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

 Определение константы скорости реакции k по первым 3-м опытам
Из вида кинетического уравнения следует, что его единственным параметром является константа скорости реакции k. Для определения значения константы скорости воспользуемся статистическим методом регр ...

Расчет тарельчатой ректификационной колонны для разделения бинарной углеводородной смеси бензол-толуол
Ректификация известна с начала девятнадцатого века, как один из важнейших технологических процессов главным образом спиртовой и нефтяной промышленности. В настоящее время ректификацию всё ш ...

Химические свойства неметаллов и их соединений
...