Mangan - un element al șaptelea grup de tranziție din a patra perioadă de grupe ale sistemului periodic al elementelor chimice Mendeleev având un număr atomic 25. Simbolul Notată Mn (lat Manganum Manganum formule compuse în limba rusă citit ca mangan exemplu, KMnO4 -.... Potasiu Mangan aproximativ patru, dar adesea citit și ca mangan). O substanță simplă a manganului (numărul CAS: 7439-96-5) este un metal alb-argintiu. Sunt cunoscute cinci modificări alotrope ale manganului - patru cu cub și una cu zăbrele de cristal tetragonală.
Una dintre principalele materiale de mangan - pyrolusit - a fost cunoscută în antichitate drept magneziu negru și a fost folosită în prepararea sticlei pentru clarificarea sa. El a fost considerat un fel de piatră magnetică magnetică, iar faptul că el nu este atras de un magnet, Pliny cel Bătrân a explicat sexul feminin al magneziului negru, la care magnetul este "indiferent". În 1774 chimistul suedez K. Scheele a arătat că oțelul conținea un metal necunoscut. El a trimis mostre de minereu prietenului său chimist Yu Ghana, care, când a fost încălzit într-un cuptor de piroliză cu cărbune, a primit mangan metalic. La începutul secolului al XIX-lea a fost numit "manganum" (din minereul german Manganerz - mangan).
Manganul este un metal tare greu. Există patru modificări cubice ale manganului metalic. La temperaturi de la temperatura camerei până la 710 ° C, a-Mn este stabil, parametrul latului a = 0,89125 nm și o densitate de 7,44 kg / dm3. În intervalul de temperatură 710-1090 ° C există b-Mn, parametrul zăbrelelor este a = 0.6300 nm; la temperaturi 1090-1137 ° C - g-Mn, parametrul de latură a = 0,35050 nm. În final, la o temperatură cuprinsă între 1137 ° C și punctul de topire (1244 ° C), d-Mn este stabil cu un parametru de latură a = 0,30750 nm. Modificările a, b și d sunt fragile, g-Mn este plastic. Punctul de fierbere al manganului este de aproximativ 2080 ° C.
În aer, manganul este oxidat, ca urmare a cărei suprafață este acoperită cu un film dens de oxid, care protejează metalul de oxidarea ulterioară. Când se calcinează în aer peste 800 ° C, manganul este acoperit cu o scală, constând dintr-un strat exterior de Mn3O4 și un strat interior de MnO.
Manganul formează mai mulți oxizi: MnO, Mn3O4, Mn2O3, MnO2 și Mn2O7. Toate, cu excepția Mn2O7, care este un lichid verde uleios la temperatura camerei cu un punct de topire de 5,9 ° C, substanțe cristaline solide.
MnO monoxid de mangan este format prin descompunerea sărurilor de mangan divalent (carbonat și altele) la o temperatură de aproximativ 300 ° C într-o atmosferă inertă:
MnCO3 = MnO + CO2
Acest oxid are proprietăți semiconductoare. Când MnOH este descompus, este posibil să se obțină Mn2O3. Același oxid de mangan este format prin încălzirea MnO2 în aer la o temperatură de aproximativ 600 ° C:
4MnO2 = 2Mn2O3 + O2
Oxidul de Mn2O3 este redus de hidrogen la MnO și sub influența acizilor sulfurici și azotați diluați trece în dioxid de mangan MnO2.
Dacă Mn02 este calcinat la o temperatură de aproximativ 950 ° C, atunci oxigenul este îndepărtat și formarea de oxid de mangan cu compoziția Mn3O4:
3MnO2 = Mn3O4 + O2
Acest oxid poate fi reprezentat ca MnO · Mn2O3 și proprietăți Mn3O4 corespunde unui amestec al acestor oxizi.
Manganul de dioxid de MnO2 este cel mai des întâlnit compus natural de mangan în natură, existent în mai multe forme polimorfe. Așa-numita modificare b a MnO2 este deja menționată pyrolusitul mineral. O modificare rombică a dioxidului de mangan, g-MnO2 se găsește, de asemenea, în natură. Este un mineral din Ramsdelite (un alt nume este polianita).
Dioxidul de mangan este non-stoichiometric, există întotdeauna un deficit de oxigen în rețeaua lui. Dacă oxizii de mangan care corespund stărilor de oxidare mai mici decât +4 sunt bazici, atunci dioxidul de mangan are proprietăți amfoterice. La 170 ° C, MnO2 poate fi redus prin hidrogen la MnO.
Dacă se adaugă KMnO4 permanganat de potasiu la acid sulfuric concentrat, se formează oxidul de Mn2O7, care are proprietăți puternice de oxidare:
2KMnO4 + 2H2S04 = 2KHS04 + Mn2O7 + H2O.
Mn2O7 este un oxid acid, acesta corespunde unui acid manganic puternic, non-liber, HMnO4.
În interacțiunea dintre mangan și halogeni se formează dihalogenuri de MhHal2. În cazul fluorului, este de asemenea posibil să se formeze fluoruri ale compoziției MnF3 și MnF4, iar în cazul clorului, și triclorura de MnCl3. Reacțiile de mangan cu sulf conduc la formarea de sulfuri de compuși MnS (există în trei forme polimorfe) și MnS2. Este cunoscut un întreg grup de nitruri de mangan: MnN6, Mn5N2, Mn4N, MnN, Mn6N5, Mn3N2.
Cu fosfor, manganul formează fosfurile compușilor MnP, MnP3, Mn2P, Mn3P, Mn3P2 și Mn4P. Mai multe carburi și siliciuri de mangan sunt cunoscute.
Cu apă rece, manganul reacționează foarte lent, dar când este încălzit, viteza de reacție crește semnificativ, se formează Mn (OH) 2 și se eliberează hidrogen. În interacțiunea manganului cu acizii se formează săruri de mangan (II):
Mn + 2HCI = MnCl2 + H2.
Din soluțiile de săruri Mn2 +, poate fi precipitată o bază solubilă în apă slab de Mn (OH) 2:
Mn (N03) 2 + 2NaOH = Mn (OH) 2 + 2NaNO3
Manganul răspunde mai mulți acizi, dintre care cel mai important puternic margantsovataya instabil acidul H2MnO4 și HMnO4 acidului permanganic, sărurile care - respectiv, manganații (de exemplu, manganat de sodiu Na2MnO4) și permanganaților (de exemplu, permanganat de potasiu KMnO4).
Manganații (sunt cunoscuți numai manganite de metale alcaline și bariu) pot prezenta proprietăți ca oxidanți (mai des)
2Nal + Na2Mn04 + 2H20 = Mn02 + I2 + 4NaOH,
și agenți reducători
2K2MnO4 + Cl2 = 2KMn04 + 2 KCI.
În soluții apoase, manganații sunt disproporționați față de compușii de mangan (+4) și mangan (+7):
3K2MnO4 + 3H2O = 2KMn04 + MnO2 · H20 + 4KOH.
În același timp, culoarea soluției de la verde la albastru, apoi la purpuriu și zmeură. Pentru abilitatea de a schimba culoarea soluțiilor sale, K. Scheele a numit manganatul de potasiu ca un cameleon mineral.
Permanganatele sunt oxidanți puternici. De exemplu, permanganatul de potasiu KMnO4 într-un mediu acid oxidează dioxidul de sulf SO2 la sulfat:
2KMnO4 + 5SO2 + 2H2O = K2SO4 + 2MnSO4 + 2H2SO4.
La o presiune de aproximativ 10 MPa, MnCl2 anhidru reacționează cu monoxid de carbon (II) CO în prezența compușilor organometalici pentru a forma carbonil binuclear Mn2 (CO) 10.
mangan pur prin electroliza soluțiilor apoase de MnSO4 sulfat de mangan, care se realizează în prezență de sulfat de amoniu (NH4) 2SO4. mai mult de 90% din manganul produs se duce la metalurgia feroasă. Manganul este utilizat ca aditiv în oțel pentru dezoxidare sale, desulfurarea (aceasta elimină impuritățile nedorite din oțel - oxigen, sulf, etc.), precum și pentru alierea oțelurilor, adică îmbunătățirea proprietăților lor mecanice și coroziune ... Manganul este de asemenea utilizat în cupru, aluminiu și aliaje de magneziu. Acoperirea manganului pe suprafețele metalice asigură protecția anticorozivă. mangan utilizat binucleari ușor volatile și instabil termic dekakarbonil Mn2 (CO) 10 pentru aplicarea acoperirilor subțiri.
Componentele de mangan (carbonați, oxizi și altele) sunt utilizate în producerea de materiale feritice, ele servesc ca catalizatori pentru multe reacții chimice, fac parte din microfertilizatori. Permanganatul de potasiu este folosit pentru înălbirea inului și a lânii, decolorarea soluțiilor tehnologice, ca oxidant al substanțelor organice. În medicină, sunt utilizate câteva săruri de mangan. De exemplu, permanganatul de potasiu este utilizat ca antiseptic sub forma unei soluții apoase, în unele cazuri soluția este utilizată pentru otrăvire cu alcaloizi și cianuri.
3. Mangan - element de 14-lea de incidență pe teren, iar după al doilea fier de metale grele conținute în crusta (aproximativ 0,1% în greutate sau de 0,03% din totalul atomilor de crustă). Cantitatea ponderată de mangan crește de la acid (600 g / t) la rocile principale (2,2 kg / t). Însoțește fierul în multe dintre RDU-urile sale, dar există și depozite independente de mangan. Numărul total de minerale de mangan care apar în natură depășește 150. Cu toate acestea, există puține pe scară largă distribuite și conținând o cantitate crescută de minerale Mn.
Cele mai frecvente minerale ale manganului:
· Pyrolusit MnO2 · x H2O, cel mai comun mineral (care conține 63,2% mangan);
• manganită (minereu de mangan brun) MnO (OH) (62,5% mangan);
· Brownit 3Mn2O3 · MnSi03 (69,5% mangan);
· Rhodochrosite (spar cu mangan, spar purpuriu) MnCO3 (47,8% mangan);
· Psilomelanm MnO · MnO2 · n H2O (45-60% mangan);
· Purpură (Mn3 + [PO4]), 36,65% mangan.
4. Resursele de minereu de mangan găsite în 56 de țări din întreaga lume și contul de 21.27 miliarde de grame, inclusiv în Africa. - 14.33 miliarde de tone (67,4% din lume) și Europa. - 3,44 miliarde de tone (16. 2%). Rezervele de minereuri de mangan sunt, de asemenea, cunoscute în 56 de țări. Confirmat rezerve de minereu de mangan se ridică la 5,4 miliarde de tone până la 90% din rezervele mondiale de mangan dovedite închise în depozite stratiformi circa 8% în dezagregarea miezuri și 2% - .. In depozite de tip hidrotermal. Titularii principali ai stocurilor de mangan sunt 11 țări, deținând aproximativ 95% din rezervele dovedite ale lumii (5,1 miliarde de tone). Acestea sunt Ucraina, Africa de Sud, Kazahstan, Gabon, Georgia, Australia, Brazilia, China, Rusia, Bulgaria, India. Pentru a aplica un depozit unic, cu rezerve de minereu de mangan mai mult de 1 miliard de tone, la mare - cu rezerve de sute de milioane de tone, și mici - cu rezerve de zeci de milioane de tone.
Depozitele industriale ale minereurilor de mangan din Ural sunt de două tipuri genetice: sedimentare și vulcanogene hidrotermale-sedimentare.
Depozitele de mangan în depozitele Ordoviciene s-au găsit în regiunea Urală a Uralului de Nord și Polar. Acestea includ depozitul Parnock din Republica Komi și grupul Chuval de depozite din regiunea Perm.
Depozitul de fier-mangan de la Parnok a fost descoperit în 1987 de către expediția geologică Vorkuta. Este situat la 70 km sud-est de orașul Inta, la poalele Uralei Polar, în mijlocul râului Parnok-Yu (afluentul estic al râului Lemva).
Depunerile Verkhne-Chuval'skoye din regiunea Perm sunt studiate numai pe orizonturile superioare ale zonei de oxidare, unde sunt dezvoltate minereuri feromanganice negre și maro. Aceste depozite au fost exploatate anterior ca minereu de fier. Se presupune că minereurile primare de carbonat se află la o adâncime. E.S. Kontar (comunicare orală) presupune că un grup de depozite de mangan Chuvalsky poate avea dimensiuni semnificative.
Mel-mangan depozite paleogene sedimentare sunt situate în regiunea Sverdlovsk, panta Ural Nord-Est, unde se află piscina de Nord Ural minereu de mangan. Se întinde peste 300 km la nord de latitudinea Serov de-a lungul graniței de vest a sedimentelor mezozoice-cenozoic. În prezent, această piscină deține cele mai mari rezerve dovedite de minereu de mangan și numai aici de minereu de mangan producția comercială a hranei pentru animale Ural. Pe zona bazinului Nord minereu de mangan Ural a relevat mai mult de 15 domenii industriale, dintre care 9 au fost studiate în detaliu: Berezovskoe, Novo Berezovskoe, South Berezovskoe, Catherine, Marsyatskoe, Yurkinskoe, Lozvinskoe, Ivdelsky, Tyninskoe; și un singur domeniu - floarea-soarelui - a fost deja dezvoltat.
Unul dintre cele mai studiate obiecte din bazinul Uralului de Nord este depozitul de mangan de la miezul nopții, situat la 23 km nord de orașul Ivdel. Depozitul a fost descoperit în 1920, iar în 1942 sa început exploatarea, care a durat până în 1965.
Depunerile sedimentare hidrotermale-sedimentare volcanogene ale minereurilor de mangan sunt comune în zona Tagil-Magnitogorsk, unde în perioadele Silurian și Devonian, adică Acum 354-434 milioane de ani, vulcanismul activ a avut loc în principal în condiții subacvatice și marine. Apele calde emise de vulcani și de fumaroalele din jur conțin mangan, siliciu, fier și alte elemente chimice. Aceste elemente sub formă de compuși de carbonat, silicat și oxid au fost depozitați în apropierea vulcanilor de pe fundul bazinelor marine, formând în locații depozite industriale de siliciu-mangan.
În Uralul Mijlociu, depozitele de mangan cu sedimente hidrotermale și sedimentare sunt cunoscute în regiunea de minereu Nizhny Tagil. Aici au studiat depozitele Sapal, Lipovo și Kazan. Corpurile de minereu ale acestor depozite se găsesc de obicei la limita de calcar cu șisturi și gresie de nisip. Ele au forma de lentile neregulate. Structura geologică a depozitelor a cuprins roci vulcanice - traichite și roci intruzive - syeniți.
volume mici de producție de minereu de mangan în domeniile bazinului nord-Ural nu asigură necesitățile districtului economic Ural. Noile depozite de minereu sedimentar mangan industriale pot fi găsite în sedimentele Ordovician din versantul vestic al nordic și Polar Urali, în rocile sedimentare timpurie Carbonifer de pantele vestice și estice ale Urali de Sud, în sedimentele paleogene din versantul estic al Urali de Nord. Nevoile Urali din minereuri de mangan, prin dezvoltarea depozitelor Parnoksky în Republica Komi, va fi posibil după calea ferată din zonă.
5.Marganeturile sunt importante și. este cu siguranță un element necesar în viața unei persoane. Nu există nimic care să o înlocuiască. Acum, în Rusia, există o lipsă de minerit de mangan. Prin urmare, astăzi dezvoltarea de noi depozite, chiar și submarine, este cea mai urgentă. și un studiu aprofundat al proprietăților acestui metal și a compușilor săi.
1. Marea Enciclopedie Sovietică.
2. Akhmetov N.S. Chimie generală și anorganică. M. - Școala superioară, 1989
3. Adresați-vă despre planeta Pământ.
4. Site-ul UralGeoService.
Articole similare
Trimiteți-le prietenilor: