ионный радиус (2+ ионов) 89 часов
Ионный радиус (3+ иона) 75.15:00
Ионный радиус (1-ионный)
Ионный радиус (2-ионный)
Ионный радиус (3-ионный)
Теплопроводность 7,81 Вт м -1 K -1
Электропроводность 0,5 x 10 6 См -1
Температура замерзания / плавления: 1250 o C, 1523 K

Марганцевые руды: Родохрозит (карбонат марганца) слева: розовый Mn 2+ .Пиролюзит (диоксид марганца) справа: черный Mn 4+ .

Без марганца эта картина не существовала бы. Фактически, на нашей планете не было бы развитых форм жизни. Марганец необходим для фотосинтеза.

Диоксид марганца придает черный цвет черным курильщикам — горячим геотермальным источникам на дне океана. Изображение предоставлено НАСА.

Наскальные рисунки возрастом 16000 лет в Ласко, Франция. Черный цвет был создан нашими предками с использованием диоксида марганца.

Открытие марганца

Автор: Дуг Стюарт

Соединения марганца использовались с древних времен.

В первом веке нашей эры, Плиний Старший, римский автор, описал, как черный порошок (диоксид марганца) использовался для производства бесцветного стекла. (1) Он до сих пор используется с той же целью.

Первое признание существования марганца как отдельного элемента было в 1740 году, когда немецкий химик Иоганн Генрих Потт заявил, что пиролюзит (диоксид марганца) содержит новый земной металл.До этого считалось, что пиролюзит представляет собой соединение железа.

Потт получил манганат калия сплавлением едкого калия (гидроксида калия) с пиролюзитом на воздухе.

Изменения цвета, которые он наблюдал в продукте, были зелеными / синими / красными / зелеными, что свидетельствует о том, что пиролюзит не содержит железа. (2), (2.1), (3)

Подробная информация о первом выделении металлического марганца была опубликована в 1770 году Игнатиусом Готфридом Каимом в диссертации под руководством химика Якаба Йожефа Винтерла.

Работая в Вене, Каим смешал порошкообразный пиролюзит с удвоенной массой черного флюса и сильно нагрел смесь. Состав флюса Каима неизвестен, хотя, вероятно, он был основан на древесном угле. (Флюс — это восстановитель.) Если это так, реакция будет:

MnO 2 + C → Mn + CO 2

Каим описал продукт реакции как бело-голубой блестящий хрупкий металл с множеством граней различной формы. При разрыве и осмотре сбоку он заметил синие пятна.

Каим утверждал, что в его продукте не было железа, но он знал, что его марганец не был чистым.

Он предложил другим химикам найти флюс, который мог бы производить чистый металл. (4), (5)

В Швеции Карл Вильгельм Шееле — первооткрыватель хлора и один из независимых первооткрывателей кислорода — знал, что пиролюзит содержит новый элемент. Его попытки изолировать его не увенчались успехом, и он попросил своего друга Йохана Готлиба Гана попробовать.

Gahn использовал метод, аналогичный тому, который Kaim использовал несколько лет назад, с древесным углем в качестве восстановителя.Ган использовал паяльную трубку, чтобы повысить температуру реакции.

Металл, который он произвел, был белым, твердым и хрупким; в разорванном виде имел зернистую структуру. Марганец Гана также был нечистым, но теперь новый металлический элемент получил широкое признание. (2)

Название марганца связано с использованием его соединений в стекольном производстве. Эти соединения на латыни назывались «magnes», что означает «магнит». (6)

Марганец на самом деле не магнитный!

Интересные факты о марганце

  • Марганец — важный элемент фотосинтеза.Без него на Земле не было бы свободного кислорода.
  • Человеческие тела содержат крошечное количество марганца: около 10-20 мг. Если вы разделите монету достоинством 10 центов на 100 равных частей, каждая из них будет весить больше, чем вес марганца у среднего человека. Несмотря на это, мы не сможем выжить без этого; марганец выполняет жизненно важные метаболические функции.
  • Марганец в организме человека необходимо часто пополнять, потому что наш организм не может его накапливать.
  • Неандертальцы могли использовать черный диоксид марганца в качестве косметического средства 50 000 лет назад. (7), (8)

Цвета на противоположных сторонах цветового круга отменяются.

Вы когда-нибудь задумывались, как банки для напитков могут быть такими тонкими? Марганец делает алюминий жестким, поэтому для изготовления банок для безалкогольных напитков его требуется меньше.

Переходные металлы хорошо известны своими многоцветными ионами. Наблюдайте за изменением цвета по мере того, как марганец меняет степень окисления с +7 на +6 до +4.

Внешний вид и характеристики

Вредные воздействия:

Избыток марганца, особенно при вдыхании порошка / пыли, токсичен.Воздействие пыли марганца или оксидов марганца может привести к заболеванию, называемому марганцем; симптомы напоминают симптомы болезни Паркинсона. К рабочим, подвергающимся особому риску воздействия, относятся шахтеры и сварщики.

Характеристики:

Марганец — это твердый, хрупкий металл серо-белого цвета, который можно отполировать до блеска. Он не магнитный. Металл тускнеет на воздухе и при нагревании окисляется до оксида марганца (II, III) (Mn 3 O 4 ).

Как и другие переходные металлы, марганец имеет несколько общих степеней окисления.Наиболее стабильным является +2, который представляет собой бледно-розовый цвет в водных растворах. Также важен +4, коричневый / черный, который содержится в диоксиде марганца; и +7 обнаружен в пурпурном перманганат-анионе MnO 4 . Степень окисления марганца +6 — зеленый.

Использование марганца

Более 2000 лет диоксид марганца используется для изготовления бесцветного стекла. Стекло сделано из песка (кремнезема), и большая часть песка содержит оксид железа (II), который естественным образом придает стеклу зеленый цвет.Иногда неверно утверждают, что диоксид марганца окисляет оксид железа (II) до оксида железа (III); с соответствующим изменением цвета от интенсивно-зеленого до бледно-желтого — и бледно-желтый слишком тусклый, чтобы его можно было увидеть.

На самом деле, настоящая причина обесцвечивания стекла — это дополнительные цвета. Цвета, которые находятся прямо напротив друг друга на цветовом круге (изображение: слева), нейтрализуют друг друга, оставляя бледно-серый цвет.

В стекле диоксид марганца образует силикат фиолетового цвета, который нейтрализует зеленый цвет железа (II). (9)

Диоксид марганца также используется в качестве черно-коричневого пигмента в краске и в качестве наполнителя в сухих батареях.

Большая часть марганцевой руды попадает в производство стали, где марганец обессеривает и раскисляет сталь.

Он также широко используется для производства различных важных сплавов. Например, алюминий, используемый для изготовления большинства банок для безалкогольных напитков, содержит около 1% марганца для улучшения жесткости банок и их устойчивости к коррозии.

Марганцевоорганические соединения можно добавлять в бензин для увеличения его октанового числа и уменьшения детонации двигателя.

Марганец — двенадцатый элемент земной коры по распространенности и важный микроэлемент для всего живого на Земле.

В организме человека несколько марганецсодержащих ферментов необходимы для метаболизма углеводов, холестерина и аминокислот. Обычно в нашем организме содержится около 10-20 мг марганца. Его нужно часто пополнять, потому что наш организм не может его хранить.Около четверти марганца в нашем организме находится в костях, а остальная часть равномерно распределяется по нашим тканям. (10)

Численность и изотопы

Изобилие земной коры: 0,1% по весу, 360 частей на миллион по молям

Солнечная система изобилия: 10 частей на миллион по весу, 0,2 части на миллион по молям

Стоимость, чистая: 6,5 $ за 100 г

Стоимость, оптом: 0,28 доллара за 100 г

Источник: Марганец встречается в основном в виде минерального пиролюзита (MnO 2 ) и родохрозита (MnCO 3 ).Марганец можно найти в марганцевых конкрециях на дне океана, но в настоящее время они коммерчески нежизнеспособны. В промышленных масштабах марганец получают путем восстановления руд с использованием алюминия. Марганец высокой чистоты получают электролизом сульфата марганца в растворе.

Изотопы: Марганец имеет 21 изотоп, период полураспада которых известен, с массовыми числами от 46 до 66. Встречающийся в природе марганец состоит из одного стабильного изотопа 55 Mn.

Список литературы
  1. С.Венецкий, Металл из черного камня, Металлург, 1 июля 1966 г., том 10, выпуск 7, с423-425.
  2. Мэри Эльвира Уикс, Открытие элементов. III. Некоторые металлы восемнадцатого века, J. ​​Chem. Образов., 1932, 9 (1), стр. 22. 2b. Мэри Эльвира Уикс, Открытие элементов., 1960, Шестое издание, стр. 169-173, Журнал химического образования.
  3. Леопольд Гмелин, Handbuch der Theoretischen Chemie., 1827, Vol. 1, часть 2, с. 882.
  4. Peter Joseph Macquers, Chymisches Wörterbuch oder Allgemeine Begriffe der Chymie nach Alphabetischer Ordnung, 1788, p572-573.
  5. J.C. Wiegleb, Geschichte des Wachsthums und der Erfindungen in der Chemie in der neuern Zeit, Zweyter Band von 1750 bis 1790., 1791, p104.
  6. Саул С. Хаубен, Происхождение названий элементов, J. Chem. Образов., 1933, 10 (4), стр. 227.
  7. Винфрид Хенке, Торольф Хардт, Справочник по палеоантропологии, 2007 г., том 1, стр. 1733, Springer.
  8. BBC Report, контейнеры неандертальской «косметики» обнаружены 9 января 2010 г.
  9. Дэвид Дингледи, Обесцвечивание стекла., J. Chem. Образов., 1965, 42 (3), с. 160.
  10. Дж. С. Гарроу, W.P.T. Джеймс, А. Ральф, Питание человека и диетология., 2000, стр. 202, Черчилль Ливингстон.
Цитируйте эту страницу

Для онлайн-ссылки скопируйте и вставьте одно из следующего:

  марганец 
 

или

  Факты об элементе марганца 
 

Чтобы процитировать эту страницу в академическом документе, используйте следующую ссылку, соответствующую требованиям MLA:

 «Марганец."Chemicool Periodic Table. Chemicool.com. 07 октября 2012 г. Web.
. 

Марганец — обзор | Темы ScienceDirect

Введение

Марганец (Mn) — это природный следовый металл, обычно встречающийся в окружающей среде. Это двенадцатый элемент земной коры по распространенности, он присутствует в породах, почве, воде и продуктах питания. Он не встречается в природе в чистом виде, и наиболее важными минералами, содержащими марганец, являются оксиды, карбонаты и силикаты (Post, 1999).Mn используется во многих промышленных процессах, включая: (1) производство чугуна и стали; (2) производство сухих аккумуляторных батарей; (3) присадки к мазуту и ​​антидетонационные добавки; (4) производство стекла; (5) производство перманганата калия и других химикатов марганца; и (6) производство фунгицидов и дубление кожи (Saric, 1986). Mn содержится в питьевой воде и естественным образом присутствует в продуктах питания, его самые высокие концентрации обычно содержатся в орехах, злаках, фруктах, овощах, зернах и чае.

Mn необходим для поддержания надлежащего функционирования и регулирования многих биохимических и клеточных реакций (Takeda, 2003), важных для людей, животных и растений. Он необходим для роста и развития и играет роль в иммунном ответе, гомеостазе сахара в крови, регуляции аденозинтрифосфата (АТФ), воспроизводстве, пищеварении и росте костей (Aschner and Aschner, 2005). Mn является необходимым компонентом многих металлоферментов, таких как супероксиддисмутаза Mn, аргиназа, фосфоенолпируватдекарбоксилаза и глутаминсинтаза (Aschner and Aschner, 2005).

Несмотря на свою существенность, Mn является обычным загрязнителем окружающей среды, который может вызывать токсические эффекты у людей. В частности, мозг очень чувствителен к токсичности Mn. Повышенная концентрация в головном мозге может происходить в различных условиях, причем вклад в заболеваемость людей обусловлен профессиональным, ятрогенным, медицинским воздействием и воздействием окружающей среды (Burton and Guilarte, 2009). Чрезмерное накопление Mn в определенных областях мозга, таких как черная субстанция (SN), бледный шар (GP) и полосатое тело, вызывает нейротоксичность, ведущую к дегенеративному заболеванию мозга, называемому манганизмом.Он характеризуется клиническими признаками и морфологическими поражениями, аналогичными тем, которые наблюдаются при болезни Паркинсона (БП) (Racette et al., 2001). Пациенты, страдающие манганизмом, демонстрируют характерную двухфазную модель физического упадка, включающую начальную фазу психических расстройств и неврологических нарушений, за которыми следуют двигательные нарушения, такие как акинетическая ригидность, дистония и брадискинезия (Calne et al., 1994; Olanow, 2004; Добсон и др., 2004).

Помимо неврологических эффектов, накопление Mn также связано с воздействием на репродуктивную функцию и развитие.В некоторых исследованиях сообщалось о нарушении фертильности, импотенции и либидо у мужчин-рабочих, страдающих клинически идентифицируемыми признаками манганизма, связанными с профессиональным воздействием Mn в течение 1-21 дня (Emara et al., 1971; Rodier, 1955), и предполагалось нарушение сексуальной функции у мужчин может быть одним из самых ранних клинических проявлений токсичности Mn.

Неблагоприятные эффекты Mn на развивающуюся нервную систему также вызывают особую озабоченность. В то время как дефицит Mn может привести к врожденным дефектам, плохому формированию костной ткани и повышенной предрасположенности к судорогам (Aschner, 2000; Aschner et al., 2002), чрезмерное воздействие марганца на детей связано с множеством неблагоприятных последствий для развития, особенно связанных с их поведением и способностью учиться и запоминать (Wasserman et al., 2006). Воздействие высоких доз Mn было связано с повышением концентрации Mn в мозге плода (Kontur and Fechter, 1985), хотя в нескольких исследованиях сообщалось о способности плаценты снижать системную доставку Mn в мозг плода. Более того, Mn играет роль в модуляции иммунной системы, а также в метаболизме белков, липидов и углеводов (Addess et al., 1997; Ашнер и др., 2002; Фитсанакис и Ашнер, 2005; Malecki et al., 1999). В этой главе описываются эффекты токсичности Mn и рассматриваются будущие потребности в исследованиях Mn.

Марганец-протектор | Химия природы

Джон Эмсли смотрит на жизненно важный элемент.

Марганец является важным элементом для всех видов.Он играет ключевую роль в защите клеток от супероксидного свободного радикала O 2 и выполняет это как фермент супероксиддисмутаза марганца (Mn-SOD), который превращает O 2 в H 2 O 2 . Марганец также необходим для других ферментов и участвует в метаболизме глюкозы, использовании витамина B1 и работе РНК.

Только в 1950-х годах стало понятно, что людям нужен марганец, отчасти потому, что наша потребность в нем очень мала: средний человек содержит только около 12 мг.Суточная доза составляет в среднем 4 мг, что более чем достаточно. Многие продукты содержат этот элемент, особенно злаки и орехи. Свекла имеет один из самых высоких уровней, как и французский деликатес — улитки. Однако слишком много марганца в виде пыли или паров может свести с ума, и шахтеры, добывающие минералы марганца, раньше страдали от симптомов «марганцевого безумия» с непроизвольным смехом или плачем, агрессией, бредом и галлюцинациями.

Сила Mn-SOD в защите живых клеток была продемонстрирована в 1950-х годах микробом Deinococcus radiodurans.Этот организм способен выжить в мясе, подвергающемся интенсивному облучению, накапливая марганец, а не железо, и используя его для уничтожения огромного количества свободных радикалов кислорода, которые производит радиация. Таким образом, он позволяет клеточному механизму репарации ДНК продолжать функционировать и не нарушать его полностью.

Предоставлено: © RICK MORGAN / ALAMY

Марганец был известен задолго до того, как он был выделен как элемент. Он представляет собой черный пиролюзит (диоксид марганца), который использовался пещерными художниками региона Ласко во Франции более 30 000 лет назад.Римский писатель Плиний Старший, погибший при разрушении Помпеи в 79 году нашей эры, писал о черном порошке, который стеклодувы использовали для получения кристально чистой продукции — это почти наверняка был пиролюзит, и он также использовался в качестве черного пигмента. гончары.

Марганцевые руды также свидетельствуют об изменениях в разнообразии планет на протяжении тысячелетий. Недостаток марганца в осадочных породах в период между 400 и 1800 миллионами лет назад указывал на время, когда в океанах был низкий уровень кислорода 1 .

Пиролюзит — самая распространенная марганцевая руда, из которой ежегодно добывается около 25 миллионов тонн. Если наземные месторождения когда-либо будут исчерпаны, нам придется эксплуатировать марганцевые конкреции на дне океана. По оценкам, их насчитывается около триллиона тонн (10 12 ), разбросанных по обширным территориям, особенно в северо-восточной части Тихого океана. В 1876 году парусное судно «Челленджер» было отправлено исследовать глубокие океаны, и оно вернулось с любопытными глыбами конической формы, которые были извлечены со дна океана.Оказалось, что они состоят в основном из марганца и, похоже, образовались вокруг зубов акул, которые являются одной из немногих частей живых существ, способных выжить на дне океана.

Жизнь тесно связана с марганцем, и в тех частях океана, где нет железа, успех морских диатомовых водорослей зависит от этого элемента. 2 . Это притяжение микробов к марганцу однажды может стать основой альтернативного источника металла с использованием микробов для извлечения марганца из низкосортных руд, как это делается в настоящее время для меди и золота 3 .

Металлический марганец как таковой не используется, потому что он слишком хрупкий, а 95% добытой руды переходит в сплавы — в основном сталь, к которой добавляется около 1% для улучшения ее прочности, рабочих свойств и износостойкости. Сплав, известный как «марганцевая сталь», содержит около 13% марганца, и патент на него был выдан в 1883 году 24-летнему металлургу Роберту Хэдфилду из Шеффилда. Этот металл чрезвычайно прочен и используется для изготовления железнодорожных путей, землеройных машин, сейфов, армейских шлемов, стволов для винтовок и тюремных решеток, и до сих пор его называют сталью Хэдфилда.

Соединения марганца также находят применение, например, диоксид марганца (IV) (MnO 2 ) добавляют в каучук и используют в качестве промышленного катализатора, а оксид марганца (II) (MnO) входит в удобрения, применяемые для производства марганца. дефицитные почвы. Перманганат калия (KMnO 4 ) со степенью окисления Mn (VII) используется для удаления органических примесей из отходящих газов и сточных вод. Таким образом, характерный пурпурный цвет перманганата калия является лишь второстепенным, хотя и красочным, аспектом элемента, который играет ключевую роль в нашей жизни и жизни планеты Земля.

История изменений

  • 03 октября 2014 г.

    В ранее опубликованной версии этой статьи In Your Element следовало указать, что некоторые отрывки в этом эссе основаны на марганцевой главе книги автора Nature’s Building Blocks.

Информация об авторе

Принадлежность

  1. Джон Эмсли — научный писатель, автор книги Nature’s Building Blocks и других книг

    Джон Эмсли

Автор, отвечающий за переписку

Джон Эмсли.

Об этой статье

Цитируйте эту статью

Эмсли, Дж. Марганец защитник.
Nature Chem 5, 978 (2013). https://doi.org/10.1038/nchem.1783

Ссылка для скачивания

Дополнительная литература

  • Элемент 25 — Марганец

    Австралийский химический журнал
    (2019)

  • В твоей стихии: защитник марганец

    Химия природы
    (2014)

.