Пиролюзит (манганы давхар исэл, MnO2) хэлбэрийн энэхүү элементийг 30,000 жилийн өмнө Францын Ласко агуйд балар эртний агуйн уран бүтээлчид ашиглаж байжээ. Хожмын үед эртний ЕгипетШил үйлдвэрлэгчид байгалийн шилний цайвар ногоон өнгөтэй өнгийг арилгахын тулд энэ металл агуулсан эрдэс бодис ашигласан.

-тай холбоотой

Ангийнхан

Маш сайн хүдэрГрекийн хойд хэсэгт, Македонийн өмнөд хэсэгт орших Магнези мужаас олдсон бөгөөд энэ үеэс л нэрний будлиан эхэлсэн юм. Магни ба марганец агуулсан бүс нутгийн янз бүрийн хүдрийг зүгээр л магни гэж нэрлэдэг. 17-р зуунд магнийн ашигт малтмалын хувьд magnesia alba буюу цагаан магни гэсэн нэр томъёог хэрэглэсэн бол хар магнези гэдэг нэрийг манганы хар исэлд ашигладаг байжээ.

Дашрамд дурдахад, энэ бүс нутгаас олдсон алдартай соронзон ашигт малтмалыг магнийн чулуу гэж нэрлэдэг байсан бөгөөд энэ нь эцэстээ өнөөгийн соронз болжээ. 18-р зууны төгсгөлд Шведийн хэсэг химичүүд марганец бол тусдаа элемент гэсэн дүгнэлтэнд хүрэх хүртэл төөрөгдөл хэсэг хугацаанд үргэлжилсэн. 1774 онд тус бүлгийн нэгэн гишүүн эдгээр олдворуудыг Стокгольмын академид танилцуулсан бөгөөд тэр жилдээ Йохан Готтлиб Хан цэвэр манган авч, нотолсон анхны хүн болжээ. Энэ бол тусдаа элемент юм.

Манган - химийн элемент, манганы шинж чанар

Хүнд байна мөнгөн цагаан металл, энэ нь задгай агаарт аажим аажмаар харанхуйлдаг. Хатуу, төмрөөс илүү хэврэг, хувийн жин нь 7.21, хайлах цэг нь 1244 ° C байна. Химийн тэмдэг Mn, атомын жин 54.938, атомын дугаар 25. Томъёоны нэг хэсэг болгонманган гэж уншина, жишээлбэл, KMnO 4 - калийн манганы дөрөв орчим. Энэ бол чулуулагт маш түгээмэл элемент бөгөөд түүний хэмжээг дэлхийн царцдасын массын 0.085% гэж тооцдог.

300 гаруй төрлийн ашигт малтмал байдагэнэ элементийг агуулсан. Хуурай газрын томоохон ордууд Австрали, Габон, Өмнөд Африк, Бразил, Орост байдаг. Гэхдээ үүнээс ч илүү нь далайн ёроолд, ихэвчлэн 4-6 километрийн гүнд байдаг тул түүнийг олборлох нь арилжааны хувьд ашиггүй юм.

Исэлдсэн төмрийн эрдэс (гематит, магнетит, лимонит, сидерит) нь энэ элементийн 30% -ийг агуулдаг. Өөр нэг боломжит эх үүсвэр нь 25% хүртэл агуулсан зангилаа агуулсан шавар, улаан шаврын ордууд юм. Хамгийн цэвэр манганусан уусмалын электролизээр олж авсан.

Манган ба хлор нь үечилсэн системийн VII бүлэгт багтдаг боловч хлор нь үндсэн дэд бүлэгт, манган нь хоёрдогч дэд бүлэгт багтдаг бөгөөд үүнд технециум Tc ба рений Ке - бүрэн электрон аналог орно. Manganese Mn, technetium Tc, renium Ke нь валентийн электронуудын тохиргоотой бүрэн электрон аналог юм.

Энэ элемент байдаггазар тариалангийн хөрсөнд бага хэмжээгээр . Зэс, хөнгөн цагаан, магни, никель зэрэг олон төрлийн хайлшуудад түүний янз бүрийн хувь хэмжээ нь тэдэнд тодорхой физик, технологийн шинж чанарыг өгдөг.

• элэгдэлд тэсвэртэй;
• халуунд тэсвэртэй;
• зэврэлтэнд тэсвэртэй;
• хайлуулах чадвар;
• цахилгаан эсэргүүцэл гэх мэт.

Манганы валент

Манганы исэлдэлтийн төлөв 0-ээс +7 хооронд байна. Хоёр валентын исэлдэлтийн төлөвт манган нь тодорхой металл шинж чанартай бөгөөд үүсэх өндөр хандлагатай байдаг. нарийн төвөгтэй холболтууд. Дөрвөн валентын исэлдэлтийн үед метал ба металл бус шинж чанаруудын хоорондох завсрын шинж чанар давамгайлдаг бол зургаан валент ба долоон валентын исэлдэлт нь металл бус шинж чанарыг харуулдаг.

Оксид:

Томъёо. Өнгө

Биохими ба фармакологи

Манган нь байгальд өргөн тархсан элемент бөгөөд ихэнх ургамал, амьтны эдэд байдаг. Хамгийн их концентраци нь:

• жүржийн хальсанд;
• усан үзэм дэх;
• жимсэнд;
• аспарагус дахь;
• хавч хэлбэртэнд;
• ходоодны хөлд;
• хоёр хавхлагт.

Хамгийн зарим нь чухал хариу үйлдэлБиологийн хувьд фотосинтез нь энэ элементээс бүрэн хамааралтай байдаг. Энэ бол усны молекулууд хүчилтөрөгч болж хувирдаг фотосистем II-ийн урвалын төвд од тоглогч юм. Үүнгүйгээр фотосинтез хийх боломжгүй юм.

Энэ нь мэдэгдэж байгаа бүх амьд организмд зайлшгүй шаардлагатай элемент юм. Жишээлбэл, фотосинтезийн явцад усны молекулыг хүчилтөрөгч болгон хувиргах үүрэгтэй фермент нь манганы дөрвөн атомыг агуулдаг.

Дундаж Хүний биеойролцоогоор 12 миллиграмм энэ металл агуулдаг. Бид самар, хивэг, үр тариа, цай, яншуй зэрэг хүнсний бүтээгдэхүүнээс өдөрт ойролцоогоор 4 миллиграмм авдаг. Энэ элемент нь араг ясны ясыг илүү бат бөх болгодог. Мөн В1 витаминыг шингээхэд чухал үүрэгтэй.

Ашиг тус ба хор хөнөөлтэй шинж чанарууд

Энэ ул мөр элемент, биологийн асар их ач холбогдолтой: энэ нь порфирины биосинтезийн катализаторын үүрэг гүйцэтгэдэг, дараа нь амьтанд гемоглобин, ногоон ургамал дахь хлорофилл. Түүний оршихуй ч мөн адил зайлшгүй нөхцөлянз бүрийн митохондрийн ферментийн систем, липидийн солилцооны зарим фермент, исэлдэлтийн фосфоржилтын үйл явцын үйл ажиллагаанд зориулагдсан.

Энэ металлын давсаар бохирдсон уур эсвэл ундны ус нь амьсгалын замын цочромтгой өөрчлөлт, төв мэдрэлийн тогтолцооны суурь зангилааны гэмтэлээр тодорхойлогддог даамжрах, эргэлт буцалтгүй архаг хордлого, улмаар Паркинсоны өвчинтэй төстэй экстрапирамид эмгэг үүсгэдэг. .

Ийм хордлого нь ихэвчлэн тохиолддогмэргэжлийн дүр. Энэ нь энэ металл болон түүний деривативыг боловсруулахад оролцдог ажилчид, түүнчлэн хими, металлургийн үйлдвэрлэлийн ажилчдад нөлөөлдөг. Анагаах ухаанд энэ нь калийн перманганат хэлбэрээр хөгшрөлтийн эсрэг, орон нутгийн антисептик, мөн алкалоид (морфин, кодеин, атропин гэх мэт) хордлогын эсрэг эм болгон ашигладаг.

Зарим хөрсөнд энэ элементийн агууламж бага байдаг тул бордоонд нэмж, а хүнсний нэмэлтүүдбэлчээрийн малын хувьд.

Манган: хэрэглээ

Цэвэр металлын хувьд энэ элемент нь цахилгааны инженерчлэлд хязгаарлагдмал хэрэглээг эс тооцвол өөр зүйлгүй практик хэрэглээ, үүний зэрэгцээ хайлш бэлтгэх, ган үйлдвэрлэх гэх мэт өргөн хэрэглэгддэг.

Генри Бессемер байхад 1856 онд ган үйлдвэрлэх процессыг зохион бүтээсэн бөгөөд түүний ган халуун цувих замаар устгагдсан. Тухайн жил хайлсан төмрийн найрлагад бага хэмжээний элемент нэмснээр асуудал шийдэгдлээ гэдгийг олж мэдсэнээр асуудал шийдэгджээ. Өнөөдөр үнэндээ нийт манганы 90 орчим хувийг ган үйлдвэрлэхэд ашигладаг.

манган - химийн элемент 54.9380 атомын масстай, атомын дугаар 25, мөнгөлөг цагаан өнгөтэй, их масстай, байгальд 35 Mn тогтвортой изотоп хэлбэрээр оршдог. Металлын тухай анх дурдсаныг эртний Ромын эрдэмтэн Плиний тэмдэглэж, түүнийг "хар чулуу" гэж нэрлэжээ. Тэр үед манганы шилийг гэрэлтүүлэгч болгон ашигладаг байсан бөгөөд хайлуулах явцад манганы пиролузит MnO 2 хайлмал дээр нэмдэг байв.

Жоржиа мужид манганы пиролизит нь хар магни гэж нэрлэгддэг төмрийг үйлдвэрлэх явцад нэмэлт бодис болгон ашигладаг бөгөөд магнетит (соронзон төмрийн хүдэр) сортуудын нэг гэж тооцогддог. Зөвхөн 1774 онд Шведийн эрдэмтэн Шееле энэ нэгдэл гэдгийг баталжээ шинжлэх ухаанд үл мэдэгдэхметалл, хэдэн жилийн дараа Ю.Ган нүүрс, пиролизитын хольцыг халааж байхдаа нүүрстөрөгчийн атомаар бохирдсон анхны марганецийг гаргаж авсан.

Манганы байгалийн тархалт

Байгальд манганы химийн элемент ховор байдаг дэлхийн царцдасЭнэ нь зөвхөн 0.1%, галт уулын лаавд 0.06-0.2%, гадаргуу дээрх металл нь тархсан төлөвт, Mn 2+ хэлбэртэй байдаг. Дэлхийн гадаргуу дээр хүчилтөрөгчийн нөлөөн дор манганы исэл хурдан үүсч, Mn 3+ ба Mn 4+ эрдэс бодисууд өргөн тархсан, биосферт метал исэлдүүлэгч орчинд идэвхгүй байдаг. Манган бол химийн элемент бөгөөд бууруулж буй нөхцөлд идэвхтэй шилждэг; металл нь исэлдүүлэгч орчин давамгайлдаг тундрын хүчиллэг байгалийн усан сан, ойн ландшафтуудад маш хөдөлгөөнтэй байдаг. Ийм учраас таримал ургамлууд илүүдэл металлын агууламжтай, хөрсөнд ферроманганы зангилаа, намаг, нуурын бага хувийн хүдэр үүсдэг.

Хуурай уур амьсгалтай бүс нутагт шүлтлэг исэлдүүлэгч орчин давамгайлдаг бөгөөд энэ нь металын хөдөлгөөнийг хязгаарладаг. Таримал ургамалд марганец дутагдаж, хөдөө аж ахуйн үйлдвэрлэл нь тусгай нарийн төвөгтэй бичил нэмэлтийг ашиглахгүйгээр хийх боломжгүй юм. Химийн элемент нь гол мөрөнд өргөн тархаагүй боловч нийт устгал нь том утгад хүрч чаддаг. Манган ялангуяа далайн эргийн бүс нутагт байгалийн хур тунадас хэлбэрээр элбэг байдаг. Далайн ёроолд эртний геологийн эрин үед ёроол нь хуурай газар байсан үед үүссэн металлын томоохон ордууд байдаг.

Манганы химийн шинж чанар

Манган нь идэвхтэй металлын ангилалд багтдаг бөгөөд өндөр температурт метал бус металлуудтай идэвхтэй урвалд ордог: азот, хүчилтөрөгч, хүхэр, фосфор болон бусад. Үүний үр дүнд олон валент манганы исэлүүд үүсдэг. Өрөөний температурт манган нь бага идэвхтэй химийн элемент бөгөөд хүчилд уусвал хоёр валенттай давс үүсгэдэг. Вакуум орчинд өндөр температурт халаахад химийн элемент нь тогтвортой хайлшаас ч ууршиж болно. Манганы нэгдлүүд нь ижил исэлдэлтийн төлөвт байгаа төмөр, кобальт, никелийн нэгдлүүдтэй олон талаараа төстэй байдаг.

Манган ба хромын хооронд маш төстэй зүйл байдаг бөгөөд металлын дэд бүлэг нь элементийн атомын тоо нэмэгдэхийн хэрээр исэлдэлтийн өндөр түвшинд тогтвортой байдлыг нэмэгдүүлдэг. Перенатууд нь перманганатаас бага хүчтэй исэлдүүлэгч бодис юм.

Манганы (II) нэгдлүүдийн найрлагад үндэслэн исэлдэлтийн өндөр түвшинтэй металл үүсэхийг зөвшөөрдөг бөгөөд ийм өөрчлөлт нь уусмал болон хайлсан давсны аль алинд нь тохиолдож болно.
Манганы исэлдэлтийн төлөвийг тогтворжуулахМанганы химийн элементэд олон тооны исэлдэлтийн төлөв байдгийг шилжилтийн элементүүдэд d-орбиталуудтай холбоо үүсгэх үед тэдгээрийн энергийн түвшин нь тетраэдр, октаэдр, дөрвөлжин лигандын зохион байгуулалтаар хуваагддагтай холбон тайлбарладаг. Шилжилтийн эхний үе дэх зарим металлын одоогийн мэдэгдэж байгаа исэлдэлтийн төлөвийн хүснэгтийг доор харуулав.

Олон тооны цогцолборуудад тохиолддог исэлдэлтийн бага төлөвийг тэмдэглэх нь зүйтэй. Хүснэгтэнд лигандууд нь CO, NO болон бусад химийн хувьд төвийг сахисан молекулууд болох нэгдлүүдийн жагсаалтыг агуулна.

Цогцолборын улмаас манганы өндөр исэлдэлтийн төлөв тогтворждог бөгөөд үүнд хамгийн тохиромжтой лиганд нь хүчилтөрөгч ба фтор юм. Тогтворжуулах зохицуулалтын тоо нь зургаа гэж тооцвол хамгийн дээд тогтворжилт нь тав байна. Хэрэв манганы химийн элемент нь оксо комплекс үүсгэдэг бол илүү өндөр исэлдэлтийн төлөвийг тогтворжуулах боломжтой.

Бага исэлдэлтийн төлөвт манганы тогтворжилт

Зөөлөн ба хатуу хүчил, суурийн онол нь лигандын нөлөөлөлд өртөх үед нийлмэл формац үүссэний улмаас металлын исэлдэлтийн янз бүрийн төлөв байдлын тогтворжилтыг тайлбарлах боломжийг олгодог. Зөөлөн элементүүд нь металын бага исэлдэлтийн төлөвийг амжилттай тогтворжуулдаг бол хатуу элементүүд нь өндөр исэлдэлтийн төлөвийг эерэгээр тогтворжуулдаг.

Онол нь метал-металл хоорондын холбоог бүрэн тайлбарладаг бөгөөд албан ёсоор эдгээр холбоог хүчил-суурь харилцан үйлчлэл гэж үздэг.

Манганы хайлш Идэвхтэй Химийн шинж чанарманган нь олон металлтай хайлш үүсгэх боломжийг олгодог бол олон тооны металлууд нь манганы бие даасан өөрчлөлтөд уусч, тогтворжуулж чаддаг. Зэс, төмөр, кобальт, никель болон бусад зарим металлууд нь γ-өөрчлөлтийг тогтворжуулах чадвартай; хөнгөн цагаан, мөнгө нь хоёртын хайлш дахь магнийн β ба σ мужуудыг өргөжүүлэх чадвартай. Эдгээр шинж чанарууд нь металлургийн салбарт чухал үүрэг гүйцэтгэдэг. Манган бол өндөр уян хатан чанар бүхий хайлш авах боломжтой химийн элемент бөгөөд тэдгээрийг тамгалах, хуурамчаар үйлдэх, өнхрүүлэх боломжтой.

Химийн нэгдлүүдэд манганы валент нь 2-7 хооронд хэлбэлздэг; исэлдэлтийн зэрэг нэмэгдэх нь манганы исэлдэлтийн болон хүчиллэг шинж чанарыг нэмэгдүүлдэг. Бүх Mn(+2) нэгдлүүд нь бууруулагч бодис юм. Манганы исэл нь бууруулагч шинж чанартай, саарал ногоон өнгөтэй, ус, шүлтлэгт уусдаггүй, харин хүчилд төгс уусдаг. Манганы гидроксид Mn(OH) 3 нь усанд уусдаггүй, өнгөөр цагаан бодис. Mn(+4) үүсэх нь исэлдүүлэгч бодис (a) ба бууруулагч бодис (b) хоёулаа байж болно.

MnO 2 + 4HCl = Cl 2 + MnCl 2 + 2H 2 O (a)

Энэ урвалыг лабораторид хлор үйлдвэрлэх шаардлагатай үед ашигладаг.

MnO 2 + KClO 3 + 6KOH = KCl + 3K 2 MnO 4 + 3H 2 O (b)

Металл хайлуулах явцад урвал явагдана. MnO 2 (манганы исэл) нь бор өнгөтэй, харгалзах гидроксид нь арай бараан өнгөтэй байдаг.
Физик шинж чанарманганМанган нь 7.2-7.4 г/см3 нягттай, хайлах цэг нь +1245°С, +1250°С-ийн температурт буцалгадаг химийн элемент юм. Металл нь дөрвөн полиморф өөрчлөлттэй:

1. α-Mn. Энэ нь нэг нэгж эсэд 58 атомтай, шоо бие төвтэй тортой.
2. β-Mn. Энэ нь нэг нэгж үүрэнд 20 атомтай, шоо бие төвтэй тортой.
3. γ-Mn. Энэ нь нэг эсэд 4 атомтай, тетрагональ тортой.
4. δ-Mn. Энэ нь куб бие төвтэй тортой.

Манганы хувирлын температур: t°+705°С-д α=β; t°+1090°С-д β=γ; t°+1133С температурт γ=δ. Хамгийн эмзэг өөрчлөлт болох α нь металлургийн салбарт ховор хэрэглэгддэг. γ-ийн өөрчлөлт нь уян хатан байдлын хамгийн чухал үзүүлэлттэй бөгөөд үүнийг ихэвчлэн металлургийн салбарт ашигладаг. β-өөрчлөлт нь хэсэгчлэн хуванцар бөгөөд үйлдвэрлэлд ховор хэрэглэгддэг. Манганы химийн элементийн атомын радиус нь 1.3 А, ионы радиус нь валентаас хамааран 0.46-0.91 хооронд хэлбэлздэг. Манган нь парамагнит, дулааны тэлэлтийн коэффициент нь 22.3×10 -6 градус -1. Физик шинж чанар нь металлын цэвэр байдал болон түүний бодит валентаас хамааран бага зэрэг ялгаатай байж болно.
Манганы үйлдвэрлэлийн аргаОрчин үеийн аж үйлдвэр нь электрохимич В.И.Агладзегийн боловсруулсан аргаар (NH 4) 2SO 4 нэмсэн металлын усан уусмалыг электрогидролизээр гаргаж авдаг бөгөөд процессын явцад уусмалын хүчиллэг байдал рН = 8.0-8.5 дотор байх ёстой. Титан дээр суурилсан AT-3 хайлшаар хийсэн хар тугалганы анод ба катодыг уусмалд дүрж, титан катодыг зэвэрдэггүй материалаар сольж болно. Үйлдвэр нь манганы нунтаг хэрэглэдэг бөгөөд процесс дууссаны дараа катодуудаас салж, металл нь ширхэгтэй хэлбэрээр тунаж тогтдог. Үйлдвэрлэлийн аргыг эрчим хүч их шаарддаг гэж үздэг бөгөөд энэ нь зардлын өсөлтөд шууд нөлөөлдөг. Шаардлагатай бол цуглуулсан манганыг дараа нь хайлуулдаг бөгөөд энэ нь металлургийн ажилд ашиглахад хялбар болгодог.

Манган бол хүдрийг хлоржуулж, үүссэн галогенийг цаашид бууруулах замаар галоген процессоор гаргаж авах химийн элемент юм. Энэхүү технологи нь 0.1%-иас ихгүй гадны технологийн хольцтой манганы үйлдвэрлэлийг хангадаг. Алюминотермик урвалын үед илүү бохирдсон металлыг олж авдаг.

3Mn 3 O 4 + 8Al = 9Mn + 4A l2 O 3

Эсвэл цахилгаан терми. Хортой ялгаруулалтыг арилгахын тулд үйлдвэрлэлийн цехүүдэд хүчирхэг албадан агааржуулалт суурилуулсан: PVC агаарын суваг, төвөөс зугтах сэнс. Агаарын солилцооны ханшийг дүрэм журмаар зохицуулдаг бөгөөд ажлын байранд хүмүүсийн аюулгүй байдлыг хангах ёстой.
Манганы хэрэглээМанганы гол хэрэглэгч нь хар металлурги юм. Мөн энэ металлыг эмийн үйлдвэрт өргөн ашигладаг. Нэг тонн ган хайлуулахын тулд 8-9 кг шаардагдах бөгөөд химийн элементийг манганы хайлш руу оруулахын өмнө эхлээд төмрөөр хайлуулж, ферроманганыг гаргаж авдаг. Хайлш дахь манганы химийн элементийн эзлэх хувь 80% хүртэл, нүүрстөрөгч 7% хүртэл, үлдсэн хэсэг нь төмөр, янз бүрийн технологийн хольц эзэлдэг. Нэмэлтүүдийг ашигласнаар тэсэлгээний зууханд хайлуулсан гангийн физик, механик шинж чанар мэдэгдэхүйц нэмэгддэг. Энэхүү технологи нь орчин үеийн цахилгаан ган зууханд нэмэлт бодис хэрэглэхэд тохиромжтой. Нүүрстөрөгчийн өндөр агууламжтай ферроманганыг нэмснээр гангийн исэлдэлт, хүхэргүйжилт үүсдэг. Дунд болон бага нүүрстөрөгчийн ферроманганыг нэмснээр металлурги нь хайлштай ган үйлдвэрлэдэг.

Бага хайлштай ган нь 0.9-1.6% манган, 15% хүртэл өндөр хайлштай ган агуулдаг. 15% манган, 14% хром агуулсан ган нь бие махбодийн бат бөх чанар, зэврэлтээс хамгаалах өндөр чадвартай. Металл нь элэгдэлд тэсвэртэй, хатуу температурын нөхцөлд ажиллах чадвартай, түрэмгий химийн нэгдлүүдтэй шууд харьцахаас айдаггүй. Ийм маш сайн гүйцэтгэлхүнд нөхцөлд ажиллаж байгаа хамгийн чухал бүтэц, үйлдвэрлэлийн нэгжийг үйлдвэрлэхэд ган ашиглахыг зөвшөөрөх.

Манган нь химийн элемент бөгөөд төмрийг агуулаагүй хайлш хайлуулах явцад бас ашиглагддаг. Өндөр хурдны үйлдвэрийн турбины ирийг үйлдвэрлэх явцад зэс-манганы хайлш, сэнсний хувьд манган агуулсан хүрэл ашигладаг. Эдгээр хайлшаас гадна химийн элемент болох манган нь хөнгөн цагаан, магнид байдаг. Энэ нь өнгөт хайлшийн гүйцэтгэлийн шинж чанарыг ихээхэн сайжруулж, тэдгээрийг маш их гажигтай, зэврэлтэнд тэсвэртэй, элэгдэлд тэсвэртэй болгодог.

Хайлштай ган нь хүнд үйлдвэрийн гол материал бөгөөд янз бүрийн төрлийн зэвсэг үйлдвэрлэхэд зайлшгүй шаардлагатай байдаг. Усан онгоцны үйлдвэрлэл, нисэх онгоцны үйлдвэрлэлд өргөн хэрэглэгддэг. Манганы стратегийн нөөц байгаа нь аливаа улсын батлан ​​хамгаалах чадвар өндөр байх нөхцөл юм. Үүнтэй холбоотойгоор металлын үйлдвэрлэл жил бүр нэмэгддэг. Үүнээс гадна манган нь шилэн үйлдвэрлэлийн явцад хэрэглэгддэг химийн элемент юм хөдөө аж ахуй, хэвлэх гэх мэт.

Ургамал, амьтны аймаг дахь манганы

Амьд байгальд манган нь хөгжилд чухал үүрэг гүйцэтгэдэг химийн элемент юм. Энэ нь өсөлтийн шинж чанар, цусны найрлага, фотосинтезийн үйл явцын эрчимд нөлөөлдөг. Ургамлын хувьд түүний хэмжээ нь арван мянган хувь, амьтанд зуун мянган хувь байдаг. Гэхдээ ийм өчүүхэн агуулга ч гэсэн тэдний ихэнх функцэд мэдэгдэхүйц нөлөө үзүүлдэг. Энэ нь ферментийн үйл ажиллагааг идэвхжүүлж, инсулины үйл ажиллагаа, эрдэс ба гематопоэтик бодисын солилцоонд нөлөөлдөг. Манганы дутагдал нь цочмог болон архаг хэлбэрээр янз бүрийн өвчин үүсгэдэг.

Манган бол анагаах ухаанд өргөн хэрэглэгддэг химийн элемент юм. Манганы дутагдал нь бие махбодийн тэсвэр тэвчээрийг бууруулж, зарим төрлийн цус багадалт үүсгэдэг, ясны эд дэх бодисын солилцооны үйл явцыг алдагдуулдаг. Манганы халдваргүйжүүлэх шинж чанар нь өргөн тархсан бөгөөд түүний уусмалыг үхжил эдийг эмчлэхэд ашигладаг.

Амьтны гаралтай хоолонд агуулагдах марганец хангалтгүй байгаа нь өдөр тутмын жин нэмэгдэхэд хүргэдэг. Ургамлын хувьд энэ байдал нь толбо, түлэгдэлт, хлороз болон бусад өвчин үүсгэдэг. Хэрэв хордлогын шинж тэмдэг илэрвэл эмийн тусгай эмчилгээг тогтооно. Хүнд хордлого нь төв мэдрэлийн системд сөргөөр нөлөөлдөг эмчлэхэд хэцүү өвчин болох манганы паркинсонизмын синдром үүсгэдэг. мэдрэлийн системхүн.

Манганы өдөр тутмын хэрэгцээ 8 мг хүртэл байдаг бөгөөд энэ нь хүний ​​хоол хүнснээс авдаг гол хэмжээ юм. Энэ тохиолдолд хоолны дэглэм нь бүх тэжээллэг бодисоор тэнцвэртэй байх ёстой. Ажлын ачаалал нэмэгдэж, нарны гэрэл хангалтгүй байгаа тул цусны ерөнхий шинжилгээнд үндэслэн манганы тунг тохируулна. Мөөг, усны хүрэн, нугас, нялцгай биет, хавч хэлбэртэнд их хэмжээний манганы агуулагддаг. Тэдэнд агуулагдах манганы агууламж аравны хэдэн хувьд хүрч болно.

Манганы биед хэт их тунгаар ороход булчин, ясны эдэд өвчлөл үүсч, амьсгалын замд нөлөөлж, элэг, дэлүү гэмтдэг. Бие махбодоос манганыг зайлуулахад удаан хугацаа шаардагддаг бөгөөд энэ хугацаанд хорт шинж чанар нь хуримтлагдах нөлөөгөөр нэмэгддэг. Ариун цэврийн байгууллагаас зөвшөөрөгдсөн агаар дахь манганы концентраци ≤ 0.3 мг/м 3 байх ёстой бөгөөд параметрүүдийг тусгай лабораторид агаараас дээж авах замаар хянадаг. Сонгох алгоритмыг улсын журмаар зохицуулдаг.

| код засах]

Манганаар баялаг хоол хүнс

Хүнсний эх үүсвэр- үр тариа, үр тариа, жимс жимсгэнэ, ногоон ногоо, хатаасан шош, цай, цагаан гаа, хумс. Манганы үйл ажиллагааны биохимийн механизм нь түүний олон ферментийн системийн үйл ажиллагаанд оролцдогтой холбоотой юм. Манган нь хэвийн өсөлт, нөхөн үржихүйн үйл ажиллагааг хангах, холбогч эдийн бодисын солилцоог хэвийн болгоход шаардлагатай бөгөөд нүүрс ус, липидийн солилцоог зохицуулахад оролцдог бөгөөд холестерины биосинтезийг идэвхжүүлдэг. Манган нь инсулины нийлэгжилт, бодисын солилцоонд оролцдог гэж үздэг. Манган нь липотроп шинж чанартай: элэгний өөхлөлтөөс сэргийлж, өөхний ерөнхий хэрэглээг дэмждэг. Энэ нь хэт ислийн радикалуудын хортой нөлөөллөөс биеийг хамгаалахад чухал үүрэг гүйцэтгэдэг супероксидын дисмутазын бүрэлдэхүүн хэсэг юм.

Гипоманганозын клиник зурагТамирчдын хувьд бусад хүмүүсийн эмнэлзүйн зураглалаас ялгаатай биш юм. Манганы дутагдал нь инсулинээс хамааралгүй чихрийн шижин, гипохолестеролеми, үс, хумсны ургалт удаашрах, таталт өгөх бэлэн байдал нэмэгдэх, харшил, арьсны үрэвсэл, мөгөөрс үүсэх, ясны сийрэгжилт зэрэг нүүрс усны солилцоог алддаг. Манганы дутагдал нь цус багадалт, нөхөн үржихүйн үйл ажиллагааны алдагдал, өсөлтийн саатал, биеийн жин буурах гэх мэт янз бүрийн хэлбэрээр бүртгэгддэг.

Ясны сийрэгжилт үүсэхийн хэрээр кальцийн хэрэглээ нь манганы дутагдлыг улам хүндрүүлдэг бөгөөд энэ нь түүний биед шингээхэд хүндрэл учруулдаг. Гэдэсний шингээлтФосфат ба төмөр нь мөн саад болдог. Их хэмжээний таннин, оксалат (цай, бууцай гэх мэт) агуулсан хоол хүнс хэрэглэх нь манганы шингээлтэд саад учруулж болзошгүй.

Архаг хордлогын хувьдМанган нь астеник эмгэгээр тодорхойлогддог: ядрах, нойрмоглох, үйл ажиллагаа буурах, сонирхлын хүрээ, санах ойн сулрал. Мэдрэлийн төлөв байдалд гипомими, дистони эсвэл гипертоник шинж тэмдэг илэрч, шөрмөсний рефлекс сэргэж эсвэл буурч магадгүй, алсын мөчдийн гиперестези, захын болон төвийн автономит эмгэгүүд ажиглагдаж байна. Хүнд хэлбэрийн хордлогын үед паркинсонизм нь тэргүүлэх эмнэлзүйн зураг юм. Манганы илүүдэл нь магни, зэсийн дутагдлыг нэмэгдүүлдэг.

Өвлийн бэлтгэлийн үеэр өндөр мэргэшсэн насанд хүрэгчдийн тамирчдын тэнцвэрийг судлахад 30 км-ийн гүйлтийн өдөр хоол хүнсэнд агуулагдах төмөр, зэс, манганы агууламж физиологийн нормоос доогуур байсан нь тогтоогджээ. спортоор хичээллэдэггүй хүмүүст зориулагдсан. Хүнд биеийн хүчний үйл ажиллагааны нөлөөн дор гэдэс, бөөрөөр дамжуулан микроэлементүүдийг ялгаруулах нь хоол хүнснээс авах хэмжээнээс хамаагүй давсан. Гурван микроэлементийн баланс сөрөг байв. Гүйлтийн дараа гурван өдрийн турш амрахдаа микроэлементийн хангалтгүй байдлын улмаас төмөр, зэсийн алдагдлыг нөхөж чадаагүй. Хоолны дэглэмийг микроэлементүүдийн цогцолбороор баяжуулах нь тамирчдын биед төмөр, зэс, марганец их хэмжээгээр хадгалагддаг. Эмийн төмрийн хэрэглээ нэмэгдэхийн хэрээр ходоод гэдэсний замаар зэс, манганы ялгаралт мэдэгдэхүйц нэмэгдсэн.

Тиймээс манган ба төмрийн хооронд холбоо байдаг: төмрийн дутагдал үүсэх үед манганы хоолны дэглэмээс илүү их хэмжээгээр шингээх болно (илүүдэл нь хордлого авах боломжтой). Нөгөөтэйгүүр, хэрэв бие нь төмрөөр "хэт ачаалалтай" байвал манганы шингээх чадвар муудаж, улмаар түүний дутагдалд хүргэдэг.

Удаан хугацааны туршид энэ элементийн нэгдлүүдийн нэг, тухайлбал түүний давхар исэл (пиролузит гэгддэг) нь соронзон төмрийн хүдрийн ашигт малтмалын төрөл гэж тооцогддог. Зөвхөн 1774 онд Шведийн химичүүдийн нэг пиролузит нь судлагдаагүй металл агуулдаг болохыг олж мэдсэн. Энэ ашигт малтмалыг нүүрсээр халаасны үр дүнд нөгөө л үл мэдэгдэх металлыг олж авах боломжтой болсон. Анх манган гэдэг байсан, сүүлдээ гарч ирсэн орчин үеийн нэр- манган. Химийн элемент нь олон сонирхолтой шинж чанартай байдаг бөгөөд үүнийг доор авч үзэх болно.

Тогтмол системийн долоо дахь бүлгийн хажуугийн дэд бүлэгт байрладаг (чухал: хажуугийн дэд бүлгийн бүх элементүүд нь металлууд). Цахим томьёо 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d5 (д-элементийн ердийн томъёо). Чөлөөт бодис болох марганец нь мөнгөлөг цагаан өнгөтэй байдаг. Химийн үйл ажиллагааны улмаас байгальд зөвхөн исэл, фосфат, карбонат зэрэг нэгдлүүдийн хэлбэрээр тохиолддог. Уг бодис нь галд тэсвэртэй, хайлах цэг нь Цельсийн 1244 хэм юм.

Сонирхолтой!Байгальд химийн элементийн зөвхөн нэг изотоп байдаг бөгөөд атомын масс нь 55. Үлдсэн изотопуудыг зохиомлоор гаргаж авдаг бөгөөд хамгийн тогтвортой нь. цацраг идэвхт изотопатомын масс 53 (хагас задралын хугацаа ойролцоогоор урантай ижил).

Манганы исэлдэлтийн төлөв

Энэ нь зургаан өөр исэлдэлтийн төлөвтэй. Исэлдэлтийн тэг төлөвт элемент нь органик лигандууд (жишээлбэл, P (C5H5) 3), түүнчлэн органик бус лигандуудтай нарийн төвөгтэй нэгдлүүдийг үүсгэх чадвартай.

• нүүрстөрөгчийн дутуу исэл (диманган декакарбонил),
• азотын,
• фосфор трифторид,
• азотын исэл.

+2 исэлдэлтийн төлөв нь манганы давсны хувьд ердийн зүйл юм. Чухал: эдгээр нэгдлүүд нь цэвэр нөхөн сэргээх шинж чанартай байдаг. +3 исэлдэлтийн төлөвтэй хамгийн тогтвортой нэгдлүүд бол Mn2O3 исэл, мөн энэ ислийн гидрат Mn(OH)3 юм. +4 үед хамгийн тогтвортой нь MnO2 ба амфотерийн исэл-гидроксид MnO(OH)2 юм.

Манганы исэлдэлтийн төлөв +6 нь зөвхөн усан уусмалд байдаг манганы хүчил ба түүний давсны хувьд ердийн зүйл юм. +7 исэлдэлтийн төлөв нь перманганийн хүчил, түүний ангидрид ба давсууд - перманганатууд (перхлораттай ижил төстэй) - зөвхөн усан уусмалд байдаг хүчтэй исэлдүүлэгч бодисууд юм. Сонирхолтой нь, калийн перманганатыг багасгахад (өдөр тутмын амьдралд калийн перманганат гэж нэрлэдэг) гурван өөр урвал явагдах боломжтой.

• Хүхрийн хүчил байгаа тохиолдолд MnO4- анион нь Mn2+ болж буурдаг.
• Хэрэв орчин нь төвийг сахисан бол MnO4- ион нь MnO(OH)2 эсвэл MnO2 болж буурдаг.
• Шүлттэй үед MnO4- анион нь манганатын ион MnO42- болж буурдаг.

Манганыг химийн элемент болгон

Химийн шинж чанар

Ердийн нөхцөлд энэ нь идэвхгүй байдаг. Үүний шалтгаан нь агаар мандлын хүчилтөрөгчтэй харьцах үед үүсдэг ислийн хальс юм. Хэрэв металл нунтаг бага зэрэг халсан бол шатаж, MnO2 болж хувирдаг.

Халах үед устай харилцан үйлчилж, устөрөгчийг нүүлгэн шилжүүлдэг. Урвалын үр дүнд бараг уусдаггүй гидроксид Mn (OH) 2-ыг олж авдаг. Энэ бодис нь устай цаашид харилцан үйлчлэхээс сэргийлдэг.

Сонирхолтой!Устөрөгч нь манганд уусдаг бөгөөд температур нэмэгдэх тусам уусах чадвар нэмэгддэг (метал дахь хийн уусмалыг олж авдаг).

Маш хүчтэй халах үед (1200 хэмээс дээш температурт) энэ нь азоттой урвалд орж, нитрид үүсгэдэг. Эдгээр нэгдлүүд нь өөр өөр найрлагатай байж болох бөгөөд энэ нь бертоллид гэж нэрлэгддэг шинж чанартай байдаг. Энэ нь бор, фосфор, цахиур, хайлсан хэлбэрээр нүүрстөрөгчтэй харилцан үйлчилдэг. Сүүлчийн урвал нь манганыг коксоор багасгах үед тохиолддог.

Шингэрүүлсэн хүхрийн болон давсны хүчилтэй урвалд ороход давс гаргаж аваад устөрөгч ялгардаг. Гэхдээ хүчтэй хүхрийн хүчилтэй харилцан үйлчлэл нь өөр байдаг: урвалын бүтээгдэхүүн нь давс, ус, хүхрийн давхар исэл (эхэндээ хүхрийн хүчилхүхэр болгон бууруулсан; гэхдээ тогтворгүй байдлаас болж хүхрийн хүчил нь хүхрийн давхар исэл ба ус) руу задардаг.

Шингэрүүлсэн азотын хүчилтэй урвалд ороход нитрат, ус, азотын исэл үүсдэг.

Зургаан исэл үүсгэдэг:

• азотын исэл буюу MnO,
• исэл, эсвэл Mn2O3,
• исэл-оксид Mn3O4,
• давхар исэл буюу MnO2,
• манганы ангидрид MnO3,
• манганы ангидрид Mn2O7.

Сонирхолтой!Агаар мандлын хүчилтөрөгчийн нөлөөн дор азотын исэл аажмаар исэл болж хувирдаг. Перманганатын ангидрид нь чөлөөт хэлбэрээр тусгаарлагдаагүй байна.

Оксид нь фракцийн исэлдэлтийн төлөв гэж нэрлэгддэг нэгдэл юм. Хүчилд ууссан үед хоёр валенттай манганы давс үүсдэг (Mn3+ катионтой давс нь тогтворгүй бөгөөд Mn2+ катионтой нэгдэл болж буурдаг).

Диоксид, исэл, азотын исэл нь хамгийн тогтвортой исэл юм. Манганы ангидрид нь тогтворгүй байдаг. Бусад химийн элементүүдтэй аналоги байдаг:

• Mn2O3 ба Mn3O4 нь үндсэн исэл бөгөөд тэдгээрийн шинж чанар нь ижил төстэй төмрийн нэгдлүүдтэй төстэй;
• MnO2 нь хөнгөн цагаан ба гурван валенттай хромын исэлтэй шинж чанараараа төстэй амфотерийн исэл;
• Mn2O7 нь хүчиллэг исэл бөгөөд шинж чанар нь ижил төстэй байдаг өндөр исэлхлор

Хлорат ба перхлораттай ижил төстэй байдлыг анзаарахад хялбар байдаг. Манганатыг хлорат шиг шууд бус аргаар олж авдаг. Гэхдээ перманганатыг шууд, өөрөөр хэлбэл устай байх үед ангидрид ба металлын исэл / гидроксидын харилцан үйлчлэлээр эсвэл шууд бус аргаар олж авч болно.

Аналитик химийн хувьд Mn2+ катион нь аналитикийн тав дахь бүлэгт багтдаг. Энэ катионыг илрүүлэх хэд хэдэн урвал байдаг:

• Аммонийн сульфидтай харилцан үйлчлэхэд MnS тунадас үүсдэг, түүний өнгө нь мах өнгөтэй; Ашигт малтмалын хүчлийг нэмэхэд тунадас нь уусдаг.
• Шүлттэй урвалд ороход Mn(OH)2-ийн цагаан тунадас үүснэ; харин агаар мандлын хүчилтөрөгчтэй харилцан үйлчлэлцэх үед тунадасны өнгө цагаанаас бор болж өөрчлөгддөг - Mn(OH)3.
• Mn2+ катионтой давсанд устөрөгчийн хэт исэл ба шүлтийн уусмал нэмбэл хар хүрэн тунадас MnO(OH)2 тунадас үүснэ.
• Mn2+ катионтой давсанд исэлдүүлэгч бодис (хар тугалганы давхар исэл, натрийн висмуфат) болон азотын хүчлийн хүчтэй уусмал нэмэхэд уусмал нь час улаан болж хувирдаг - энэ нь Mn2+ нь HMnO4 болж исэлдсэн гэсэн үг юм.

Химийн шинж чанар

Манганы валент

Элемент нь долоо дахь бүлэгт байна. Ердийн манган - II, III, IV, VI, VII.

Тэг валент нь чөлөөт бодисын хувьд ердийн зүйл юм. Хоёр валенттай нэгдлүүд нь Mn2+ катионтой давс, гурвалсан нэгдлүүд нь исэл ба гидроксид, дөрвөн валент нь давхар исэл, түүнчлэн исэл-гидроксид юм. Hexa- ба долоон валенттай нэгдлүүд нь MnO42- ба MnO4- анионуудтай давс юм.

Манганыг яаж авах вэ, юунаас авдаг вэ? Манган ба ферроманганы хүдрээс, түүнчлэн давсны уусмалаас . Манган авах гурван өөр арга байдаг:

• коксоор нөхөн сэргээх,
• алюминотерми,
• электролиз.

Эхний тохиолдолд кокс ба нүүрстөрөгчийн дутуу ислийг багасгах бодис болгон ашигладаг. Металлыг төмрийн ислийн хольц агуулсан хүдрээс гаргаж авдаг. Үүний үр дүнд ферроманган (төмөртэй хайлш) ба карбид (карбид гэж юу вэ? Энэ нь металл ба нүүрстөрөгчийн нэгдэл) хоёулаа хоёулаа байдаг.

Илүү цэвэр бодис авахын тулд металлотермийн аргуудын нэг болох алюминотерми ашигладаг. Нэгдүгээрт, пиролизитийг шохойжуулж, Mn2O3 үүсгэдэг. Дараа нь үүссэн исэл нь хөнгөн цагаан нунтагтай холилдоно. Урвалын явцад маш их дулаан ялгардаг бөгөөд үүний үр дүнд үүссэн металл хайлж, хөнгөн цагаан исэл нь шаарыг "таг" -аар бүрхдэг.

Манган нь дунд зэргийн идэвхтэй металл бөгөөд устөрөгчийн зүүн талд, хөнгөн цагааны баруун талд Бекетовын цувралд байрладаг. Энэ нь Mn2+ катионтой давсны усан уусмалын электролизийн үед катод дээр металлын катион буурдаг (маш шингэрүүлсэн уусмалын электролизийн үед катод дээр ус мөн буурдаг) гэсэн үг юм. MnCl2-ийн усан уусмалын электролизийн явцад дараахь урвал явагдана.

MnCl2 Mn2+ + 2Cl-

Катод (сөрөг цэнэгтэй электрод): Mn2+ + 2e Mn0

Анод (эерэг цэнэгтэй электрод): 2Cl- - 2e 2Cl0 Cl2

Эцсийн урвалын тэгшитгэл нь:

MnCl2 (el-z) Mn + Cl2

Электролиз нь хамгийн цэвэр манганы металлыг үүсгэдэг.

Ашигтай видео: манган ба түүний нэгдлүүд

Өргөдөл

Манганы хэрэглээ нэлээд өргөн тархсан. Металл өөрөө болон түүний янз бүрийн нэгдлүүдийг хоёуланг нь ашигладаг. Чөлөөт хэлбэрээр үүнийг металлургийн салбарт янз бүрийн зорилгоор ашигладаг.

• ган хайлуулах үед "усгүйжүүлэгч" болгон (хүчилтөрөгч холбогдож, Mn2O3 үүсдэг);
• хайлшийн элементийн хувьд: элэгдэлд тэсвэртэй, нөлөөллийн эсэргүүцэл өндөртэй бат бөх ган үйлдвэрлэдэг;
• хуяг гэж нэрлэгддэг ган хайлуулах зориулалттай;
• хүрэл, гуулин бүрэлдэхүүн хэсэг болгон;
• зэс, никельтэй хайлш болох манганиныг бий болгох. Энэ хайлшаас реостат гэх мэт янз бүрийн цахилгаан төхөөрөмжүүдийг хийдэг

MnO2 нь Zn-Mn гальваник эсийг хийхэд хэрэглэгддэг. MnTe болон MnAs нь цахилгааны инженерчлэлд ашиглагддаг.

Манганы хэрэглээ

Калийн перманганатыг ихэвчлэн калийн перманганат гэж нэрлэдэг бөгөөд өдөр тутмын амьдралд (эмийн халуун усанд ороход) болон үйлдвэрлэл, лабораторид өргөн хэрэглэгддэг. Давхар ба гурвалсан холбоо бүхий ханаагүй нүүрсустөрөгчийг уусмалаар нэвтрүүлэхэд перманганатын час улаан өнгө өөрчлөгдөнө. Хүчтэй халах үед перманганатууд задардаг. Энэ нь манганат, MnO2, хүчилтөрөгч үүсгэдэг. Энэ нь лабораторийн нөхцөлд химийн цэвэр хүчилтөрөгч авах арга замуудын нэг юм.

Перманганатын хүчлийн давсыг зөвхөн шууд бус аргаар авах боломжтой. Үүний тулд MnO2-ийг хатуу шүлттэй хольж, хүчилтөрөгчийн дэргэд халаана. Хатуу манганатыг олж авах өөр нэг арга бол перманганатыг шохойжуулах явдал юм.

Манганатын уусмалууд нь үзэсгэлэнтэй хар ногоон өнгөтэй байдаг. Гэсэн хэдий ч эдгээр уусмалууд нь тогтворгүй бөгөөд пропорциональ бус урвалд ордог: хар ногоон өнгө нь хүрэн улаан болж өөрчлөгдөж, хүрэн тунадас үүсдэг. Урвалын үр дүнд перманганат ба MnO2 үүсдэг.

Манганы давхар ислийг лабораторид калийн хлорат (Бертолле давс) задлах катализатор, түүнчлэн цэвэр хлор үйлдвэрлэхэд ашигладаг. Сонирхолтой нь, MnO2 нь устөрөгчийн хлоридтой харилцан үйлчлэлийн үр дүнд завсрын бүтээгдэхүүн - MnCl2 ба хлорд задардаг туйлын тогтворгүй MnCl4 нэгдэл юм. Mn2+ катионтой давсны төвийг сахисан эсвэл хүчиллэгжүүлсэн уусмал нь цайвар ягаан өнгөтэй (Mn2+ нь 6 усны молекултай цогцолбор үүсгэдэг).

Ашигтай видео: манган - амьдралын элемент

Дүгнэлт

Энэ бол -ийн товч тайлбарманган ба түүний химийн шинж чанар. Энэ нь дунд зэргийн идэвхтэй мөнгөлөг цагаан металл бөгөөд зөвхөн халах үед устай харилцан үйлчилдэг, исэлдэлтийн зэргээс хамааран метал болон металл бус шинж чанарыг харуулдаг. Түүний нэгдлүүдийг үйлдвэр, гэр, лабораторид цэвэр хүчилтөрөгч, хлор үйлдвэрлэхэд ашигладаг.

-тай холбоотой

Манган бол Д.И.Менделеевийн химийн элементүүдийн үечилсэн системийн дөрөвдүгээр үеийн долдугаар бүлгийн хажуугийн дэд бүлгийн элемент бөгөөд атомын дугаар 25. Mn (лат. манган).

Манганы нээлтийн түүх

Алдарт байгаль судлаач, зохиолч эртний РомАхлагч Плиний хар нунтаг шилийг гэрэлтүүлэх гайхамшигт чадварыг онцлон тэмдэглэв. Удаан хугацааны турш нунтаглах үед хар нунтаг үүсгэдэг энэ бодисыг пиролузит буюу манганы давхар исэл гэж нэрлэдэг. Ваноккио Бирингуччо 1540 онд пиролизит шил цэвэрлэх чадварын талаар мөн бичжээ. Пиролюзит нь манганы үйлдвэрлэлийн хамгийн чухал хүдэр бөгөөд гол төлөв металлургийн салбарт ашиглагддаг.

Манган ба магни нь "магни" гэсэн үгнээс нэрээ авсан. Нэг үгнээс гаралтай хоёр химийн элементийн нэрсийн гарал үүслийг пиролизит гэж тайлбарладаг урт хугацаандцагаан магнезитай харьцуулахад хар магнези гэж нэрлэгддэг. Металлыг цэвэр хэлбэрээр олж авсны дараа манганы нэрийг өөрчилсөн. Энэ нэр нь цэвэрлэх гэсэн утгатай грек үгнээс гаралтай "манган" (түүний эртний шилийг "цэвэрлэгч" болгон ашигладаг байсан гэсэн үг). Зарим судлаачид элементийн нэр нь үүнээс гаралтай гэж үздэг Латин үгЭрт дээр үед манганаас гаргаж авдаг пиролизит нь одоо соронзон төмрийн хүдэр гэж нэрлэгддэг бодисын нэг төрөл гэж тооцогддог байсан тул "магни" нь соронз юм.

Марганецийг 1774 онд Шведийн химич Карл Вильгельм Шееле нээжээ. Үнэн, Scheele манган, молибден, вольфрамыг цэвэр хэлбэрээр тусгаарлаагүй; Тэр зөвхөн түүний судалсан ашигт малтмал нь эдгээр шинэ элементүүдийг агуулж байгааг заажээ. 25-р элементийг Ахлагч Плиний мэддэг MnO 2 · H 2 O эрдсийн пиролизитээс илрүүлсэн. Пиролюзит нь соронзонд татагддаггүй ч Плиний үүнийг соронзон төмрийн хүдрийн төрөл гэж үздэг. Плиний энэ зөрчилдөөний тайлбарыг өгсөн.

Алдарт алхимич Альбертус Магнус (13-р зууны) гар бичмэлүүдэд энэ эрдэсийг "магнези" гэж нэрлэдэг. 16-р зуунд "манган" гэдэг нэр аль хэдийн олдсон бөгөөд үүнийг шил үйлдвэрлэгчид өгсөн байж магадгүй бөгөөд "манганидзеин" - цэвэрлэх гэсэн үгнээс гаралтай.

Шееле 1774 онд пиролизитын судалгаа хийж байхдаа энэ эрдсийн дээжийг өөрийн найз Йохан Готтлиб Хан руу илгээжээ. Хожим нь профессор, тухайн үеийнхээ нэрт химич Хан пиролюзитийг бөөрөнхийлж, хүдэрт тос нэмж, нүүрсээр бүрсэн тигелд пиролизийг хүчтэй халаажээ. Үүссэн металл бөмбөлөгүүд нь хүдрийн бөмбөлөгөөс гурав дахин бага жинтэй байв. Энэ нь манган байсан. Шинэ металлыг анх "магни" гэж нэрлэдэг байсан боловч цагаан магни, магнийн ислийг тэр үед аль хэдийн мэддэг байсан тул металыг "магни" гэж нэрлэсэн; Энэ нэрийг Францын нэр томъёоны комисс 1787 онд баталсан. Гэвч 1808 онд Хамфри Дэви магнийг нээсэн бөгөөд үүнийг "магни" гэж нэрлэсэн; Дараа нь будлианаас зайлсхийхийн тулд манганыг "манганум" гэж нэрлэж эхлэв. »

Орос улсад манганыг удаан хугацааны туршид пиролизит гэж нэрлэдэг байсан бөгөөд 1807 он хүртэл А.И. Шерер пиролизитээс гаргаж авсан металыг манган гэж нэрлэхийг санал болгоогүй бөгөөд тэр жилүүдэд ашигт малтмалыг хар манган гэж нэрлэдэг байв.

Байгальд манганы илрэх

Марганец бол дэлхий дээрх хамгийн элбэг 14 дэх элемент бөгөөд төмрийн дараа хоёрдугаарт ордог. хүнд металдэлхийн царцдас (0.03%) агуулагддаг нийт тоодэлхийн царцдасын атомууд). Биосферт манганы бууралтын нөхцөлд эрчимтэй нүүж, исэлдүүлэгч орчинд идэвхгүй байдаг. Манган нь тундрын хүчиллэг ус, ойн ландшафтуудад хамгийн хөдөлгөөнтэй байдаг бөгөөд Mn 2+ хэлбэрээр олддог. Энд байгаа манганы агууламж нь ихэвчлэн дээшилдэг бөгөөд зарим газарт таримал ургамлууд нь манганы илүүдэлтэй байдаг. Манганы жингийн хэмжээ хүчиллэг (600 г/т)-аас үндсэн чулуулаг (2.2 кг/т) хүртэл нэмэгддэг. Энэ нь олон хүдэрт төмрийг дагалддаг боловч манганы бие даасан ордууд бас байдаг. Чиатура ордод (Кутаиси муж) манганы хүдрийн 40 хүртэлх хувь нь төвлөрдөг. Чулуунд тархсан манганыг усаар угааж, дэлхийн далайд хүргэдэг. Үүний зэрэгцээ далайн усанд агуулагдах хэмжээ бага (10 −7 -10 −6%), далайн гүнд усанд ууссан хүчилтөрөгчөөр исэлдэж, ус үүссэний улмаас түүний агууламж 0.3% хүртэл нэмэгддэг. усжуулсан хэлбэрээр байдаг уусдаггүй манганы исэл (MnO2 x H 2 O) ба далайн доод давхаргад шингэж, ёроолд нь төмрийн-марганецын зангилаа үүсгэдэг бөгөөд манганы хэмжээ 45% хүрч чаддаг (тэдгээр нь зэс, никель, кобальтын хольц агуулдаг). Ийм зангилаа нь ирээдүйд аж үйлдвэрийн манганы эх үүсвэр болж магадгүй юм.

Энэ металл нь хүхэр, фосфортой адил түгээмэл байдаг. Манганы хүдрийн баялаг ордууд Энэтхэг, Бразил, Баруун болон Өмнөд Африкт байдаг.

Орос улсад энэ нь маш ховор түүхий эд бөгөөд дараахь ордуудыг мэддэг: Кемерово муж дахь "Усинское", Свердловск муж дахь "Полуночное", Красноярскийн хязгаар дахь "Порожинское", Еврейн автономит дахь "Өмнөд-Хинганское" ордууд. Новая Земля дахь "Рогачево-Танинская" бүс, "Северо-Танинское" талбай.

Манган авах

Пиролюзитыг нүүрсээр: MnO 2 + C → Mn + 2CO бууруулах замаар анхны металл манганыг олж авсан. Гэхдээ энэ нь энгийн манган биш байсан. Тогтмол хүснэгтийн хөршүүд болох хром, төмөртэй адил манган нь нүүрстөрөгчтэй урвалд ордог бөгөөд үргэлж карбидын хольц агуулдаг. Энэ нь нүүрстөрөгч ашиглан цэвэр манган авах боломжгүй гэсэн үг юм. Одоогийн байдлаар металл манганыг авахын тулд силикотермик (цахиураар багасгах), алюминотермик (хөнгөн цагаанаар багасгах) ба электролитийн гурван аргыг ашиглаж байна.

Хамгийн өргөн хэрэглэгддэг арга бол 19-р зууны төгсгөлд боловсруулсан хөнгөнцагаан дулааны арга юм. Энэ тохиолдолд манганы түүхий эд болох пиролизит биш харин манганы исэл Mn 3 O 4 ашиглах нь дээр. Пиролузит нь хөнгөн цагаантай урвалд орж, маш их дулаан ялгаруулдаг тул хариу урвал нь амархан хяналтгүй болдог. Тиймээс пиролузитыг багасгахын өмнө үүнийг шатааж, аль хэдийн олж авсан исэл-оксидыг хөнгөн цагаан нунтагтай хольж, тусгай саванд галд хийнэ. 3Mn 3 O 4 + 8Al → 9Mn + 4Al 2 O 3 урвал эхэлдэг - маш хурдан бөгөөд нэмэлт эрчим хүч шаарддаггүй. Үүссэн хайлмалыг хөргөж, хэврэг шаарыг нь цавчиж, манганы ембүүг буталж, цаашдын боловсруулалтанд илгээнэ.

Гэсэн хэдий ч aluminothermic арга нь силикотермик аргатай адил өндөр цэвэршилттэй манган үүсгэдэггүй. Алюминотермик манганыг сублимацын аргаар цэвэршүүлж болох боловч энэ арга нь үр ашиггүй, үнэтэй байдаг. Тиймээс металлургийнхан цэвэр металл манганыг олж авах шинэ арга замыг эртнээс хайж байсан бөгөөд мэдээжийн хэрэг электролитийн аргаар цэвэршүүлэхэд тулгуурладаг. Гэхдээ зэс, никель болон бусад металлаас ялгаатай нь электродууд дээр хуримтлагдсан манган нь цэвэр биш байсан: оксидын хольцоор бохирдсон байв. Түүнээс гадна үүссэн металл нь сүвэрхэг, хэврэг, боловсруулахад тохиромжгүй байв.

Олон алдартай эрдэмтэд манганы нэгдлүүдийн электролизийн оновчтой горимыг олохыг оролдсон боловч амжилтанд хүрсэнгүй. Энэ асуудлыг мөн 1919 онд Зөвлөлтийн эрдэмтэн Р.И. Агладзе (одоо Гүржийн ССР-ийн Шинжлэх ухааны академийн жинхэнэ гишүүн). Түүний боловсруулсан электролизийн технологийг ашиглан хлорид болон хүхрийн хүчлийн давснаас 99,98% хүртэл 25-р элемент агуулсан нэлээд нягт металлыг гаргаж авдаг. Энэ арга нь металл манганы үйлдвэрлэлийн үндэс суурь болсон.

Гаднах байдлаар энэ металл нь төмөртэй төстэй, зөвхөн илүү хатуу байдаг. Энэ нь агаарт исэлддэг боловч хөнгөн цагааны нэгэн адил оксидын хальс нь металын бүх гадаргууг хурдан бүрхэж, цаашдын исэлдэлтээс сэргийлдэг. Манган нь хүчилтэй хурдан урвалд орж, азоттой нитрид, нүүрстөрөгчтэй карбид үүсгэдэг. Ерөнхийдөө ердийн металл.

Манганы физик шинж чанар

Манганы нягт нь 7.2-7.4 г / см3; t pl 1245 ° C; t 2150 ° C буцалгана. Марганец нь 4 полиморф өөрчлөлттэй: α-Mn (нэг эсэд 58 атом бүхий бие төвтэй куб тор), β-Mn (нэгж эсэд 20 атомтай бие төвтэй куб), γ-Mn (нэгж эсэд 4 атомтай тетрагональ) ) ба δ-Mn (куб бие төвтэй). Хувиргах температур: α=β 705 °C; β=γ 1090 °С ба γ=δ 1133 °С; α-ийн өөрчлөлт нь эмзэг; γ (мөн хэсэгчлэн β) нь хайлш үүсгэхэд чухал ач холбогдолтой хуванцар юм.

Манганы атомын радиус нь 1.30 Å. ионы радиус (Å-д): Mn 2+ 0.91, Mn 4+ 0.52; Mn 7+ 0.46. α-Mn-ийн бусад физик шинж чанарууд: хувийн дулаан (25 ° C-д) 0.478 кЖ/(кг К) [т. д.0.114 ккал/(г °C)]; шугаман тэлэлтийн температурын коэффициент (20°С-д) 22.3·10 -6 градус -1; дулаан дамжилтын илтгэлцүүр (25 0С-д) 66.57 Вт/(м К) [т. д.0.159 кал/(см·сек·°С)]; хувийн эзэлхүүний цахилгаан эсэргүүцэл 1.5-2.6 μΩ м (жишээ нь 150-260 μΩ см): цахилгаан эсэргүүцлийн температурын коэффициент (2-3) 10 -4 градус -1. Манган нь парамагнит шинж чанартай.

Манганы химийн шинж чанар

Манган нь нэлээд идэвхтэй бөгөөд халах үед метал бус - хүчилтөрөгч (янз бүрийн валенттай манганы ислийн холимог үүсдэг), азот, хүхэр, нүүрстөрөгч, фосфор болон бусад бодисуудтай эрч хүчтэй харилцан үйлчилдэг. Өрөөний температурт манган агаарт өөрчлөгддөггүй: устай маш удаан урвалд ордог. Энэ нь хүчилд амархан уусдаг (давстай, шингэрүүлсэн хүхэр), хоёр валенттай манганы давс үүсгэдэг. Вакуумд халаахад манган нь хайлшаас ч амархан ууршдаг.

Агаар дахь исэлдэлтийн үед идэвхгүй болдог. Нунтагласан манган нь хүчилтөрөгчөөр шатдаг (Mn + O 2 → MnO 2). Халах үед манганы усыг задалж, устөрөгчийг (Mn + 2H 2 O → (t) Mn (OH) 2 + H 2) орлуулж, үүссэн манганы гидроксид нь урвалыг удаашруулдаг.

Манган нь устөрөгчийг шингээдэг бөгөөд температур нэмэгдэх тусам манган дахь уусах чадвар нэмэгддэг. 1200 хэмээс дээш температурт энэ нь азоттой урвалд орж, янз бүрийн найрлагатай нитридыг үүсгэдэг.

Нүүрстөрөгч нь хайлсан мангантай урвалд орж Mn 3 C карбид болон бусад бодисыг үүсгэдэг. Мөн силицид, борид, фосфид үүсгэдэг.

Дараах тэгшитгэлийн дагуу давсны болон хүхрийн хүчилтэй урвалд орно.

Mn + 2H + → Mn 2+ + H 2

Төвлөрсөн хүхрийн хүчилтэй бол урвал нь тэгшитгэлийн дагуу явагдана.

Mn + 2H 2 SO 4 (конц.) → MnSO 4 + SO 2 + 2H 2 O

Манган нь шүлтлэг уусмалд тогтвортой байдаг.

Манган нь дараах исэлүүдийг үүсгэдэг: MnO, Mn 2 O 3, MnO 2, MnO 3 (чөлөөт төлөвт тусгаарлагдаагүй) ба манганы ангидрид Mn 2 O 7.

Mn 2 O 7 хэвийн нөхцөлд хар ногоон шингэн тослог бодис, маш тогтворгүй; төвлөрсөн хүхрийн хүчилтэй холилдоход гал авалцдаг органик бодис. 90 0С-т Mn 2 O 7 тэсрэх чадвартай задардаг. Хамгийн тогтвортой ислүүд нь Mn 2 O 3 ба MnO 2, түүнчлэн Mn 3 O 4 (2MnO · MnO 2, эсвэл Mn 2 MnO 4 давс) хосолсон исэл юм.

Манганы (IV) исэл (пиролузит) нь хүчилтөрөгчийн оролцоотойгоор шүлттэй холилдох үед манганатууд үүсдэг.

2MnO 2 + 4KOH + O 2 → 2K 2 MnO 4 + 2H 2 O

Манганатын уусмал нь хар ногоон өнгөтэй. Хүчилжүүлэх үед дараах урвал явагдана.

3K 2 MnO 4 + 3H 2 SO 4 → 3K 2 SO 4 + 2HMnO 4 + MnO(OH) 2 ↓ + H 2 O

Уусмал нь MnO 4 - анион гарч ирснээс болж час улаан болж хувирдаг бөгөөд үүнээс манганы (IV) гидроксидын хүрэн тунадас үүсдэг.

Манганы хүчил нь маш хүчтэй, гэхдээ тогтворгүй, 20% -иас илүү концентрацитай байдаг. Хүчил өөрөө ба түүний давс (перманганат) нь хүчтэй исэлдүүлэгч бодис юм. Жишээлбэл, калийн перманганат нь уусмалын рН-ээс хамааран янз бүрийн бодисыг исэлдүүлж, янз бүрийн исэлдэлтийн түвшний манганы нэгдлүүд болгон бууруулж өгдөг. Хүчиллэг орчинд - манганы (II) нэгдлүүд, төвийг сахисан орчинд - манганы (IV) нэгдлүүд, хүчтэй шүлтлэг орчинд - манганы (VI) нэгдлүүд.

Халах үед перманганатууд хүчилтөрөгч ялгарснаар задардаг (цэвэр хүчилтөрөгч үйлдвэрлэх лабораторийн аргуудын нэг). Урвал нь тэгшитгэлийн дагуу явагдана (калийн перманганатын жишээг ашиглан):

2KMnO 4 →(t) K 2 MnO 4 + MnO 2 + O 2

Хүчтэй исэлдүүлэгч бодисын нөлөөн дор Mn 2+ ион нь MnO 4 - ион болж хувирдаг.

2MnSO 4 + 5PbO 2 + 6HNO 3 → 2HMnO 4 + 2PbSO 4 + 3Pb(NO 3) 2 + 2H 2 O

Энэ урвалыг Mn 2+-ийг чанарын хувьд тодорхойлоход ашигладаг

Mn(II) давсны уусмалыг шүлтжүүлэхэд манганы (II) гидроксидын тунадас үүсч, исэлдэлтийн үр дүнд агаарт хурдан бор өнгөтэй болдог.

Манганы үйлдвэрлэлд хэрэглэх

Манган нь бүх төрлийн ган, ширэмд агуулагддаг. Манганы хамгийн алдартай металлуудтай хайлш үүсгэх чадварыг зөвхөн янз бүрийн төрлийн манганы ган төдийгүй олон тооны төмрийн бус хайлш (манганин) үйлдвэрлэхэд ашигладаг. Эдгээрээс зэс (манганы хүрэл) бүхий манганы хайлш нь онцгой анхаарал татаж байна. Энэ нь ган шиг хатуурч, нэгэн зэрэг соронзлох боломжтой боловч манган, зэс нь мэдэгдэхүйц соронзон шинж чанарыг харуулдаггүй.

Амьд организм дахь манганы биологийн үүрэг, түүний агууламж

Марганец нь бүх ургамал, амьтны биед агуулагддаг боловч түүний агууламж нь ихэвчлэн маш бага, хэдэн мянган хувьтай байдаг ч энэ нь амьдралд чухал нөлөө үзүүлдэг, өөрөөр хэлбэл энэ нь ул мөр элемент юм. Манганы өсөлт, цус үүсэх, бэлгийн булчирхайн үйл ажиллагаанд нөлөөлдөг. Манжингийн навч нь манганаар баялаг - 0.03% хүртэл, улаан шоргоолжны биед их хэмжээгээр агуулагддаг - 0.05% хүртэл. Зарим бактери нь хэдэн хувь хүртэл манган агуулдаг.

Мангануураг, нүүрс ус, өөх тосны солилцоонд идэвхтэй нөлөөлдөг. Манганы инсулины үйл ажиллагааг сайжруулж, цусан дахь холестерины тодорхой түвшинг хадгалах чадварыг бас чухал гэж үздэг. Манган байгаа тохиолдолд бие нь өөх тосыг илүү бүрэн ашигладаг. Үр тариа (ялангуяа овъёос, Сагаган), шош, вандуй, үхрийн элэг, олон гурилан бүтээгдэхүүн нь энэ микроэлементээр харьцангуй баялаг бөгөөд хүний ​​​​манганы өдөр тутмын хэрэгцээг бараг хангадаг - 5.0-10.0 мг.

Манганы нэгдлүүд нь хүний ​​биед хортой нөлөө үзүүлдэг гэдгийг мартаж болохгүй. Агаар дахь манганы хамгийн их зөвшөөрөгдөх концентраци 0.3 мг / м3 байна. Хүнд хордлогын үед мэдрэлийн системийн гэмтэл нь манганы паркинсонизмын шинж тэмдгийн хам шинжээр ажиглагддаг.

Орос дахь манганы хүдрийн үйлдвэрлэлийн хэмжээ

Марганец ГОК - 29%

Манганы хүдрийн ордыг 1883 онд нээсэн. 1985 онд Покровскийн уурхай энэ ордыг түшиглэн хүдэр олборлож эхэлсэн. Уурхай хөгжиж, шинэ карьер, уурхайнууд гарч ирснээр Марганец ГОК байгуулагдав.
Үйлдвэрийн аж үйлдвэрийн бүтцэд: манганы хүдрийн ил уурхайн хоёр карьер, далд уурхайн таван уурхай, гурван боловсруулах үйлдвэр, түүнчлэн шаардлагатай туслах цех, үйлчилгээ орно. механик засвар, тээвэрлэлт гэх мэт.

Орджоникидзе ГОК – 71%

Үйлдвэрлэлийн үндсэн төрөл нь 26% -иас 43% хүртэл цэвэр манганы агууламжтай янз бүрийн зэрэглэлийн манганы баяжмал юм (ангилалаас хамаарч). Дайвар бүтээгдэхүүн нь өргөссөн шавар, лаг юм.

Тус аж ахуйн нэгж нь зориулалтын хүдрийн талбайд манганы хүдэр олборлодог. Хүдрийн нөөц нь 30 гаруй жил үргэлжилнэ. Украин дахь Орджоникидзе, Марганецын олборлох, боловсруулах үйлдвэрүүд дэх манганы хүдрийн нийт нөөц нь дэлхийн нийт нөөцийн гуравны нэгийг эзэлдэг.