Մանգանի մետաղի և քիմիական հատկությունների շրջանակները: Մանգան (քիմիական տարր)

Մանգանը մարդու համար արժեքավոր մետաղ է։

Մանգանի քիմիական հատկությունները պայմանավորում են դրա լայն կիրառումը որպես հումք բարձրորակ համաձուլվածքների արդյունաբերական արտադրության համար։ Տարրերի միացություններն օգտագործվում են բժշկության և գյուղատնտեսության մեջ։

Մետաղների ֆիզիկական և քիմիական հատկությունները

1. Առաջին անգամ շվեդ քիմիկոսները երկաթի հանքաքարում քիմիական տարր են հայտնաբերել։ Այն արդյունահանվել է հանքանյութի խառնուրդը ածուխով տաքացնելով։ Արդյունքում հայտնաբերվել է մետաղական բաղադրիչ, որն իր անվանումն ստացել է գերմանական «մանգանի հանքաքար» բառից։
2. Քիմիական տարրը պատկանում է մի շարք անցումային և կարող է ձևավորել ատոմներ պարունակող միացություններ 0 օքսիդացման վիճակում: Երբ տաքացվում է, այն ցուցաբերում է ջրածինը տեղահանելու հատկություն, քայքայելով ջուրը:
3. Բնության մեջ արծաթափայլ գույնով այս փխրուն մետաղը հանդիպում է միայն միացություններում։ Արդյունահանվում է հանքաքարի հումքից, որոնցից առավել տարածված են հետևյալ տեսակները՝ պիրոլուզիտ, մանգանիտ, պսիլոմելան, բրոունիտ։
4. Մետաղը գտնվում է օվկիանոսների հատակին գտնվող մանգանի հանգույցներում: Ներքևից դրանք հանելու տեխնոլոգիան կապված է հատուկ սարքավորումների օգտագործման հետ և արդյունաբերական բնույթ չի կրում։
5. Մանգանը հեշտությամբ ձևավորում է օքսիդներ օդում օքսիդացման միջոցով: Կախված տաքացման ժամանակ ջերմաստիճանի գրադիենտի փոփոխությունից՝ այն փոխազդում է ազոտի, ծծմբի, սիլիցիումի հետ։ Ջրածնի կլանման ժամանակ մանգանը ձևավորում է պինդ լուծույթներ։
6. Դժվար է լուծել ջրի մեջ նորմալ սենյակային ջերմաստիճանում: Խտացված թթուների մեջ այն տաքացնելիս լուծվում է՝ առաջացնելով աղեր։
7. Թիվ 25 քիմիական տարրն իր ակտիվությամբ առանձնանում է օքսիդներից մետաղների վերացման ռեակցիաների գործընթացում։ Այն տեղահանում է մետաղները՝ թթվածնի հետ միացություն առաջացնելով։

Քիմիական տարրերի արդյունահանման տեխնոլոգիա

Համաշխարհային շուկա մետաղի հիմնական արտադրողներն ու մատակարարներն են Բրազիլիան, Ավստրալիան, Հարավային Աֆրիկան ​​և Ուկրաինան։ Հենց այս երկրներում են գտնվում հանքաքարի պաշարները, որոնք կազմում են աշխարհի գրեթե 73%-ը։

Արդյունաբերական մասշտաբով սեւ մետաղի արտադրությունը սկսվում է հանքաքարերի արդյունահանումից և դրանց հարստացումից և կախված է մետաղի միացություններից այլ տարրերի հետ: Օրինակ, սովորական կարբոնատային հանքաքարը նախապես այրվում է: Որոշ դեպքերում այն ​​տարրալվացվում է ծծմբաթթվի միջոցով, որին հաջորդում է ջերմային վերականգնումը կոքսով: Երբեմն մետաղի կրճատման համար օգտագործվում է ալյումին կամ սիլիցիում:

Մանգանի արդյունահանման քիմիական գործընթացներ.

Մաքուր մետաղը արդյունահանվում է էլեկտրոլիզի միջոցով մանգան սուլֆատի ջրային լուծույթներից:

Մանգանի օգտագործումը արդյունաբերական արտադրության մեջ

1. Մետաղի հիմնական մասն օգտագործվում է սեւ մետալուրգիայի կարիքների համար՝ որպես հավելանյութ, իսկ համաշխարհային մասշտաբով սպառումը 4-րդ տեղում է հիմնական հումքից՝ երկաթից, ալյումինից և պղնձից հետո։ Մանգանը անփոխարինելի տարր է, որը առկա է չուգունի և պողպատի բոլոր տեսակների մեջ: Մանգանի եզակի հատկությունը մետաղների մեծ մասի հետ համաձուլվածքներ կազմելու համար օգտագործվում է հետևյալի արտադրության համար.

• տարբեր դասերի մանգանային պողպատ;
• մանգանիտներ (համաձուլվածք, որի մեջ երկաթ չկա):

Մետաղական այլ կիրառություններ

Արդյունաբերական արտադրության մեջ օգտագործվում են քիմիական տարրի և դրա միացությունների հատկությունները.

• որպես օրգանական ռեակցիաների կատալիզատոր;
• անօրգանական աղերի տարրալուծման համար;
• ապակու արտադրության համար;
• մետաղական մակերեսները ծածկելիս;
• կերամիկական արդյունաբերության մեջ՝ փայլը և էմալը ներկելու համար
• վնասակար նյութերի կլանման համար;
• բնական նյութերի սպիտակեցման համար (սպիտակեղեն, բուրդ):

Մանգանի մասնակցությամբ մետաղական հումքի վերամշակման արդյունքում առաջացած թափոններն օգտագործվում են գյուղատնտեսության մեջ՝ մշակաբույսերի համար հողը արժեքավոր բաղադրիչով հարստացնելու համար։

Այս տարրի քիմիան կարևոր դեր է խաղում բժշկության մեջ։
Մանգանի աղերը օգտագործվում են հակասեպտիկ ջրային լուծույթ ստեղծելու համար՝ վերքերը լվանալու և այրվածքները բուժելու համար։

Թիվ 25 քիմիական տարրն անհրաժեշտ է օրգանիզմի բնականոն գործունեության, արյան մեջ գլյուկոզայի մակարդակի կարգավորման, շաքարային դիաբետի կանխարգելման, ենթաստամոքսային գեղձի բնականոն գործունեության համար։

Մարդու մարմնում մանգանի պակասը կարող է առաջացնել հիվանդություն: Կարևոր միկրոտարրերի համար մարդու օրական պահանջը գրեթե 10 մգ է: Մարմնի համար դրա աղբյուրները սնունդն են.

Միջատների և բույսերի որոշ տեսակներ կարողանում են խտացնել այս քիմիական տարրը, որն ապահովում է շնչառության և ֆոտոսինթեզի գործընթացում ներգրավված ֆերմենտների ակտիվացումը։

Մանգանի միներալները, մասնավորապես պիրոլուզիտը, հայտնի են եղել հին ժամանակներից։ Պիրոլուզիտը համարվում էր մագնիսական երկաթի հանքաքար և օգտագործվում էր ապակու հալման մեջ՝ պարզաբանման համար: Այն փաստը, որ հանքանյութը, ի տարբերություն իրական մագնիսական երկաթի հանքաքարի, չի ձգվում մագնիսի կողմից, բացատրվեց բավականին զվարճալի. կարծում էին, որ պիրոլուզիտը կանացի հանքանյութ է և անտարբեր է մագնիսի նկատմամբ:

18-րդ դարում մանգանը մեկուսացվել է իր ամենամաքուր տեսքով: Եվ այսօր մենք մանրամասն կխոսենք դրա մասին: Այսպիսով, մենք կքննարկենք, թե արդյոք մանգանն ինչ ճանապարհով է վնասակար, որտեղից կարելի է գնել, ինչպես ստանալ մանգան և արդյոք այն ենթարկվում է ԳՕՍՏ-ին:

Մանգանը պատկանում է ժամանակաշրջանի 4-րդ խմբի նմանատիպ 7-րդ խմբին։ Տարրը ընդհանուր է՝ 14-րդ տեղում:

Տարրը պատկանում է ծանր մետաղներին. նրա ատոմային զանգվածը 40-ից ավելի է: Այն պասիվացված է օդում, այն ծածկված է խիտ օքսիդ թաղանթով, որը կանխում է թթվածնի հետ հետագա ռեակցիան: Այս ֆիլմի շնորհիվ այն անգործուն է նորմալ պայմաններում։

Տաքացման ժամանակ մանգանը փոխազդում է բազմաթիվ պարզ նյութերի, թթուների և հիմքերի հետ՝ առաջացնելով միացություններ շատ տարբեր օքսիդացման աստիճաններով՝ -1, -6, +2, +3, +4, +7: Մետաղը անցումային մետաղ է, հետևաբար, այն նույն հեշտությամբ ցուցադրում է ինչպես վերականգնող, այնպես էլ օքսիդացնող հատկություններ: Մետաղների հետ, օրինակ, հետ, առանց արձագանքելու առաջացնում է պինդ լուծույթներ։

Այս տեսանյութը ձեզ կպատմի, թե ինչ է մանգանը.

Առանձնահատկություններ և տարբերություններ այլ նյութերից

Մանգանը արծաթափայլ, սպիտակ մետաղ է, խիտ, կոշտ - անսովոր բարդ կառուցվածքով: Վերջինս պատճառ է հանդիսանում նյութի փխրունության։ Հայտնի են մանգանի 4 փոփոխություններ. Մետաղով համաձուլվածքները հնարավորություն են տալիս կայունացնել դրանցից որևէ մեկը և ստանալ շատ տարբեր հատկություններով պինդ լուծույթներ։

• Մանգանը կենսական հետքի տարրերից է։ Ավելին, դա հավասարապես վերաբերում է բույսերին և կենդանիներին։ Տարրը մասնակցում է ֆոտոսինթեզի գործընթացին, շնչառության գործընթացին, ակտիվացնում է մի շարք ֆերմենտներ, մկանային նյութափոխանակության անփոխարինելի մասնակից է և այլն։ Մարդկանց համար մանգանի օրական չափաբաժինը 2–9 մգ է։ Հավասարապես վտանգավոր են տարրի և՛ պակասը, և՛ ավելցուկը։
• Մետաղն ավելի ծանր է և կարծր է, քան երկաթը, բայց իր մաքուր տեսքով գործնական կիրառություն չունի՝ բարձր փխրունության պատճառով: Բայց նրա համաձուլվածքներն ու միացությունները ազգային տնտեսության մեջ բացառիկ նշանակություն ունեն։ Օգտագործվում է սեւ և գունավոր մետալուրգիայում, պարարտանյութերի արտադրության մեջ, էլեկտրատեխնիկայում, նուրբ օրգանական սինթեզում և այլն։
• Մանգանը բավականին տարբերվում է սեփական ենթախմբի մետաղներից։ Տեխնիումը արհեստականորեն ստացված ռադիոակտիվ տարր է։ Ռենիումը դասակարգվում է որպես ցրված և հազվագյուտ տարր։ Բորիումը նույնպես կարելի է ստանալ միայն արհեստական ​​ճանապարհով և բնության մեջ չի լինում։ Ինչպես տեխնիումի, այնպես էլ ռենիումի ռեակտիվությունը շատ ավելի ցածր է, քան մանգանինը։ Գործնական կիրառությունը, բացի միջուկային միաձուլումից, հանդիպում է միայն մանգանի մեջ։

Մանգան (լուսանկար)

Առավելություններն ու թերությունները

Մետաղի ֆիզիկական և քիմիական հատկություններն այնպիսին են, որ գործնականում գործ ունեն ոչ թե բուն մանգանը, այլ նրա բազմաթիվ միացություններն ու համաձուլվածքները, ուստի նյութի առավելություններն ու թերությունները պետք է դիտարկել այս տեսանկյունից:

• Մանգանը ստեղծում է համաձուլվածքների լայն տեսականի գրեթե բոլոր մետաղների հետ, ինչը անկասկած առավելություն է:
• միանգամայն փոխադարձաբար լուծելի, այսինքն՝ կազմում են պինդ լուծույթներ՝ տարրերի ցանկացած հարաբերակցությամբ, հատկություններով միատարր։ Այս դեպքում համաձուլվածքը կունենա շատ ավելի ցածր եռման կետ, քան մանգանը:
• Տարրի համաձուլվածքները ածխածնի հետ և ունեն ամենամեծ գործնական նշանակությունը։ Երկու համաձուլվածքներն էլ մեծ նշանակություն ունեն պողպատի արդյունաբերության համար։
• Մանգանի բազմաթիվ և բազմազան միացություններ օգտագործվում են քիմիական, տեքստիլ, ապակու արդյունաբերության մեջ, պարարտանյութերի արտադրության մեջ և այլն։ Այս բազմազանության հիմքը նյութի քիմիական ակտիվությունն է:

Մետաղի թերությունները կապված են նրա կառուցվածքի առանձնահատկությունների հետ, որոնք թույլ չեն տալիս օգտագործել հենց մետաղը որպես կառուցվածքային նյութ։

• Հիմնականը փխրունությունն է՝ բարձր կարծրությամբ։ Mn-ը մինչև +707 C բյուրեղանում է մի կառուցվածքում, որտեղ բջիջը ներառում է 58 ատոմ:
• Բավականին բարձր եռման կետ, դժվար է աշխատել մետաղի հետ նման բարձր տեմպերով։
• Մանգանի էլեկտրական հաղորդունակությունը շատ ցածր է, ուստի դրա օգտագործումը էլեկտրատեխնիկայում նույնպես սահմանափակ է:

Մանգանի քիմիական և ֆիզիկական հատկությունների մասին մենք կխոսենք հետագա:

Հատկություններ և բնութագրեր

Մետաղի ֆիզիկական բնութագրերը զգալիորեն կախված են ջերմաստիճանից: Հաշվի առնելով 4 փոփոխությունների առկայությունը, դա զարմանալի չէ:

Նյութի հիմնական բնութագրերը հետևյալն են.

• խտությունը - նորմալ ջերմաստիճանում 7,45 գ/խմ է: սմ. Հենց այս արժեքն է թույլ կախված ջերմաստիճանից. օրինակ, երբ տաքացվում է մինչև 600 C, խտությունը նվազում է միայն 7%-ով;
• հալման կետ - 1244 C;
• եռման կետ - 2095 C;
• ջերմային հաղորդունակությունը 25 C-ում կազմում է 66,57 Վտ / (մ · Կ), ինչը մետաղի համար ցածր ցուցանիշ է.
• հատուկ ջերմային հզորություն - 0,478 կՋ / (կգ · K);
• գծային ընդլայնման գործակիցը, որը չափվում է 20 ° C-ում, հավասար է 22,3 · 10 -6 deg -1 -; Նյութի ջերմային հզորությունը և ջերմային հաղորդունակությունը գծայինորեն մեծանում են ջերմաստիճանի բարձրացման հետ.
• հատուկ էլեկտրական դիմադրություն - 1,5-2,6 մկոմ · մ, միայն մի փոքր ավելի բարձր, քան կապարի դիմադրությունը:

Մանգանը պարամագնիսական է, այսինքն՝ այն մագնիսանում է արտաքին մագնիսական դաշտում և ձգում դեպի մագնիս։ Մետաղը փոխակերպվում է հակաֆերոմագնիսական վիճակի ցածր ջերմաստիճաններում, և անցումային ջերմաստիճանը տարբեր է յուրաքանչյուր փոփոխության համար։

Մանգանի կառուցվածքը և կազմը նկարագրված է ստորև:

Մանգանը և դրա միացությունները ստորև ներկայացված տեսանյութի թեման են.

Կառուցվածքը և կազմը

Նկարագրված են նյութի չորս կառուցվածքային փոփոխություններ, որոնցից յուրաքանչյուրը կայուն է որոշակի ջերմաստիճանի միջակայքում: Որոշ մետաղների հետ միաձուլումը կարող է կայունացնել ցանկացած փուլ:

• Մինչև 707 Cա-մոդիֆիկացիան կայուն է։ - մարմնի վրա կենտրոնացած խորանարդ վանդակ, որի միավոր բջիջը ներառում է 58 ատոմ: Այս կառուցվածքը շատ բարդ է և առաջացնում է նյութի բարձր փխրունություն: Նրա ցուցիչները՝ ջերմունակությունը, ջերմահաղորդականությունը, խտությունը, տրվում են որպես նյութի հատկություններ։
• 700-1079-ին Քկայուն է b-փուլը նույն տեսակի ցանցով, բայց ավելի պարզ կառուցվածքով. բջիջը 20 ատոմ է: Այս փուլում մանգանը ցուցադրում է որոշակի պլաստիկություն: Բ-մոդիֆիկացիայի խտությունը 7,26 գ/խմ է: տես Փուլը հեշտ է շտկել՝ նյութը մարելով փուլային անցման ջերմաստիճանից բարձր ջերմաստիճանում:
• 1079 C-ից 1143 ջերմաստիճաններում g-փուլը կայուն է: Այն բնութագրվում է 4 ատոմից բաղկացած բջիջ ունեցող դեմքի կենտրոնացված խորանարդ վանդակով: Մոդիֆիկացիան պլաստիկ է։ Այնուամենայնիվ, հովացման ժամանակ հնարավոր չէ ամբողջովին ֆիքսել փուլը: Անցումային ջերմաստիճանում մետաղի խտությունը 6,37 գ / սմ է: սմ, նորմալ դեպքում՝ 7, 21 գ/խմ: սմ.
• 1143 C-ից բարձր և եռալուց առաջմարմնի կենտրոնացված խորանարդ վանդակով d-փուլը, որի բջիջը ներառում է 2 ատոմ, կայունացվում է։ Մոդիֆիկացիայի խտությունը 6,28 գ / խմ է: սմ: Հետաքրքիր է, որ d-Mn-ը կարող է անցնել հակաֆերոմագնիսական վիճակի բարձր ջերմաստիճանում՝ 303 C:

Տարբեր համաձուլվածքների պատրաստման ժամանակ մեծ նշանակություն ունեն փուլային անցումները, հատկապես, որ կառուցվածքային փոփոխությունների ֆիզիկական բնութագրերը տարբերվում են։

Մանգանի արտադրությունը նկարագրված է ստորև:

Արտադրություն

Հիմնականում, բայց կան նաև անկախ ավանդներ։ Այսպիսով, Չիաթուրայի հանքավայրի տարածքում է կենտրոնացված մանգանի հանքաքարի համաշխարհային պաշարների մինչև 40%-ը։

Տարրը ցրված է գրեթե բոլոր ժայռերի մեջ և հեշտությամբ լվացվում է։ Նրա պարունակությունը ծովի ջրում փոքր է, սակայն օվկիանոսների հատակում երկաթի հետ միասին առաջանում է խտացումներ, որոնցում տարրի պարունակությունը հասնում է 45%-ի։ Այս ավանդները հեռանկարային են համարվում հետագա զարգացման համար։

Ռուսաստանի տարածքում կան մանգանի փոքր հանքավայրեր, հետևաբար, Ռուսաստանի Դաշնության համար այն սուր սակավ հումք է:

Ամենահայտնի միներալներից են պիրոլուզիտը, մագնետիտը, բրոունիտը, մանգանի սպարը և այլն։ Դրանցում տարրի պարունակությունը տատանվում է 62-ից 69%-ի սահմաններում։ Դրանք արդյունահանվում են քարհանքի կամ հանքի մեթոդով։ Հանքաքարը, որպես կանոն, նախնական հարստացված է։

Մանգան ստանալը ուղղակիորեն կապված է դրա օգտագործման հետ։ Դրա հիմնական սպառողը պողպատի արդյունաբերությունն է, և դրա կարիքները պահանջում են ոչ թե բուն մետաղը, այլ երկաթի` ֆերոմանգանի հետ դրա համադրությունը: Հետեւաբար, խոսելով մանգանի արտադրության մասին, նրանք հաճախ նկատի ունեն սեւ մետալուրգիայում պահանջվող միացությունը։

Ֆեռոմանգանը նախկինում արտադրվում էր պայթուցիկ վառարաններում: Բայց կոքսի դեֆիցիտի և մանգանի աղքատ հանքաքարերի օգտագործման անհրաժեշտության պատճառով արտադրողներն անցան էլեկտրական վառարաններում հալման:

Հալման համար օգտագործվում են ածուխով պատված բաց և փակ վառարաններ, այսպիսով ստացվում է ածխածնի ֆերոմանգան։ Հալումն իրականացվում է 110-160 Վ լարման դեպքում՝ երկու եղանակով՝ հոսքային և ոչ հոսքային։ Երկրորդ մեթոդն ավելի խնայող է, քանի որ այն թույլ է տալիս տարրի ավելի ամբողջական արդյունահանումը, սակայն հանքաքարում սիլիկացիոն մեծ պարունակությամբ հնարավոր է միայն հոսքի մեթոդը:

• Առանց հոսքի մեթոդ- շարունակական գործընթաց. Մանգանի հանքաքարի, կոքսի և երկաթի բեկորների լիցք է լցվում, երբ այն նորից հալվում է: Կարևոր է ապահովել, որ նվազեցնող նյութի քանակը բավարար է: Ֆեռոմանգանը և խարամը լիցքաթափվում են միաժամանակ 5-6 անգամ մեկ հերթափոխի ընթացքում:
• Սիլիկոմանգանարտադրվում է նմանատիպ մեթոդով էլեկտրական հալեցման վառարանում: Լիցքը, բացի հանքաքարից, ներառում է մանգանի խարամ՝ առանց ֆոսֆորի, քվարցիտի և կոքսի։
• Մետաղական մանգանստանալ նման է ֆերոմանգանի ձուլմանը: Հումքը խառնուրդի ձուլման և կտրման թափոններն են: Համաձուլվածքը և լիցքը հալեցնելուց հետո ավելացնում են սիլիկոմանգան, իսկ հալման ավարտից 30 րոպե առաջ այն փչում են սեղմված օդով։
• Ստացվում է քիմիապես մաքուր նյութ էլեկտրոլիզ.

Դիմում

Աշխարհում մանգանի արտադրության 90%-ը ուղղվում է պողպատի արդյունաբերության կարիքներին։ Ավելին, մետաղներից շատերին պահանջվում է ոչ թե պատշաճ կերպով մանգանի համաձուլվածքներ ստանալ, այլ և ներառում է տարրի 1%-ը: Ավելին, այն կարող է ամբողջությամբ փոխարինել նիկելին, եթե դրա պարունակությունը հասցվի 4–16%-ի։ Բանն այն է, որ մանգանը կայունացնում է պողպատի ավստենիտի փուլը։

Մանգանն ի վիճակի է զգալիորեն նվազեցնել ավստենիտի ֆերիտի անցման ջերմաստիճանը, ինչը կանխում է երկաթի կարբիդի տեղումները: Այսպիսով, պատրաստի արտադրանքը ձեռք է բերում ավելի մեծ կոշտություն և ուժ:

Մանգան տարրը օգտագործվում է կոռոզիոն դիմացկուն ստանալու համար՝ 1%-ից: Նման նյութը օգտագործվում է սննդի վերամշակման արդյունաբերության մեջ՝ տարաների լայն տեսականի արտադրելու համար: Մետաղական համաձուլվածքներ - օգտագործվում են ծովային պտուտակների, առանցքակալների, շարժակների և ծովի ջրի հետ շփվող այլ մասերի արտադրության մեջ:

Դրա միացությունները շատ լայնորեն օգտագործվում են ոչ մետաղագործական արդյունաբերության մեջ՝ բժշկության մեջ, գյուղատնտեսության մեջ, քիմիական արդյունաբերության մեջ։

Մանգանը մետաղ է, որը հետաքրքիր է ոչ այնքան ինքնին, որքան իր բազմաթիվ միացությունների հատկություններով։ Այնուամենայնիվ, դժվար է գերագնահատել դրա նշանակությունը որպես համաձուլվածքային տարր:

Մանգանի օքսիդի ռեակցիան ալյումինի հետ ցուցադրվում է այս տեսանյութում.

ՍԱՀՄԱՆՈՒՄ

Մանգան- Պարբերական աղյուսակի քսանհինգերորդ տարրը: Նշանակումը Mn է լատիներեն «manganum» բառից։ Գտնվում է չորրորդ շրջանում՝ VIIB խումբ։ Վերաբերում է մետաղներին։ Միջուկը լիցքավորում է 25:

Մանգանը պատկանում է բավականին տարածված տարրերին, որը կազմում է երկրակեղևի 0,1%-ը (զանգվածը): Մանգան պարունակող միացություններից առավել տարածված հանքանյութը պիրոլուզիտն է, որը մանգանի երկօքսիդ MnO 2 է։ Մեծ նշանակություն ունեն նաև hausmanite Mn 3 O 4 և brownite Mn 2 O 3 միներալները։

Որպես պարզ նյութ՝ մանգանը արծաթափայլ սպիտակ (նկ. 1) կոշտ փխրուն մետաղ է։ Նրա խտությունը 7,44 գ/սմ 3 է, հալման կետը՝ 1245 o C։

Բրինձ. 1. Մանգան. Արտաքին տեսք.

Մանգանի ատոմային և մոլեկուլային քաշը

Նյութի հարաբերական մոլեկուլային քաշը(M r) մի թիվ է, որը ցույց է տալիս, թե տվյալ մոլեկուլի զանգվածը քանի անգամ է մեծ ածխածնի ատոմի զանգվածի 1/12-ից, և տարրի հարաբերական ատոմային զանգված(A r) - քանի՞ անգամ է քիմիական տարրի ատոմների միջին զանգվածը ածխածնի ատոմի զանգվածի 1/12-ից ավելին:

Քանի որ մանգանը ազատ վիճակում գոյություն ունի միատոմային Mn մոլեկուլների տեսքով, դրա ատոմային և մոլեկուլային զանգվածների արժեքները համընկնում են: Դրանք հավասար են 54,9380-ի։

Մանգանի ալոտրոպիա և ալոտրոպային փոփոխություններ

Հայտնի են մանգանի չորս բյուրեղային փոփոխություններ, որոնցից յուրաքանչյուրը թերմոդինամիկորեն կայուն է որոշակի ջերմաստիճանի միջակայքում: 707 o-ից ցածր կայուն α-մանգանով, որն ունի բարդ կառուցվածք. նրա միավոր բջիջը ներառում է 58 ատոմ: Մանգանի կառուցվածքի բարդությունը 707 o C-ից ցածր ջերմաստիճանում որոշում է նրա փխրունությունը:

Մանգանի իզոտոպներ

Հայտնի է, որ բնության մեջ մանգան կարելի է գտնել միակ կայուն իզոտոպի 55 Mn տեսքով։ Զանգվածային թիվը 55 է, ատոմի միջուկը պարունակում է քսանհինգ պրոտոն և երեսուն նեյտրոն։

Կան մանգանի արհեստական ​​իզոտոպներ՝ 44-ից 69 զանգվածային թվերով, ինչպես նաև միջուկների յոթ իզոմերական վիճակներ։ Վերոնշյալներից ամենաերկարակյաց իզոտոպը 53 Mn է, որի կես կյանքը 3,74 միլիոն տարի է:

Մանգանի իոններ

Մանգանի ատոմի արտաքին էներգիայի մակարդակում կան յոթ էլեկտրոններ, որոնք վալենտ են.

1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 3d 5 4s 2.

Քիմիական փոխազդեցության արդյունքում մանգանը հրաժարվում է իր վալենտային էլեկտրոններից, այսինքն. նրանց դոնորն է և վերածվում է դրական լիցքավորված իոնի.

Mn 0 -2e → Mn 2+;

Mn 0 -3e → Mn 3+;

Mn 0 -4e → Mn 4+;

Mn 0 -6e → Mn 6+;

Mn 0 -7e → Mn 7+:

Մանգանի մոլեկուլ և ատոմ

Ազատ վիճակում մանգանը գոյություն ունի Mn միատոմային մոլեկուլների տեսքով։ Ահա մի քանի հատկություններ, որոնք բնութագրում են մանգանի ատոմը և մոլեկուլը.

Մանգանի համաձուլվածքներ

Մանգանը հիմնականում օգտագործվում է լեգիրված պողպատների արտադրության մեջ։ Մինչև 15% Mn պարունակող մանգանային պողպատն ունի բարձր կարծրություն և ամրություն: Դրանից պատրաստվում են ջարդիչ մեքենաների, գնդային աղացների, երկաթուղային ռելսերի աշխատանքային մասերը։ Բացի այդ, մանգանը մագնեզիումի վրա հիմնված համաձուլվածքների բաղադրիչ է. այն մեծացնում է նրանց դիմադրությունը կոռոզիայից: Պղնձի համաձուլվածքը մանգանի և նիկելի հետ - մանգանինը ունի էլեկտրական դիմադրության ցածր ջերմաստիճանի գործակից: Փոքր քանակությամբ մանգան ներառված է շատ ալյումինե համաձուլվածքների մեջ:

Խնդիրների լուծման օրինակներ

ՕՐԻՆԱԿ 1

Զորավարժություններ	Մանգանը ստացվում է մանգանի (III) օքսիդի սիլիցիումով վերականգնումից։ 20 գ կշռող տեխնիկական օքսիդը (կեղտերի զանգվածային բաժինը 5,2%) վերածվել է մետաղի։ Հաշվե՛ք ստացված մանգանի զանգվածը։
Լուծում	Եկեք գրենք մանգանի (III) օքսիդը սիլիցիումով մանգանի վերածելու ռեակցիայի հավասարումը. 2Mn 2 O 3 + 3Si = 3SiO 2 + 4Mn: Հաշվեք մանգանի (III) օքսիդի զանգվածն առանց կեղտերի. ω մաքուր (Mn 2 O 3) = 100% - ω անմաքրություն; ω մաքուր (Mn 2 O 3) = 100% - 5.2 = 94.8% = 0.984: m մաքուր (Mn 2 O 3) = m կեղտ (Mn 2 O 3) × ω մաքուր (Mn 2 O 3) / 100%; մ մաքուր (Mn 2 O 3) = 20 × 0,984 = 19,68 գ: Որոշեք մանգանի (III) օքսիդ նյութի քանակը (մոլային զանգվածը՝ 158 գ/մոլ). n (Mn 2 O 3) = m (Mn 2 O 3) / M (Mn 2 O 3); n (Mn 2 O 3) = 19,68 / 158 = 0,12 մոլ: Համաձայն n ռեակցիայի հավասարման (Mn 2 O 3): n (Si) = 2: 3, ուրեմն, n (Si) = 3/2 × n (Mn 2 O 3) = 3/2 × 0.12 = 0.2 մոլ: Այնուհետև սիլիցիումի զանգվածը հավասար կլինի (մոլային զանգվածը՝ 28 գ/մոլ). m (Si) = n (Si) x M (Si); մ (Si) = 0,2 × 28 = 5,6 գ:
Պատասխանել	Սիլիկոնային քաշը 5,6 գ

ՕՐԻՆԱԿ 2

Զորավարժություններ	Հաշվե՛ք կալիումի պերմանգանատի զանգվածը, որն անհրաժեշտ է չեզոք միջավայրում 7,9 գ կշռող կալիումի սուլֆիտի օքսիդացման համար։
Լուծում	Չեզոք միջավայրում մենք գրում ենք կալիումի սուլֆիտի օքսիդացման հավասարումը կալիումի պերմանգանատով. 2KMnO 4 + 3K 2 SO 3 + H 2 O = 2MnO 2 + 3K 2 SO 4 + 2KOH: Եկեք հաշվարկենք կալիումի սուլֆիտի մոլի քանակը (մոլային զանգվածը՝ 158 գ/մոլ). n (K 2 SO 3) = m (K 2 SO 3) / M (K 2 SO 3); n (K 2 SO 3) = 7.9 / 158 = 0.05 մոլ: Համաձայն n ռեակցիայի հավասարման (K 2 SO 3): n (KMnO 4) = 3: 2, ինչը նշանակում է. n (KMnO 4) = 2/3 × n (K 2 SO 3) = 2/3 × 0.05 = 0.03 մոլ: Չեզոք միջավայրում կալիումի սուլֆիտի օքսիդացման համար անհրաժեշտ կալիումի պերմանգանատի զանգվածը (մոլային զանգվածը՝ 158 գ/մոլ). m (KMnO 4) = n (KMnO 4) × M (KMnO 4); մ (KMnO 4) = 0,03 × 158 = 4,74 գ:
Պատասխանել	Կալիումի պերմանգանատի զանգվածը 4,74 գ է

Մանգանը մետաղագործության համար կարևորագույն մետաղներից է։ Բացի այդ, նա ընդհանրապես բավականին անսովոր տարր է, որի հետ կապված են հետաքրքիր փաստեր։ Կարևոր է կենդանի օրգանիզմների համար, որոնք անհրաժեշտ են բազմաթիվ համաձուլվածքների, քիմիական նյութերի արտադրության մեջ։ Մանգան - որի լուսանկարը կարելի է տեսնել ստորև: Դա նրա հատկություններն ու բնութագրերն են, որոնք մենք կքննարկենք այս հոդվածում:

Քիմիական տարրի բնութագրերը

Եթե ​​խոսենք մանգանի մասին որպես տարր, ապա առաջին հերթին պետք է բնութագրել նրա դիրքը դրա մեջ։

1. Գտնվում է չորրորդ խոշոր շրջանում, յոթերորդ խումբ, կողմնակի ենթախումբ։
2. Սերիական համարը 25. Մանգանը քիմիական տարր է, որի ատոմները +25 են։ Էլեկտրոնների թիվը նույնն է, նեյտրոնները՝ 30։
3. Ատոմային զանգվածի արժեքը 54,938 է։
4. Մանգան քիմիական տարրի անվանումն է Mn:
5. Լատինական անվանումը մանգան է։

Այն գտնվում է քրոմի և երկաթի միջև, ինչը բացատրում է նրանց նմանությունը ֆիզիկական և քիմիական բնութագրերով։

Մանգան - քիմիական տարր՝ անցումային մետաղ

Եթե ​​դիտարկենք կրճատված ատոմի էլեկտրոնային կոնֆիգուրացիան, ապա դրա բանաձևը կունենա հետևյալ ձևը՝ 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 4s 2 3d 5։ Ակնհայտ է դառնում, որ դիտարկվող տարրը դ-ընտանիքից է։ 3d ենթամակարդակի հինգ էլեկտրոնները ցույց են տալիս ատոմի կայունությունը, որն արտահայտվում է նրա քիմիական հատկություններով։

Որպես մետաղ, մանգանը վերականգնող նյութ է, սակայն նրա միացությունների մեծ մասն ունակ է դրսևորել բավականին ուժեղ օքսիդացնող ունակություններ: Դա պայմանավորված է այս տարրի տիրապետած տարբեր օքսիդացման վիճակներով և վալենտներով: Սա այս ընտանիքի բոլոր մետաղների յուրահատկությունն է։

Այսպիսով, մանգանը քիմիական տարր է, որը տեղակայված է այլ ատոմների միջև և ունի իր հատուկ բնութագրերը: Եկեք ավելի մանրամասն քննարկենք, թե որոնք են այս հատկությունները:

Մանգանը քիմիական տարր է։ Օքսիդացման վիճակ

Մենք արդեն տվել ենք ատոմի էլեկտրոնային բանաձեւը։ Ըստ նրա՝ այս տարրն ունակ է մի քանի դրական օքսիդացման վիճակներ դրսևորել։ Այն:

Ատոմի վալենտականությունը IV է։ Առավել կայուն են այն միացությունները, որոնցում մանգանում հայտնվում են +2, +4, +6 արժեքները: Օքսիդացման ամենաբարձր վիճակը թույլ է տալիս միացություններին հանդես գալ որպես ամենաուժեղ օքսիդացնող նյութեր: Օրինակ՝ KMnO 4, Mn 2 O 7:

+2 ունեցող միացությունները վերականգնող նյութեր են, մանգանի (II) հիդրօքսիդն ունի ամֆոտերային հատկություն՝ հիմնայինների գերակշռությամբ։ Օքսիդացման միջանկյալ վիճակները առաջացնում են ամֆոտերային միացություններ։

Հայտնաբերման պատմություն

Մանգանը քիմիական տարր է, որը հայտնաբերվել է ոչ թե անմիջապես, այլ աստիճանաբար և տարբեր գիտնականների կողմից։ Այնուամենայնիվ, մարդիկ օգտագործել են դրա միացությունները հին ժամանակներից: Մանգանի (IV) օքսիդը օգտագործվել է ապակու հալման համար։ Իտալացիներից մեկը հայտարարեց, որ ակնոցների քիմիական արտադրության մեջ այս միացության ավելացումը դրանց գույնը ներկում է մանուշակագույն: Սրա հետ մեկտեղ նույն նյութն օգնում է վերացնել գունավոր ակնոցների պղտորությունը։

Ավելի ուշ Ավստրիայում գիտնական Քեյմին հաջողվեց ստանալ մետաղական մանգանի մի կտոր՝ պիրոլիզիտի (մանգանի (IV) օքսիդ), պոտաշի և ածուխի վրա բարձր ջերմաստիճան կիրառելով։ Սակայն այս նմուշն ուներ բազմաթիվ կեղտեր, որոնք նա չկարողացավ վերացնել, ուստի բացահայտումը տեղի չունեցավ։

Դեռ ավելի ուշ, մեկ այլ գիտնական նույնպես սինթեզեց մի խառնուրդ, որի զգալի մասը մաքուր մետաղ էր։ Դա Բերգմանն էր, ով նախկինում հայտնաբերել էր նիկել տարրը։ Սակայն նրան վիճակված չէր գործն ավարտին հասցնել։

Մանգանը քիմիական տարր է, որն առաջին անգամ պարզ նյութի տեսքով ստացել և մեկուսացրել է Կարլ Շելեն 1774 թվականին։ Սակայն նա դա արել է Ի.Գանի հետ միասին, ով ավարտին է հասցրել մետաղի մի կտոր հալեցնելու գործընթացը։ Բայց նույնիսկ նրանք չկարողացան ամբողջությամբ ազատել այն կեղտից և ստանալ 100% արտադրանքի բերքատվություն:

Այնուամենայնիվ, հենց այս անգամ դարձավ այս ատոմի հայտնագործությունը։ Անունը փորձել են տալ նույն գիտնականները, ինչպես հայտնաբերողները։ Նրանք ընտրել են մանգան տերմինը։ Սակայն մագնեզիումի հայտնաբերումից հետո շփոթություն սկսվեց, և մանգանի անունը փոխվեց ժամանակակիցի (Հ. Դավիթ, 1908 թ.)։

Քանի որ մանգանը քիմիական տարր է, որի հատկությունները շատ արժեքավոր են մետալուրգիական շատ գործընթացների համար, ժամանակի ընթացքում անհրաժեշտություն առաջացավ գտնել այն հնարավորինս մաքուր ձևով ստանալու միջոց: Այս խնդիրը լուծել են գիտնականները ամբողջ աշխարհից, սակայն հաջողվել է լուծել միայն 1919 թվականին խորհրդային քիմիկոս Ռ.Ագլաձեի աշխատանքների շնորհիվ։ Հենց նա գտավ էլեկտրոլիզով մանգանի սուլֆատներից և քլորիդներից 99,98% նյութի պարունակությամբ մաքուր մետաղ ստանալու միջոց։ Այժմ այս մեթոդը կիրառվում է ամբողջ աշխարհում։

Բնության մեջ լինելը

Մանգանը քիմիական տարր է, որի պարզ նյութի լուսանկարը կարելի է տեսնել ստորև։ Բնության մեջ կան այս ատոմի բազմաթիվ իզոտոպներ, որոնցում նեյտրոնների թիվը մեծապես տարբերվում է։ Այսպիսով, զանգվածային թվերը տատանվում են 44-ից մինչև 69: Այնուամենայնիվ, միակ կայուն իզոտոպը 55 Mn արժեք ունեցող տարրն է, մնացած բոլորն ունեն կամ աննշան կարճ կիսամյակ, կամ գոյություն ունեն չափազանց փոքր քանակությամբ:

Քանի որ մանգանը քիմիական տարր է, որի օքսիդացման աստիճանը շատ տարբեր է, այն նաև բազմաթիվ միացություններ է առաջացնում բնության մեջ։ Իր մաքուր տեսքով այս տարրն ընդհանրապես չի առաջանում: Հանքանյութերում և հանքաքարերում նրա մշտական ​​հարևանը երկաթն է։ Ընդհանուր առմամբ, կարելի է առանձնացնել մի քանի կարևորագույն ապարներ, որոնք ներառում են մանգան:

1. Պիրոլուզիտ. Միացությունների բանաձև՝ MnO 2 * nH 2 O:
2. Psilomelan, MnO2 * mMnO * nH2O մոլեկուլ:
3. Մանգանիտ, բանաձև MnO * OH:
4. Բրաունիտը ավելի քիչ տարածված է, քան մնացածը: Formula Mn 2 O 3.
5. Գաուսմանիտ, բանաձեւ Mn * Mn 2 O 4:
6. Ռոդոնիտ Mn 2 (SiO 3) 2.
7. Մանգանի կարբոնատային հանքաքարեր.
8. Ազնվամորու սպար կամ ռոդոքրոզիտ - MnCO 3:
9. Պուրպուրիտ - Mn 3 PO 4:

Բացի այդ, կարող են նշանակվել ևս մի քանի հանքանյութեր, որոնք ներառում են նաև խնդրո առարկա տարրը: Այն:

• կալցիտ;
• սիդերիտ;
• կավե հանքանյութեր;
• քաղկեդոնիա;
• օպալ;
• ավազոտ-տիղմային միացություններ.

Բացի ժայռերից և նստվածքային ապարներից, օգտակար հանածոներից, մանգանը քիմիական տարր է, որը մտնում է հետևյալ օբյեկտների մեջ.

1. Բուսական օրգանիզմներ. Այս տարրի ամենամեծ կուտակիչներն են՝ ջրային ընկույզը, բադը, դիատոմները։
2. Ժանգոտ սունկ.
3. Բակտերիաների որոշ տեսակներ.
4. Հետևյալ կենդանիները՝ կարմիր մրջյուններ, խեցգետնակերպեր, փափկամարմիններ։
5. Մարդիկ - Օրական պահանջը մոտավորապես 3-5 մգ է:
6. Համաշխարհային օվկիանոսի ջրերը պարունակում են այս տարրի 0,3%-ը։
7. Երկրակեղևի ընդհանուր պարունակությունը կազմում է 0,1%՝ ըստ քաշի։

Ընդհանուր առմամբ, դա մեր մոլորակի բոլոր տարածված տարրերից 14-րդն է: Ծանր մետաղներից այն երկրորդն է երկաթից հետո։

Ֆիզիկական հատկություններ

Մանգանի հատկությունների տեսանկյունից՝ որպես պարզ նյութ, նրա համար կարելի է առանձնացնել մի քանի հիմնական ֆիզիկական բնութագրեր։

1. Պարզ նյութի տեսքով այն բավականին կոշտ մետաղ է (Մոհսի սանդղակով ցուցանիշը 4 է)։ Գույնը՝ արծաթափայլ, օդում ծածկված պաշտպանիչ օքսիդ թաղանթով, կտրվածքի վրա փայլում է։
2. Հալման կետը 1246 0 С է։
3. Եռման - 2061 0 C.
4. Այն ունի լավ հաղորդիչ հատկություններ և պարամագնիսական է:
5. Մետաղի խտությունը 7,44 գ / սմ 3 է:
6. Այն գոյություն ունի չորս պոլիմորֆ ձևափոխումների (α, β, γ, σ) տեսքով, որոնք տարբերվում են բյուրեղային ցանցի կառուցվածքով և ձևով և ատոմների փաթեթավորման խտությամբ։ Նրանց հալման կետը նույնպես տարբերվում է.

Մետաղագործության մեջ օգտագործվում են մանգանի երեք հիմնական ձևեր՝ β, γ, σ։ Ալֆան ավելի քիչ տարածված է, քանի որ այն չափազանց փխրուն է իր հատկություններով:

Քիմիական հատկություններ

Քիմիայի տեսակետից մանգանը քիմիական տարր է, որի իոնային լիցքը մեծապես տատանվում է +2-ից +7։ Սա իր հետքն է թողնում նրա գործունեության վրա։ Օդում ազատ վիճակում մանգանը շատ թույլ է արձագանքում ջրի հետ և լուծվում է նոսր թթուներում։ Սակայն հենց ջերմաստիճանը բարձրանում է, մետաղի ակտիվությունը կտրուկ աճում է։

Այսպիսով, նա կարողանում է շփվել հետևյալի հետ.

• ազոտ;
• Ածխածին;
• հալոգեններ;
• սիլիցիում;
• ֆոսֆոր;
• մոխրագույն և այլ ոչ մետաղներ:

Երբ տաքացվում է առանց օդի մուտքի, մետաղը հեշտությամբ վերածվում է գոլորշի վիճակի: Կախված մանգանի օքսիդացման վիճակից, նրա միացությունները կարող են լինել և՛ վերականգնող, և՛ օքսիդացնող նյութեր: Ոմանք ցուցաբերում են ամֆոտերային հատկություններ: Այսպիսով, հիմնականները բնորոշ են այն միացություններին, որոնցում այն ​​+2 է։ Ամֆոտերային - +4, իսկ թթվային և ուժեղ օքսիդացնող ամենաբարձր արժեքով +7:

Չնայած այն հանգամանքին, որ մանգանը անցումային մետաղ է, նրա համար բարդ միացությունները քիչ են: Դա պայմանավորված է ատոմի կայուն էլեկտրոնային կոնֆիգուրացիայից, քանի որ նրա 3d ենթամակարդակը պարունակում է 5 էլեկտրոն:

Ստանալու մեթոդները

Արդյունաբերության մեջ մանգանի (քիմիական տարր) ստացման երեք հիմնական եղանակ կա. Քանի որ անունը գրված է լատիներեն, մենք արդեն նշանակել ենք՝ մանգան: Եթե ​​թարգմանեք ռուսերեն, կլինի «այո, ես իսկապես հստակեցնում եմ, գունաթափվում եմ»: Մանգանն այս անվանումը պարտական ​​է հնուց հայտնի դրսևորված հատկություններին:

Սակայն, չնայած փառքին, նրանց հաջողվեց այն իր մաքուր տեսքով ստանալ օգտագործման համար միայն 1919 թվականին։ Դա արվում է հետևյալ մեթոդներով.

1. Էլեկտրոլիզ, արտադրանքի եկամտաբերությունը 99,98% է: Այս կերպ մանգան ստանում են քիմիական արդյունաբերության մեջ։
2. Սիլիկոջերմային, կամ կրճատում սիլիցիումով: Այս մեթոդը միաձուլում է սիլիցիումի և մանգանի (IV) օքսիդը, ինչի արդյունքում ստացվում է մաքուր մետաղ: Եկամտաբերությունը կազմում է մոտ 68%, քանի որ մանգանի միացությունը սիլիցիումի հետ սիլիցիդի ձևավորման համար կողմնակի գործընթաց է: Այս մեթոդը կիրառվում է մետալուրգիական արդյունաբերության մեջ։
3. Ալյումինոթերմիկ մեթոդ - վերականգնում ալյումինով: Նաև չի տալիս արտադրանքի չափազանց բարձր եկամտաբերություն, մանգանը ձևավորվում է աղտոտված կեղտերով:

Այս մետաղի արտադրությունը էական նշանակություն ունի մետալուրգիայի բազմաթիվ գործընթացների համար: Մանգանի նույնիսկ փոքր հավելումը կարող է մեծապես ազդել համաձուլվածքների հատկությունների վրա: Ապացուցված է, որ դրա մեջ լուծվում են բազմաթիվ մետաղներ՝ լցնելով նրա բյուրեղյա վանդակը։

Այս տարրի արդյունահանման և արտադրության համար Ռուսաստանը աշխարհում առաջին տեղն է զբաղեցնում։ Նաև այս գործընթացն իրականացվում է այնպիսի երկրներում, ինչպիսիք են.

• Չինաստան.
• Ղազախստան.
• Վրաստան.
• Ուկրաինա.

Արդյունաբերական օգտագործում

Մանգանը քիմիական տարր է, որի օգտագործումը կարևոր է ոչ միայն մետաղագործության մեջ։ այլ նաև այլ ոլորտներում: Մաքուր մետաղից բացի մեծ նշանակություն ունեն նաև տվյալ ատոմի տարբեր միացությունները։ Նշանակենք հիմնականները.

1. Կան համաձուլվածքների մի քանի տեսակներ, որոնք մանգանի շնորհիվ ունեն յուրահատուկ հատկություններ։ Այսպես, օրինակ, այն այնքան ամուր է և մաշվածության դիմացկուն, որ օգտագործվում է էքսկավատորների, քարի մշակման մեքենաների, ջարդիչի, գնդային աղացների և զրահի մասերի ձուլման համար։
2. Մանգանի երկօքսիդը էլեկտրապատման անփոխարինելի օքսիդացնող տարր է, այն օգտագործվում է ապաբևեռացնող սարքեր ստեղծելու համար:
3. Մանգանի բազմաթիվ միացություններ անհրաժեշտ են տարբեր նյութերի օրգանական սինթեզի համար։
4. Կալիումի պերմանգանատը (կամ կալիումի պերմանգանատը) օգտագործվում է բժշկության մեջ որպես հզոր ախտահանիչ։
5. Այս տարրը բրոնզի, արույրի մի մասն է, պղնձի հետ կազմում է իր սեփական խառնուրդը, որն օգտագործվում է ինքնաթիռի տուրբինների, շեղբերների և այլ մասերի արտադրության համար:

Կենսաբանական դեր

Մարգանի օրական պահանջը մարդու համար կազմում է 3-5 մգ։ Այս տարրի պակասը հանգեցնում է նյարդային համակարգի դեպրեսիայի, քնի խանգարման և անհանգստության, գլխապտույտի։ Նրա դերը դեռ ամբողջությամբ ուսումնասիրված չէ, սակայն պարզ է, որ առաջին հերթին այն ազդում է.

• բարձրություն;
• սեռական գեղձերի գործունեությունը;
• հորմոնների աշխատանքը;
• արյան ձևավորում.

Այս տարրը առկա է բոլոր բույսերի, կենդանիների, մարդկանց մոտ, ինչն ապացուցում է նրա կենսաբանական կարևոր դերը։

Մանգանը քիմիական տարր է, որի մասին հետաքրքիր փաստերը կարող են տպավորել ցանկացած մարդու, ինչպես նաև հասկացնել, թե որքան կարևոր է այն։ Ահա դրանցից ամենահիմնականները, որոնք իրենց հետքն են գտել այս մետաղի պատմության մեջ:

1. ԽՍՀՄ-ում քաղաքացիական պատերազմի ծանր ժամանակներում առաջին արտահանվող ապրանքներից էր մեծ քանակությամբ մանգան պարունակող հանքաքարը։
2. Եթե ​​մանգանի երկօքսիդը միաձուլվի սելիտրայի հետ, իսկ հետո արտադրանքը լուծվի ջրի մեջ, կսկսվեն զարմանալի փոխակերպումներ։ Նախ լուծումը կդառնա կանաչ, հետո գույնը կփոխվի կապույտ, ապա մանուշակագույն: Ի վերջո, այն կդառնա բոսորագույն և աստիճանաբար շագանակագույն նստվածք դուրս կգա: Եթե ​​խառնուրդը թափահարվի, ապա կանաչ գույնը նորից կվերականգնվի, և ամեն ինչ նորից կկրկնվի։ Հենց դրա համար է կալիումի պերմանգանատը ստացել իր անվանումը, որը թարգմանվում է որպես «հանքային քամելեոն»։
3. Եթե ​​հողի վրա կիրառվեն մանգան պարունակող պարարտանյութեր, ապա բույսերի արտադրողականությունը կբարձրանա, իսկ ֆոտոսինթեզի արագությունը կբարձրանա։ Ձմեռային ցորենը ավելի լավ հատիկներ կստեղծի։
4. Մանգան հանքային ռոդոնիտի ամենամեծ բլոկը կշռել է 47 տոննա և հայտնաբերվել է Ուրալում:
5. Կա եռակի համաձուլվածք, որը կոչվում է մանգանին: Այն բաղկացած է այնպիսի տարրերից, ինչպիսիք են պղինձը, մանգանը և նիկելը: Նրա յուրահատկությունը կայանում է նրանում, որ այն ունի բարձր էլեկտրական դիմադրություն, որը կախված չէ ջերմաստիճանից, բայց ազդում է ճնշումից։

Իհարկե, սա այն ամենը չէ, ինչ կարելի է ասել այս մետաղի մասին։ Մանգանը քիմիական տարր է, որի մասին հետաքրքիր փաստերը բավականին բազմազան են։ Հատկապես եթե խոսենք այն հատկությունների մասին, որոնք այն տալիս է տարբեր համաձուլվածքներին։

Պիրոլուզիտի տեսքով այս տարրը (մանգանի երկօքսիդ, MnO 2) օգտագործվել է Ֆրանսիայի Լասկո քարանձավի նախապատմական քարանձավային նկարիչների կողմից մոտ 30000 տարի առաջ։ Հին Եգիպտոսում ամենավերջին ժամանակներում ապակի արտադրողներն օգտագործում էին այս մետաղ պարունակող հանքանյութերը բնական ապակու գունատ կանաչավուն երանգը հեռացնելու համար:

Գերազանց հանքաքարերհայտնաբերվել են Մագնեզիայի շրջանում՝ Հունաստանի հյուսիսում, Մակեդոնիայի հարավում, և հենց այդ ժամանակ էլ սկսվեց անվան շուրջ խառնաշփոթը: Տարածաշրջանի տարբեր հանքաքարեր, որոնք ներառում էին և՛ մագնեզիում, և՛ մանգան, պարզապես կոչվում էին մագնեզիա: 17-րդ դարում ալբա մագնեզիա կամ սպիտակ մագնեզիա տերմինն ընդունվել է մագնեզիումի հանքանյութերի համար, մինչդեռ սև մագնեզիա անվանումն օգտագործվում էր ավելի մուգ մանգանի օքսիդների համար։

Ի դեպ, այս տարածաշրջանում հայտնաբերված հայտնի մագնիսական միներալները կոչվում էին մագնեզիա քար, որն ի վերջո դարձավ այսօրվա մագնիսը։ Շփոթմունքը շարունակվեց որոշ ժամանակ, մինչև 18-րդ դարի վերջում շվեդ քիմիկոսների խումբը եզրակացրեց, որ մանգանը առանձին տարր է։ 1774 թվականին խմբի անդամը այս բացահայտումները ներկայացրեց Ստոկհոլմի ակադեմիային, և նույն թվականին Յոհան Գոթլիբ Հանը դարձավ առաջին մարդը, ով ստացավ մաքուր մանգան և ապացուցեց. որ դա առանձին առարկա է.

Մանգան - քիմիական տարր, մանգանի բնութագրերը

Դա ծանր, արծաթափայլ մետաղ է, որը դանդաղորեն մթնում է բաց երկնքի տակ։ Ավելի կոշտ և փխրուն, քան երկաթը, այն ունի 7,21 տեսակարար կշիռ և 1244 °C հալման կետ: Քիմիական նշան Mn, ատոմային զանգվածը՝ 54,938, ատոմային համարը՝ 25։ Որպես բանաձևերի մասկարդում է որպես մանգան, օրինակ, KMnO 4 - կալիումի մանգան մոտ չորս. Այն շատ տարածված տարր է ապարներում, նրա քանակությունը գնահատվում է երկրակեղեւի զանգվածի 0,085%-ը։

Կան ավելի քան 300 տարբեր հանքանյութերայս տարրը պարունակող: Հողային խոշոր հանքավայրեր կան Ավստրալիայում, Գաբոնում, Հարավային Աֆրիկայում, Բրազիլիայում և Ռուսաստանում: Բայց այն ավելի շատ է գտնվում օվկիանոսի հատակին, հիմնականում 4-ից 6 կիլոմետր խորության վրա, ուստի այն այնտեղ հանելը կոմերցիոն առումով ձեռնտու չէ:

Օքսիդացված երկաթի միներալները (հեմատիտ, մագնետիտ, լիմոնիտ և սիդերիտ) պարունակում են այս տարրի 30%-ը։ Մեկ այլ պոտենցիալ աղբյուր են կավի և կարմիր ցեխի հանքավայրերը, որոնք պարունակում են մինչև 25% հանգույցներ: Առավել մաքուր մանգանստացվում է ջրային լուծույթների էլեկտրոլիզով։

Մանգանը և քլորը գտնվում են պարբերական համակարգի VII խմբում, սակայն քլորը՝ հիմնական ենթախմբում, իսկ մանգանը՝ կողմնակի ենթախմբում, որը ներառում է նաև տեխնիում Tc և ռենիում Ke - ամբողջական էլեկտրոնային անալոգներ։ Մանգան Mn, տեխնիում Tc և ռենիում Ke-ն ամբողջական էլեկտրոնային անալոգներ են՝ վալենտային էլեկտրոնների կոնֆիգուրացիայով:

Այս տարրը առկա էփոքր քանակությամբ և գյուղատնտեսական հողերում։ Պղնձի, ալյումինի, մագնեզիումի, նիկելի բազմաթիվ համաձուլվածքներում դրա տարբեր տոկոսները նրանց տալիս են հատուկ ֆիզիկական և տեխնոլոգիական հատկություններ.

• մաշվածության դիմադրություն;
• ջերմային դիմադրություն;
• կոռոզիոն դիմադրություն;
• ձուլություն;
• էլեկտրական դիմադրություն և այլն:

Մանգանի վալենտներ

Մանգանի օքսիդացման աստիճանը 0-ից +7 է։ Երկվալենտ օքսիդացման վիճակում մանգանն ունի հստակ մետաղական բնույթ և բարդ կապեր ձևավորելու բարձր միտում։ Քառավալենտ օքսիդացման ժամանակ գերակշռում է միջանկյալ նշանը մետաղական և ոչ մետաղական հատկությունների միջև, մինչդեռ վեցավալենտն ու յոթավալենտը ունեն ոչ մետաղական հատկություններ։

Օքսիդներ:

Բանաձև. Գույն

Կենսաքիմիա և ֆարմակոլոգիա

Մանգանը բնական տարր է, որը հանդիպում է բույսերի և կենդանիների հյուսվածքների մեծ մասում: Ամենաբարձր կոնցենտրացիաները հայտնաբերվել են.

• նարնջի կեղեւի մեջ;
• խաղողի մեջ;
• հատապտուղների մեջ;
• ծնեբեկի մեջ;
• խեցգետնակերպերի մեջ;
• գաստրոպոդների մեջ;
• երկփեղկավորների մեջ։

Կենսաբանության ամենակարեւոր ռեակցիաներից մեկը՝ ֆոտոսինթեզը, լիովին կախված է այս տարրից։ Այն աստղային խաղացողն է ֆոտոհամակարգի II ռեակցիայի կենտրոնում, որտեղ ջրի մոլեկուլները վերածվում են թթվածնի: Առանց դրա ֆոտոսինթեզն անհնար է։.

Այն էական տարր է բոլոր հայտնի կենդանի օրգանիզմների համար։ Օրինակ՝ ֆոտոսինթեզի ընթացքում ջրի մոլեկուլները թթվածնի վերածելու համար պատասխանատու ֆերմենտը պարունակում է մանգանի չորս ատոմ։

Միջին հաշվով, մարդու մարմինը պարունակում է մոտ 12 միլիգրամ այս մետաղ: Մենք ամեն օր ստանում ենք մոտ 4 միլիգրամ մթերքներից, ինչպիսիք են ընկույզը, թեփը, հացահատիկը, թեյը և մաղադանոսը: Այս տարրն ավելի ամուր է դարձնում կմախքի ոսկորները։ Այն նաև կարևոր է վիտամին B1-ի կլանման համար։

Օգուտները և վնասակար հատկությունները

Այս հետքի տարրը, ունի կենսաբանական մեծ նշանակություն. այն հանդես է գալիս որպես կատալիզատոր պորֆիրինների կենսասինթեզում, այնուհետև կենդանիների մոտ՝ հեմոգլոբինը, իսկ կանաչ բույսերում՝ քլորոֆիլը։ Դրա առկայությունը նախապայման է նաև տարբեր միտոքոնդրիալ ֆերմենտային համակարգերի, լիպիդային նյութափոխանակության որոշ ֆերմենտների և օքսիդատիվ ֆոսֆորիլացման գործընթացների գործունեության համար։

Այս մետաղի աղերով աղտոտված գոլորշիները կամ խմելու ջուրը հանգեցնում են շնչառական ուղիների գրգռիչ փոփոխությունների, առաջադեմ և անդառնալի միտումով քրոնիկական թունավորման, որը բնութագրվում է կենտրոնական նյարդային համակարգի բազալային գանգլիաների վնասմամբ, այնուհետև էքստրաբուրամիդային տիպի խախտմամբ։ նմանատիպ Պարկինսոնի հիվանդություն:

Նման թունավորումը հաճախ ունենում էպրոֆեսիոնալ կերպար. Այն ազդում է այս մետաղի և դրա ածանցյալների մշակման մեջ աշխատող աշխատողների, ինչպես նաև քիմիական և մետաղագործական արդյունաբերության աշխատողների վրա: Բժշկության մեջ այն օգտագործվում է կալիումի պերմանգանատի տեսքով՝ որպես տտիպ, տեղային հակասեպտիկ, ինչպես նաև որպես հակաթույն ալկալոիդների (մորֆին, կոդեին, ատրոպին և այլն) բնույթի թույների դեմ։

Որոշ հողեր ունեն այս տարրի ցածր մակարդակը, ուստի այն ավելացվում է պարարտանյութերի մեջ և տրվում որպես սննդային հավելում արածող կենդանիների համար։

Մանգան `կիրառություն

Որպես մաքուր մետաղ, բացառությամբ էլեկտրատեխնիկայի ոլորտում սահմանափակ օգտագործման, այս տարրը այլ գործնական կիրառություն չունի, միևնույն ժամանակ այն լայնորեն օգտագործվում է համաձուլվածքների պատրաստման, պողպատի արտադրության և այլնի համար։

Երբ Հենրի Բեսեմերըհորինել է պողպատի պատրաստման գործընթացը 1856 թվականին, նրա պողպատը ոչնչացվել է տաք գլանվածքով: Խնդիրը լուծվեց նույն թվականին, երբ պարզվեց, որ այս տարրի փոքր քանակությամբ հալած երկաթին ավելացնելով խնդիրը լուծում է: Այսօր, փաստորեն, ամբողջ մանգանի մոտ 90%-ն օգտագործվում է պողպատի արտադրության համար։