Марганець

Марганець - Метал сріблясто-білого кольору. Поряд із залізом та його сплавами відноситься до чорних металів. Відомі п'ять алотропних модифікацій марганцю — чотири з кубічними і одна з тетрагональними кристалічними гратами. Марганець міститься в організмах всіх рослин і тварин, хоча його вміст зазвичай дуже мало, близько тисячних часток відсотка, він значно впливає на життєдіяльність, тобто є мікроелементом.

1. Структура
2. Властивості
3. Запаси та видобуток
4. Походження
5. Застосування
6. Класифікація
7. Фізичні властивості
8. Оптичні властивості
9. Кристалографічні властивості

СТРУКТУРА

Марганець має 4 поліморфні модифікації: α-Мn (кубічна об'ємноцентрована решітка з 58 атомами в елементарному осередку), β-Мn (кубічна об'ємноцентрована з 20 атомами в осередку), γ-Мn (тетрагональна з 4 атомами в осередку) та δ-Mn кубічна об'ємноцентрована). Температура перетворень: = 705 °С; β=γ 1090 °С та γ=δ 1133 °С; α-модифікація тендітна; γ (і частково β) пластична, що має значення при створенні сплавів.

ВЛАСТИВОСТІ

Сріблясто-білий колір із легким сірим нальотом виділяє марганець. Він перевершує залізо за твердістю та крихкістю. Є парамагнетиком. При взаємодії з повітряним середовищем відбувається окислення марганцю. Покривається оксидною плівкою, що захищає його від подальшої окисної реакції.

Розчиняється у воді, повністю поглинає водень, не вступаючи в реакцію з ним. У процесі нагрівання згоряє у кисні. Активно реагує з хлором та сіркою. При взаємодії із кислотними окислювачами утворює солі марганцю.
Щільність - 7200 кг/м 3 t плавлення - 1247 ° С, t кипіння - 2150 ° С. Питома теплоємність – 0,478 кДж.Має електричну провідність. Контактируя з хлором, бромом та йодом утворює дигалогеніди.

При високих температурах вступає у взаємодію Космосу з азотом, фосфором, кремнієм і бором. Повільно взаємодіє із холодною водою. У процесі нагрівання реакційна здатність елемента зростає. На виході утворюється Mn(OH)₂ та водень.

ЗАПАСИ І ВИБУТОК

Марганець - 14-й елемент за поширеністю на Землі, а після заліза - другий важкий метал, що міститься в земній корі (0,03% від загальної кількості атомів земної кори). Вагова кількість марганцю збільшується від кислих (600 г/т) до основних пород (2,2 кг/т). Супроводжує залозу у багатьох його рудах, проте трапляються й самостійні родовища марганцю. У чиатурському родовищі (район Кутаїсі) зосереджено до 40% марганцевих руд. Марганець, розсіяний у гірських породах, вимивається водою і несуть Світовий океан. При цьому його вміст у морській воді незначний (10-7-10-6%), а в глибоких місцях океану його концентрація зростає до 0,3%.

Промислове отримання марганцю починається з видобутку та збагачення руд. Якщо використовують карбонатну руду марганцю, її попередньо піддають випалу. У деяких випадках руду далі піддають сірчанокислотного вилуговування. Потім зазвичай марганець в отриманому концентраті відновлюють коксом (карботермічне відновлення).

ПОХОДЖЕННЯ

Внаслідок окислення розчиненим у воді киснем з утворенням нерозчинного у воді оксиду марганцю, який у гідратованій формі (MnO₂·xH₂O) і опускається в нижні шари океану, формуючи так звані залізо-марганцеві конкреції на дні, в яких кількість марганцю може досягати 45% (також у них є домішки міді, нікелю, кобальту).Такі конкреції можуть стати у майбутньому джерелом марганцю для промисловості.

У Росії є гостродефіцитною сировиною, відомі родовища: «Усинське» в Кемеровській області, «Опівнічне» у Свердловській, «Порожинське» в Красноярському краї, «Південно-Хінганське» в Єврейській автономній області, «Рогачово-Тайнінська» площа та «Північно-Тайнінське» » поле на Новій Землі.

ЗАСТОСУВАННЯ

Марганець широко використовують у чорній металургії. Додають метал залізо марганець (феромарганець). Частка марганцю у ньому дорівнює 70-80%, вуглецю 0,5-7 %, решта посідає залізо і сторонні домішки. Елемент №25 у сталеплавленні з'єднує кисень та сірку.
Використовуються суміші хром – марганець, вольфрам-марганець, кремній-марганець. У виробництві стали марганцю альтернативної заміни немає.

Хімічний елемент виконує безліч функцій, у тому числі рафінує та розкислює сталь. Широко використовується технологія цинку марганець. Розчинність Zn у магнії становить 2 %, а міцність сталі, у разі, зростає до 40 %.
У доменній шахті марганець видаляє сірчаний наліт із чавуну. У техніці застосовуються потрійні метали манганини, куди входить марганець мідь і нікель. Матеріал характеризується великим електроопіром на який впливає не температура, а сила тиску.

Використовується для виготовлення манометрів. Справжньою цінністю промисловості є сплав мідь — марганець. Зміст марганцю тут 70%, міді 30%. Його застосовують зниження шкідливих виробничих шумів. У виготовленні вибухових пакетів для святкових заходів використовують суміш, куди входять такі елементи, як магній марганець. Магній широко використовується у літакобудуванні.

Деякі види марганцю солей, такі як KMnO₄ знайшли своє застосування у медичній галузі.Перманганат калію відноситься до солей марганцової кислоти. Має вигляд темно-фіолетових кристалів. Розчиняється у водному середовищі, забарвлюючи її у фіолетовий колір. Є сильним окислювачем. Антисептик, має протимікробні властивості. Марганець у воді легко окислюється, утворюючи погано розчинний оксид марганцю коричневого кольору. При зіткненні з білком тканини формує сполуки з вираженими в'язкими властивостями. У високих концентраціях розчин марганцю має подразнюючу і припікаючу дію. Калій марганець використовують для лікування деяких захворювань і для надання першої допомоги, а бульбашка з кристалами марганцівки знаходиться в кожній аптечці.

Марганець корисний для здоров'я людини. Бере участь у формуванні та розвитку клітин центрально-нервової системи. Сприяє засвоєнню вітаміну В1, міді та заліза. Регулює вміст цукру у крові. Задіюється у будівництві кісткової тканини.
Бере участь у освіті жирних кислот. Покращує рефлекторні здібності, пам'ять, прибирає нервову напругу, дратівливість. Абсорбуючись у стінках кишечника марганець, вітаміни В, Е, фосфор, кальцій посилюють цей процес, впливає на організм та обмінні процеси загалом.

Марганець (англ. Manganese) - Mn

КЛАСИФІКАЦІЯ