Марганец
Страница 1

Марганец впервые получили К. В. Шееле и Ю. Ган в 1774 г.

Нахождение в природе

. По распространению в природе марганец занимает место после железа. Содержание его в земной коре составляет 0,1 %. Основным минералом, в виде которого марганец встречается в рудах, является пиролюзит МnО2. Кроме пиролюзитовых марганцевых руд встречаются марганцевые руды, содержащие браунит Mn2О3, манганит МпО(ОН), гаусманит Мn3O4 и марганцевый шпат МnCO3. Кроме того, марганец в виде оксидов содержится почти во всех железных рудах.

Физические свойства

. Марганец — серебристо-белый металл, плотность его 7,2 г/см3. Он твердый и хрупкий, при 1260 °С плавится, а при 2120 °С закипает. На воздухе металл покрывается пестрыми пятнами оксидной пленки, которая предохраняет его от дальнейшего окисления. С железом марганец образует сплавы с любым соотношением компонентов (ферромарганец).

Химические свойства

. Марганец образует различные соединения, в которых проявляет степень окисления +2, +3, +4, +6 и +7. Соединения марганца с другими степенями окисления малохарактерны и встречаются очень редко.

При взаимодействии металлического марганца а различными неметаллами образуются соединения марганца (II):

Мn + С2 = МпСl2 (хлорид марганца (II))

Мn + S = МnS (cулъфид марганца {II))

3 Мn + 2 Р = Мn3Р2 (фосфид марганца (II))

3 Мn + N2 = Мn3N2 (нитрид марганца (II))

2 Мn + N2 = Мn2Si (силицид марганца (II))

Марганец легко растворяется в кислотах-неокислителях с выделением водорода:

Мn + 2 НСl = МnСl2 + Н2

Мn + Н2SO4(разб.) = МnSO4 + Н2

Он растворяется также в воде в присутствии соединений, дающих при гидролизе кислую реакцию:

Мn + 2 Н2О + 2 NН4Сl = МnСl2 + 2 NН4ОН + Н2

Растворение марганца в кислотах-окислителях сопровождается выделением продуктов восстановления этих кислот:

Мn + 2 Н2SO4(конц.) = МnSO4 + SO2 + 2 Н2О

Мn + 4 НNО3 (конц.) = Мn(NО3)2 + 2 NО + 2 Н2О

3 Мn + 8 НNОз (разб.) = 3 Мn(NО3)2 + 2 NО2 + 4 H2О

Марганец может восстанавливать многие оксиды металлов и по этому используется в металлургии:

5 Мn + Nb2О5 = 5 MnО + 2 Nb

3 Мn + Fе2О3 = 3 МnО + 2 Fе

В мелкодисперсном состоянии (порошок) марганец более реакционноспособен, чем в компактном.

Получение

. Металлический марганец получают восстановлением его прокаленных оксидов алюминием. Так как алюминий очень бурно реагирует с диоксидом марганца, используют прокаленный пиролюзит. При прокаливании пиролюзита образуется оксид марганца Мn3O4, который с алюминием реагирует более спокойно:

3 МnО2 = Мn3O4 + O2

3 Мn3О4 + 8 Аl = 4 Аl2O3 + 9 Мn

Для получения ферромарганца, используемого в металлургии, смесь железной руды и пиролюзита восстанавливают коксом в электропечах:

Fе2О3 + МnО2 + 5 С = 2Fе·Мn + 5 СО

Содержание марганца в ферромарганце 20-60 %.

Применение

. Марганец в виде ферромарганца используют в черной металлургии.

Кислородные соединения марганца

. Марганец образует оксиды МnО, Мn2О3, МпО2, МпО3, Мп2О7, гидроксиды Мn(ОН)2, Mn(ОН)4, Н2МnО4, НМnО4 и соответствующие им соединения.

Монооксид марганца МnО — это порошок зеленовато-серого цвета, обладающий основными свойствами и поэтому реагируюший с кислотами и кислотными оксидами:

МnО + 2 НCl = МnСl2 + H2О

МnО + SO3 = MnSO4

В воде монооксид марганца практически нерастворим.

Гидроксид марганца (II) Мn(ОН)2 — белое вещество, которое легко окисляется на воздухе до бурого гидроксида марганца (IV):

2 Мn(ОH)2 + O2 + 2 Н2О = 2 Мn(ОН)4

Образуется гидроксид марганца (II) при взаимодействии его солей со щелочами:

МnSО4 + 2 КОН = Мn(ОН)2¯ + К2SО4

Гидроксид марганца (II) обладает основными свойствами. Он реагирует с кислотами и кислотными оксидами:

Мn(ОН)2 + 2 НСl = МnСl2 + 2 Н2О

Мn(ОН)2 + SО3 = МnSО4 + Н2О

Гидроксид марганца (II) обладает восстановительными свойствами. В присутствии сильных окислителей он может окисляться до перманганата:

2 Мп(ОН)2 + 5 КВгО + 2 КОН = 2 КМnO4 + 5 КВг + 3 Н2О

При недостаточном количестве окислителя образуется диоксид марганца:

5 Мn(ОН)2 + КВrО = 5 МnО2 + КВr + Н2О

Страницы: 1 2

Смотрите также

Акриламид и полиакриламид: получение и свойства
...

Нестандартные вопросы химии и их решения
1. «Поющая колба». Выделение энергии в ходе химических реакций происходит обычно в виде теплоты, света или других электромагнитных излучений. Обсудите возможность выделения энергии химическ ...

Перемешивание жидких сред
...