Formula mangana je strukturno kemijska. Mangan: glavna svojstva, proizvodnja i uporaba tvari

DEFINICIJA

Mangan je dvadeset peti element periodnog sustava. Oznaka - Mn od latinskog "manganum". Smješten u četvrto razdoblje, grupa VIB. Odnosi se na metale. Naboj jezgre je 25.

Mangan pripada prilično uobičajenim elementima, čineći 0,1% (masenih) zemljine kore. Od spojeva koji sadrže mangan, najčešći mineral je piroluzit, koji je manganov dioksid MnO 2 . Veliku važnost imaju i minerali hausmanit Mn 3 O 4 i brownit Mn 2 O 3 .

U obliku jednostavne tvari, mangan je srebrnobijeli (slika 1) tvrdi krti metal. Gustoća mu je 7,44 g/cm3, talište 1245 o C.

Riža. 1. Mangan. Izgled.

Atomska i molekularna težina mangana

Relativna molekulska težina tvari(M r) je broj koji pokazuje koliko je puta masa dane molekule veća od 1/12 mase atoma ugljika, i relativna atomska masa elementa(A r) - koliko je puta prosječna masa atoma kemijskog elementa veća od 1/12 mase atoma ugljika.

Budući da u slobodnom stanju mangan postoji u obliku monoatomskih molekula Mn, vrijednosti njegove atomske i molekularne mase se podudaraju. Oni su jednaki 54,9380.

Alotropija i alotropske modifikacije mangana

Poznate su četiri kristalne modifikacije mangana, od kojih je svaka termodinamički stabilna u određenom temperaturnom području. Ispod 707 o C, α-mangan je stabilan, ima složenu strukturu - njegova jedinična ćelija uključuje 58 atoma. Složenost strukture mangana na temperaturama ispod 707 o S uzrokuje njegovu krhkost.

Izotopi mangana

Poznato je da se mangan u prirodi može pojaviti u obliku jedinog stabilnog izotopa 55 Mn. Maseni broj je 55, jezgra atoma sadrži dvadeset pet protona i trideset neutrona.

Postoje umjetni izotopi mangana s masenim brojevima od 44 do 69, kao i sedam izomernih stanja jezgri. Najdugovječniji izotop među gore navedenim je 53 Mn s vremenom poluraspada od 3,74 milijuna godina.

ioni mangana

Na vanjskoj energetskoj razini atoma mangana postoji sedam elektrona koji su valentni:

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

Kao rezultat kemijske interakcije, mangan odustaje od svojih valentnih elektrona, tj. je njihov donor i pretvara se u pozitivno nabijen ion:

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+.

Molekula i atom mangana

U slobodnom stanju mangan postoji u obliku monoatomskih molekula Mn. Evo nekih svojstava koja karakteriziraju atom i molekulu mangana:

legure mangana

Mangan se uglavnom koristi u proizvodnji legiranih čelika. Manganski čelik koji sadrži do 15% Mn ima visoku tvrdoću i čvrstoću. Od njega se izrađuju radni dijelovi strojeva za drobljenje, kugličnih mlinova, željezničkih tračnica. Osim toga, mangan je sastavni dio legura na bazi magnezija; povećava njihovu otpornost na koroziju. Legura bakra s manganom i niklom - manganin ima niski temperaturni koeficijent električnog otpora. Mangan se nalazi u malim količinama u mnogim aluminijskim legurama.

Primjeri rješavanja problema

PRIMJER 1

Vježbajte

Mangan se proizvodi redukcijom manganova (III) oksida silicijem. Tehnički oksid težine 20 g (maseni udio nečistoća je 5,2%) reduciran je u metal. Izračunaj masu dobivenog mangana.

Riješenje

Zapisujemo jednadžbu za redukciju mangan (III) oksida sa silicijem u mangan:

2Mn 2 O 3 + 3Si = 3SiO 2 + 4Mn.

Izračunajte masu manganova (III) oksida bez primjesa:

ω čisti (Mn 2 O 3) \u003d 100% - ω nečistoća;

ω čisti (Mn 2 O 3) \u003d 100% - 5,2 \u003d 94,8% \u003d 0,984.

m čisti (Mn 2 O 3) = m nečistoća (Mn 2 O 3) × ω čisti (Mn 2 O 3) / 100%;

m čistoće (Mn 2 O 3) \u003d 20 × 0,984 \u003d 19,68 g.

Odredimo količinu tvari mangan (III) oksida (molarna masa - 158 g / mol):

n (Mn 2 O 3) \u003d m (Mn 2 O 3) / M (Mn 2 O 3);

n (Mn 2 O 3) \u003d 19,68 / 158 \u003d 0,12 mol.

Prema jednadžbi reakcije n (Mn 2 O 3) : n (Si) \u003d 2 : 3, što znači da

n(Si) \u003d 3/2 × n (Mn 2 O 3) = 3/2 × 0,12 \u003d 0,2 mol.

Tada će masa silicija biti jednaka (molarna masa - 28 g / mol):

m (Si) = n (Si) × M (Si);

m(Si) = 0,2 × 28 = 5,6 g.

Odgovor

Masa silicija 5,6 g

PRIMJER 2

Vježbajte

Izračunajte masu kalijevog permanganata potrebnog za oksidaciju 7,9 g kalijevog sulfita u neutralnom mediju.

Riješenje

Napišemo jednadžbu za oksidaciju kalijevog sulfita s kalijevim permanganatom u neutralnom mediju:

2KMnO 4 + 3K 2 SO 3 + H 2 O \u003d 2MnO 2 + 3K 2 SO 4 + 2KOH.

Izračunajte broj molova kalijevog sulfita (molarna masa - 158 g / mol):

n (K2SO3) \u003d m (K2SO3) / M (K2SO3);

n (K 2 SO 3) \u003d 7,9 / 158 \u003d 0,05 mol.

Prema jednadžbi reakcije n (K 2 SO 3): n (KMnO 4) \u003d 3: 2, što znači da

n (KMnO 4) \u003d 2/3 × n (K 2 SO 3) = 2/3 × 0,05 = 0,03 mol.

Masa kalijevog permanganata potrebna za oksidaciju kalijevog sulfita u neutralnom mediju je (molarna masa - 158 g / mol):

m (KMnO 4) \u003d n (KMnO 4) × M (KMnO 4);

m (KMnO 4) \u003d 0,03 × 158 \u003d 4,74 g.

Odgovor

Masa kalijevog permanganata je 4,74 g

Ispunjeno : student prve godine

strojarski fakultet

15 b skupina

Koshmanov V.V.

Provjerio: Kharchenko N.T.

Veliki Luki 1998

Referenca povijesti. 3

rasprostranjenost u prirodi. 3

Fizička i kemijska svojstva. 3

Spojevi dvovalentnog mangana. četiri

Spojevi četverovalentnog mangana. četiri

Spojevi heksavalentnog mangana. 5

Spojevi sedmerovalentnog mangana. 5

Priznanica. 6

Primjena mangana i njegovih spojeva. 6

Književnost. 7

Referenca povijesti.

Minerali mangana poznati su već dugo vremena. Starorimski prirodoslovac Plinije spominje crni kamen, koji je služio za obezbojavanje tekuće staklene mase; o mineralu piroluzitu MnO2 . U Gruziji je piroluzit od davnina služio kao punilo u proizvodnji željeza. Dugo se vremena piroluzit nazivao crnim magnezijumom i smatrao se vrstom magnetske željezne rude. Godine 1774. K. Schelle je dokazao da se radi o spoju nepoznatog metala, a drugi švedski znanstvenik J. Gai je jakim zagrijavanjem smjese piroluzita s ugljenom dobio mangan onečišćen ugljikom. Naziv mangan tradicionalno potječe iz njemačkog Marganerz- ruda mangana.

rasprostranjenost u prirodi.

Prosječni sadržaj mangana u zemljinoj kori je 0,1%, u većini magmatskih stijena 0,06-0,2% po masi, gdje se nalazi u raspršenom stanju u obliku Mn2+ (analogno Fe2+). Na zemljinoj površini Mn2+ lako oksidira, poznati su ovdje i minerali Mn3+ i Mn4+. U biosferi, mangan snažno migrira u redukcijskim uvjetima, a neaktivan je u oksidacijskim uvjetima. Mangan je najpokretljiviji u kiselim vodama tundre i šumskim krajolicima, gdje je u obliku Mn2+ . Sadržaj mangana ovdje je često povišen, a kultivirane biljke mjestimice pate od viška mangana; u tlima, jezerima, močvarama, nastaju natjecanja željezo-mangan, jezerske i močvarne rude. U suhim stepama i pustinjama, u alkalnom oksidirajućem okruženju, mangan je neaktivan. Organizmi su siromašni manganom, kultivirane biljke često trebaju mikrognojiva s manganom. Riječne vode su siromašne manganom (10 -6 -10 -5 g/l), ali je ukupni unos ovog elementa ogroman, a najveći dio se taloži u obalnom pojasu.

Fizička i kemijska svojstva.

U svom čistom obliku, mangan se dobiva ili elektrolizom otopine mangan sulfata ( II) ili obnavljanje silicijevih oksida u električnim štednjacima. Elementarni mangan je srebrno-bijeli tvrd, ali krt metal. Njegova se krtost objašnjava činjenicom da pri normalnim temperaturama po jedinici ćelije Mn uključuje 58 atoma u složenoj otvorenoj strukturi koja nije među tijesno pakiranim. Gustoća mangana je 7,44 g/cm 3 , talište je 1244 o C, vrelište je 2150 o C. U reakcijama pokazuje valenciju od 2 do 7, najstabilnija oksidacijska stanja su +2,+4,+7.

Spojevi dvovalentnog mangana.

Dvovalentne soli mangana mogu se dobiti otapanjem u razrijeđenim kiselinama: Mn+2HCl MnCl2 +H2 Kada se otopi u vodi, nastaje hidroksid. Mn(II): Mn + 2HOH Mn (OH) 2 + H 2 Manganov hidroksid može se dobiti u obliku bijelog taloga tretiranjem otopina dvovalentnih soli mangana s alkalijama: MnSO4 +2NaOH Mn(OH)2 +NaSO4

Mn(II) spojevi nestabilan na zraku, i Mn(OH)2 na zraku brzo posmeđi, pretvarajući se u četverovalentni manganov oksid-hidroksid.

2 Mn(OH) 2 +O 2 MnO(OH) 2

Manganov hidroksid pokazuje samo bazična svojstva i ne reagira s alkalijama, a u interakciji s kiselinama daje odgovarajuće soli.

Mn(OH)2 +2HCl MnCl2 + 2H2O

Manganov oksid se može dobiti razgradnjom manganovog karbonata:

MnCO3 MnO+CO2

Ili kod redukcije mangan dioksida vodikom:

MnO 2 + H 2 MnO + H 2 O

Spojevi četverovalentnog mangana.

Od spojeva četverovalentnog mangana najpoznatiji je manganov dioksid. MnO2 - piroluzit. Budući da valentnost IV je srednji, veze Mn (VI) nastaju kao pri oksidaciji dvovalentnog mangana. Mn(NO3)2MnO2 +2NO 2

Dakle, u redukciji spojeva mangana u alkalnom mediju:

3K 2 MnO 4 +2H 2 O 2KMnO 4 +MnO 2 +4KOH Posljednja reakcija je primjer reakcije samooksidacije - samoizlječenja, koju karakterizira činjenica da se neki od atoma istog elementa oksidiraju, istodobno obnavljajući preostale atome istog elementa:

Mn 6+ +2e=Mn 4+ 1

Mn 6+ -e=Mn 7+ 2

Sa svoje strane Mn O 2 može oksidirati halogenide i halogene vodike, na primjer HCl :

MnO2 +4HCl MnCl2 +Cl2 +2H2O

Mangan dioksid je čvrsta praškasta tvar. Pokazuje i bazična i kisela svojstva.

Spojevi heksavalentnog mangana.

Kad se stopi MNO 2 s lužinama u prisutnosti kisika, zraka ili oksidacijskih sredstava dobivaju se šestovalentne soli mangan nazivaju se manganati.

MNO 2 +2KOH+KNO 3 K 2 MNO 2 +KNO 2 +H 2 O

Poznato je nekoliko spojeva heksavalentnog mangana, a od njih su najvažnije soli mangana.

Sama permanganska kiselina, kao i njezin odgovarajući manganov trioksid MNO 3 , ne postoji u slobodnom obliku zbog nestabilnosti na oksidacijsko-redukcijske procese. Zamjena protona u kiselini metalnim kationom dovodi do stabilnosti manganata, ali je njihova sposobnost podvrgavanja oksidacijsko-redukcijskim procesima očuvana. Otopine manganata obojene su zeleno. Kada se zakisele, nastaje permanganska kiselina, koja se razlaže na spojeve mangan četverovalentni i sedmerovalentni.

Jaki oksidanti pretvaraju heksavalentni mangan u sedmerovalentni mangan.

2K2MnO 4 +Cl2 2 2KMnO 4 +2KCl

Spojevi sedmerovalentnog mangana.

U sedmerovalentnom stanju mangan pokazuje samo oksidacijska svojstva. Kalijev permanganat se široko koristi među oksidacijskim sredstvima koja se koriste u laboratorijskoj praksi i industriji. KMnO 2 , u svakodnevnom životu nazvan kalijev permanganat. Kalijev permanganat su crno-ljubičasti kristali. Vodene otopine obojene su ljubičasto, karakteristično za ion MnO4- .

Permanganati su soli manganske kiseline, koja je postojana samo u razrijeđenim otopinama (do 20%). Ove se otopine mogu dobiti djelovanjem jakih oksidacijskih sredstava na spojeve dvovalentnog mangana:

2Mn(BR 3 ) 2 +PbO 2 +6HNO 3 2HMnO 4 +5Pb(NO 3 ) 2 + 2H 2 O

Mangan je element pobočne podskupine sedme skupine četvrte periode periodnog sustava kemijskih elemenata D. I. Mendeljejeva, s atomskim brojem 25. Označava se simbolom Mn (lat. mangan).

Povijest otkrića mangana

Poznati prirodoslovac i pisac staroga Rima, Plinije Stariji, ukazivao je na čudesnu sposobnost crnog praha da posvijetli staklo. Dugo se vremena ova tvar, koja daje crni prah kada se zgnječi, naziva piroluzit ili manganov dioksid. O sposobnosti piroluzita da čisti staklo pisao je i Vanocchio Biringuccio 1540. godine. Piroluzit je najvažnija ruda za proizvodnju mangana, metala koji se uglavnom koristi u metalurgiji.

Od riječi "magnezij" dobili su imena mangan i magnezij. Podrijetlo imena dva kemijska elementa iz iste riječi objašnjava se činjenicom da je piroluzit dugo bio suprotstavljen bijelom magnezijumu i nazivan crnim magnezijumom. Nakon dobivanja metala u čistom obliku, mangan je preimenovan. Ime se temelji na grčkoj riječi "mangan", što je značilo pročišćavati (nagovještaj njegove upotrebe u antici kao "čistača" stakla). Neki istraživači smatraju da naziv elementa dolazi od latinske riječi "magnes" - magnet, budući da se piroluzit, iz kojeg se ekstrahira mangan, u antici smatrao nekom vrstom tvari koja se danas naziva magnetska željezna ruda.

Mangan je 1774. godine otkrio švedski kemičar Carl Wilhelm Scheele. Istina, Scheele nije izolirao ni mangan, ni molibden, ni volfram u čistom obliku; samo je istaknuo da minerali koje je proučavao sadrže te nove elemente. Element br. 25 otkriven je u mineralu piroluzitu MnO 2 · H 2 O, poznatom Pliniju Starijem. Plinije ga je smatrao vrstom magnetskog željeznog kamena, iako piroluzit ne privlači magnet. Plinije je objasnio ovu kontradikciju.

U rukopisima poznatog alkemičara Alberta Velikog (XIII. stoljeće) ovaj se mineral naziva "magnezij". U XVI. stoljeću. već se nalazi naziv "mangan", koji su, možda, dali staklari i dolazi od riječi "manganidzein" - čistiti.

Kada je Scheele 1774. godine istraživao piroluzit, poslao je uzorke ovog minerala svom prijatelju Johanu Gottliebu Hahnu. Gan, kasnije profesor, izvanredan kemičar svog vremena, valjao je piroluzit u kuglice, dodajući ulje u rudu, i snažno zagrijavao piroluzit u lončiću obloženom ugljenom. Dobivene su metalne kuglice, tri puta manje od rudnih kuglica. Bio je to mangan. Novi metal je najprije nazvan "magnezij", ali budući da je bijeli magnezij, magnezijev oksid, već tada bio poznat, metal je preimenovan u "magnezij"; ovo je ime usvojila Francuska komisija za nomenklaturu 1787. Ali 1808. Humphry Davy otkrio je magnezij i također ga nazvao "magnezij"; zatim, da bi se izbjegla zabuna, mangan se počeo nazivati "manganum". »

U Rusiji se piroluzit dugo nazivao manganom, sve dok 1807. A.I. Scherer nije predložio nazvati metal dobiven iz piroluzita manganom, a sam mineral se tih godina nazivao crnim manganom.

Prevalencija mangana u prirodi

Mangan je 14. najzastupljeniji element na Zemlji, a nakon željeza, drugi je teški metal sadržan u zemljinoj kori (0,03% od ukupnog broja atoma u zemljinoj kori). U biosferi, mangan snažno migrira u redukcijskim uvjetima i neaktivan je u oksidirajućem okruženju. Mangan je najpokretljiviji u kiselim vodama tundre i šumskih krajolika, gdje se nalazi u obliku Mn 2+. Ovdje je često povećan sadržaj mangana, a kultivirane biljke mjestimice pate od viška mangana. Maseni sadržaj mangana raste od kiselih (600 g/t) do bazičnih stijena (2,2 kg/t). Prati željezo u mnogim njegovim rudama, ali postoje i neovisna ležišta mangana. U ležištu Chiatura (regija Kutaisi) koncentrirano je do 40% ruda mangana. Mangan rasut u stijenama ispire voda i odnosi ga u Svjetski ocean. Istodobno, njegov sadržaj u morskoj vodi je beznačajan (10 -7 -10 -6%), au dubokim dijelovima oceana njegova koncentracija raste na 0,3% zbog oksidacije kisikom otopljenim u vodi uz stvaranje vode- netopljivi mangan oksid, koji u hidratiziranom obliku (MnO 2 x H 2 O) i tone u niže slojeve oceana, tvoreći takozvane željezno-manganske kvržice na dnu, u kojima količina mangana može doseći 45% (sadrže i nečistoće bakra, nikla, kobalta). Takve konkrecije mogle bi u budućnosti postati izvor mangana za industriju.

Ovaj je metal raspoređen otprilike isto kao i sumpor ili fosfor. Bogata nalazišta ruda mangana nalaze se u Indiji, Brazilu, zapadnoj i južnoj Africi.

U Rusiji je to akutno deficitarna sirovina, poznata su sljedeća nalazišta: Usinskoye u regiji Kemerovo, Polunochnoye u regiji Sverdlovsk, Porozhinskoye u Krasnojarskom kraju, Južno-Khinganskoye u židovskoj autonomnoj oblasti, Rogachevo-Taininskaja oblast i Severo -Taininskoye » polje na Novoj Zemlji.

Dobivanje mangana

Prvi metalni mangan dobiven je redukcijom piroluzita drvenim ugljenom: MnO 2 + C → Mn + 2CO. Ali to nije bio elementarni mangan. Poput svojih susjeda na periodnom sustavu - kroma i željeza, mangan reagira s ugljikom i uvijek sadrži primjesu karbida. To znači da se čisti mangan ne može dobiti ugljikom. Danas se koriste tri metode za dobivanje metalnog mangana: silikotermička (redukcija silicijem), aluminotermička (redukcija aluminijem) i elektrolitička.

Aluminotermijska metoda, razvijena krajem 19. stoljeća, našla je najširu rasprostranjenost. U ovom slučaju, bolje je koristiti ne piroluzit, već manganov oksid Mn 3 O 4 kao sirovinu mangana. Piroluzit reagira s aluminijem uz oslobađanje tolike količine topline da reakcija lako može postati nekontrolirana. Stoga se prije restauracije piroluzita peče, a već dobiveni dušikov oksid pomiješa s aluminijskim prahom i zapali u posebnoj posudi. Počinje reakcija 3Mn 3 O 4 + 8Al → 9Mn + 4Al 2 O 3 - prilično brzo i ne zahtijeva dodatne troškove energije. Dobivena talina se hladi, krhka troska se odvaja, a ingot mangana se drobi i šalje na daljnju obradu.

Međutim, aluminotermna metoda, poput silikotermičke metode, ne proizvodi mangan visoke čistoće. Moguće je pročistiti aluminotermni mangan sublimacijom, ali je ta metoda neučinkovita i skupa. Stoga su metalurzi dugo tražili nove načine dobivanja čistog metalnog mangana i, naravno, prvenstveno su se nadali elektrolitičkoj rafinaciji. Ali za razliku od bakra, nikla i drugih metala, mangan nataložen na elektrodama nije bio čist: bio je kontaminiran nečistoćama oksida. Štoviše, rezultat je bio porozan, krhak, nezgodan metal za obradu.

Mnogi poznati znanstvenici pokušali su pronaći optimalni način elektrolize manganovih spojeva, ali bezuspješno. I ovaj problem je 1919. godine riješio sovjetski znanstvenik R.I. Agladze (sada redoviti član Akademije znanosti Gruzijske SSR). Prema tehnologiji elektrolize koju je razvio, iz kloridnih i sulfatnih soli dobiva se prilično gust metal koji sadrži do 99,98% elementa br. 25. Ova metoda predstavlja osnovu za industrijsku proizvodnju metalnog mangana.

Izvana je ovaj metal sličan željezu, samo je tvrđi od njega. Oksidira na zraku, ali, poput aluminija, oksidni film brzo prekriva cijelu površinu metala i sprječava daljnju oksidaciju. Mangan brzo reagira s kiselinama, s dušikom stvara nitride, a s ugljikom karbide. Općenito, tipičan metal.

Fizikalna svojstva mangana

Gustoća mangana je 7,2-7,4 g/cm 3 ; tpl 1245 °C; t bale 2150 °C. Mangan ima 4 polimorfa: α-Mn (kubična rešetka s 58 atoma po jedinici ćelije), β-Mn (kubična rešetka s 20 atoma po stanici s središtem tijela), γ-Mn (tetragonalna s 4 atoma po stanici) i δ -Mn (kubično tijelo centrirano). Temperatura transformacije: α=β 705 °C; β=γ 1090 °S i γ=δ 1133 °S; α-modifikacija je krhka; γ (i dijelom β) je plastičan, što je važno pri stvaranju legura.

Atomski radijus mangana je 1,30 Å. ionski radijus (u Å): Mn 2+ 0,91, Mn 4+ 0,52; Mn7+ 0,46. Ostala fizikalna svojstva α-Mn: specifična toplina (pri 25°C) 0,478 kJ/(kg K) [t. npr. 0,114 kcal/(g °C)]; temperaturni koeficijent linearnog širenja (pri 20°C) 22,3·10 -6 deg -1; toplinska vodljivost (pri 25 °C) 66,57 W/(m K) [t. e. 0,159 cal/(cm sec °C)]; specifični volumetrijski električni otpor 1,5-2,6 μm·m (tj. 150-260 μΩ·cm): temperaturni koeficijent električnog otpora (2-3)·10 -4 deg -1. Mangan je paramagnetik.

Kemijska svojstva mangana

Mangan je prilično aktivan, kada se zagrijava, snažno komunicira s nemetalima - kisikom (nastaje smjesa manganovih oksida različite valencije), dušikom, sumporom, ugljikom, fosforom i drugima. Na sobnoj temperaturi, mangan se ne mijenja u zraku: vrlo sporo reagira s vodom. Lako se otapa u kiselinama (klorovodična, razrijeđena sumporna), tvoreći soli dvovalentnog mangana. Kada se zagrijava u vakuumu, mangan lako isparava čak i iz legura.

Kada oksidira na zraku, pasivizira se. Mangan u prahu gori u kisiku (Mn + O 2 → MnO 2). Kada se zagrijava, mangan razgrađuje vodu, istiskujući vodik (Mn + 2H 2 O → (t) Mn (OH) 2 + H 2), nastali manganov hidroksid usporava reakciju.

Mangan apsorbira vodik, s porastom temperature povećava se njegova topljivost u manganu. Na temperaturama iznad 1200 °C stupa u interakciju s dušikom, stvarajući nitride različitog sastava.

Ugljik reagira s rastaljenim manganom stvarajući Mn 3 C karbide i druge. Također stvara silicide, boride, fosfide.

Reagira s klorovodičnom i sumpornom kiselinom prema jednadžbi:

Mn + 2H + → Mn 2+ + H 2

S koncentriranom sumpornom kiselinom reakcija se odvija prema jednadžbi:

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

Mangan je stabilan u alkalnoj otopini.

Mangan gradi sljedeće okside: MnO, Mn 2 O 3 , MnO 2 , MnO 3 (nije izoliran u slobodnom stanju) i anhidrid mangana Mn 2 O 7 .

Mn 2 O 7 pod normalnim uvjetima, tamnozelena tekuća uljasta tvar, vrlo nestabilna; u smjesi s koncentriranom sumpornom kiselinom pali organske tvari. Na 90 °C Mn 2 O 7 se raspada uz eksploziju. Najstabilniji oksidi su Mn 2 O 3 i MnO 2 , kao i kombinirani oksid Mn 3 O 4 (2MnO·MnO 2 , ili Mn 2 MnO 4 sol).

Kada se mangan (IV) oksid (piroluzit) stopi s alkalijama u prisutnosti kisika, nastaju manganati:

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

Otopina manganata ima tamnozelenu boju. Kada se zakiseli, reakcija se odvija:

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

Otopina postaje grimizna zbog pojave aniona MnO 4 - i iz nje se taloži smeđi talog manganovog hidroksida (IV).

Permanganska kiselina je vrlo jaka, ali nestabilna, ne može se koncentrirati na više od 20%. Sama kiselina i njezine soli (permanganati) jaki su oksidansi. Na primjer, kalijev permanganat, ovisno o pH otopine, oksidira različite tvari, reducirajući se do spojeva mangana različitih oksidacijskih stanja. U kiselom okruženju - do spojeva mangana (II), u neutralnom - do spojeva mangana (IV), u jako alkalnom okruženju - do spojeva mangana (VI).

Kada se kalciniraju, permanganati se razgrađuju uz oslobađanje kisika (jedna od laboratorijskih metoda za dobivanje čistog kisika). Reakcija se odvija prema jednadžbi (na primjer, kalijev permanganat):

2KMnO 4 →(t) K 2 MnO 4 + MnO 2 + O 2

Pod djelovanjem jakih oksidansa ion Mn 2+ prelazi u ion MnO 4 −:

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

Ova reakcija se koristi za kvalitativno određivanje Mn 2+

Pri alkalizaciji otopina Mn (II) soli iz njih se taloži talog mangan (II) hidroksida, koji na zraku brzo postaje smeđi kao posljedica oksidacije.

Primjena mangana u industriji

Mangan se nalazi u svim vrstama čelika i lijevanog željeza. Sposobnost mangana za proizvodnju legura s većinom poznatih metala koristi se za dobivanje ne samo različitih vrsta manganskog čelika, već i velikog broja legura obojenih metala (mangani). Od njih su posebno značajne legure mangana s bakrom (manganska bronca). On se, poput čelika, može kaliti i istovremeno magnetizirati, iako ni mangan ni bakar ne pokazuju zamjetna magnetska svojstva.

Biološka uloga mangana i njegov sadržaj u živim organizmima

Mangan aktivno utječe na metabolizam bjelančevina, ugljikohidrata i masti. Također se smatra važnom sposobnost mangana da pojača djelovanje inzulina i održava određenu razinu kolesterola u krvi. U prisutnosti mangana tijelo potpunije koristi masti. Žitarice (prije svega zobene pahuljice i heljda), grah, grašak, goveđa jetra i mnogi pekarski proizvodi relativno su bogati ovim elementom u tragovima, koji praktički nadoknađuju dnevnu ljudsku potrebu za manganom - 5,0-10,0 mg.

Ne zaboravite da spojevi mangana mogu imati toksični učinak na ljudsko tijelo. Najveća dopuštena koncentracija mangana u zraku je 0,3 mg/m 3 . S teškim trovanjem opaža se oštećenje živčanog sustava s karakterističnim sindromom manganskog parkinsonizma.

Obim proizvodnje rude mangana u Rusiji

Marganetsky GOK - 29%

Ležište rude mangana otkriveno je 1883. Godine 1985. rudnik Pokrovsky počeo je iskopavati rudu na temelju ovog ležišta. S razvojem rudnika i pojavom novih kamenoloma i rudnika formiran je Marganetsky GOK.
Proizvodna struktura tvornice uključuje: dva površinska kopa manganove rude, pet rudnika za podzemnu eksploataciju, tri pogona za preradu, kao i potrebne pomoćne trgovine i usluge, uklj. popravak i mehanika, transport itd.

Ordzhonikidzevsky GOK - 71%

Glavna vrsta proizvedenih proizvoda je koncentrat mangana različitih stupnjeva s udjelom čistog mangana od 26% do 43% (ovisno o stupnju). Nusproizvodi - ekspandirana glina i mulj.

Poduzeće vadi rudu mangana iz rudnih polja koja su mu dodijeljena. Zalihe rude trajat će više od 30 godina. Rezerve rude mangana u Ukrajini ukupno za postrojenja za rudarstvo i preradu Ordžonikidzevskog i mangana čine jednu trećinu svih svjetskih rezervi.

Mangan je kemijski element koji se nalazi u periodnom sustavu Mendeljejeva na atomskom broju 25. Njegovi susjedi su krom i željezo, što određuje sličnost fizikalnih i kemijskih svojstava ova tri metala. Njegova jezgra sadrži 25 protona i 30 neutrona. Atomska masa elementa je 54,938.

svojstva mangana

Mangan je prijelazni metal iz d-obitelji. Njegova elektronička formula je sljedeća: 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 4s 2 3d 5 . Tvrdoća mangana na Mohsovoj ljestvici procjenjuje se na 4. Metal je prilično tvrd, ali, u isto vrijeme, krhak. Njegova toplinska vodljivost je 0,0782 W / cm * K. Element karakterizira srebrnasto-bijela boja.

Čovjeku su poznate četiri modifikacije metala. Svaki od njih karakterizira termodinamička stabilnost u određenim temperaturnim uvjetima. Dakle, a-mangan ima prilično složenu strukturu i pokazuje svoju stabilnost na temperaturama ispod 707 0 C, što određuje njegovu krhkost. Ova modifikacija metala u svojoj elementarnoj ćeliji sadrži 58 atoma.

Mangan može imati potpuno različita oksidacijska stanja – od 0 do +7, dok su +1 i +5 iznimno rijetki. Kada metal stupa u interakciju sa zrakom, on se pasivizira. Mangan u prahu gori u kisiku:

Mn+O2=MnO2

Ako je metal izložen povišenoj temperaturi, tj. zagrije, tada će se razgraditi u vodu istiskivanjem vodika:

Mn+2H0O=Mn(OH)2+H2

Treba napomenuti da manganov hidroksid, čiji sloj nastaje kao rezultat reakcije, usporava reakcijski proces.

Metal apsorbira vodik. Što se temperatura više diže, veća je njegova topljivost u manganu. Ako se temperatura prekorači za 12000C, tada mangan reagira s dušikom, pri čemu nastaju nitriti, koji imaju drugačiji sastav.

Metal također stupa u interakciju s ugljikom. Rezultat ove reakcije je stvaranje karbida, kao i silicida, borida, fosfida.

Metal je otporan na alkalne otopine.

Može tvoriti sljedeće okside: MnO, Mn 2 O 3, MnO 2, MnO 3, od kojih posljednji nije izoliran u slobodnom stanju, kao i anhidrid mangana Mn 2 O 7. U normalnim uvjetima postojanja manganov anhidrid je tekuća uljasta tvar tamno zelene boje, koja nema veliku stabilnost. Ako se temperatura podigne na 90 0 C, tada je raspad anhidrida popraćen eksplozijom. Među oksidima koji pokazuju najveću stabilnost izdvajaju se Mn 2 O 3 i MnO 2, kao i spojeni oksid Mn 3 O 4 (2MnO·MnO 2, ili sol Mn 2 MnO 4).

Manganovi oksidi:

Tijekom fuzije piroluzita i lužina uz prisutnost kisika dolazi do reakcije s stvaranjem manganata:

2MnO 2 + 2KOH + O 2 \u003d 2K 2 MnO 4 + 2H 2 O

Otopina manganata karakterizira tamnozelena boja. Ako se zakiseli, reakcija se nastavlja nijansiranjem otopine u grimiznu boju. To je zbog stvaranja aniona MnO 4 − iz kojeg se taloži talog manganovog oksida-hidroksida koji ima smeđu boju.

Permanganska kiselina je jaka, ali ne pokazuje osobitu stabilnost, pa stoga njezina najveća dopuštena koncentracija nije veća od 20%. Sama kiselina, kao i njezine soli, djeluje kao jako oksidacijsko sredstvo.

Soli mangana ne pokazuju stabilnost. Njegovi hidroksidi imaju karakterističan bazni karakter. Manganov klorid se razgrađuje kada je izložen visokim temperaturama. Upravo se ova shema koristi za dobivanje klora.

Primjena mangana

Ovaj metal nije manjak - pripada uobičajenim elementima: njegov sadržaj u zemljinoj kori je 0,03% od ukupnog broja atoma. On pripada trećem mjestu na ljestvici među teškim metalima, koji uključuju sve elemente prijelaznog niza, preskačući željezo i titan. Teški metali su oni čija atomska težina prelazi 40.

Mangan se može pronaći u malim količinama u nekim stijenama. U osnovi dolazi do lokalizacije njegovih kisikovih spojeva u obliku minerala piroluzita - MnO 2 .

Mangan ima mnoge namjene. Neophodan je za proizvodnju mnogih legura i kemikalija. Bez mangana je nemoguće postojanje živih organizama, jer djeluje kao aktivni element u tragovima, a prisutan je u gotovo svim živim i biljnim organizmima. Mangan ima pozitivan učinak na procese hematopoeze u živim organizmima. Također se nalazi u mnogim namirnicama.

Metal je neizostavan element u metalurgiji. Mangan je taj koji se koristi za uklanjanje sumpora i kisika iz čelika tijekom njegove proizvodnje. Ovaj proces zahtijeva velike količine metala. Ali vrijedi reći da se u talinu ne dodaje čisti mangan, već njegova legura sa željezom, nazvana feromangan. Dobiva se u procesu reakcije redukcije piroluzita s ugljenom. Mangan također djeluje kao legirajući element za čelike. Zahvaljujući dodatku mangana u čelike, njihova otpornost na trošenje se značajno povećava, a također postaju manje osjetljivi na mehanička opterećenja. Prisutnost mangana u sastavu obojenih metala značajno povećava njihovu čvrstoću i otpornost na koroziju.

Metalni dioksid našao je svoju primjenu u oksidaciji amonijaka, a također je sudionik u organskim reakcijama i reakcijama razgradnje anorganskih soli. U ovom slučaju, mangan dioksid djeluje kao katalizator.

Keramička industrija također ne prolazi bez upotrebe mangana, gdje se MnO 2 koristi kao crna i tamnosmeđa boja za emajle i glazure. Manganov oksid je visoko raspršen. Ima dobru sposobnost upijanja, zbog čega postaje moguće ukloniti štetne nečistoće iz zraka.

Mangan se uvodi u broncu i mjed. Neki metalni spojevi koriste se u finoj organskoj sintezi i industrijskoj organskoj sintezi. Manganov arsenid karakterizira gigantski magnetokalorični učinak, koji postaje mnogo jači kada je podvrgnut visokom tlaku. Manganov telurid djeluje kao obećavajući termoelektrični materijal.

U medicini je također prikladno koristiti mangan, odnosno njegove soli. Dakle, vodena otopina kalijeva permanganata koristi se kao antiseptik, a njima se također mogu ispirati rane, grgljati, mazati čirevi i opekline. Kod nekih otrovanja alkaloidima i cijanidima njegova otopina je čak indicirana za oralnu primjenu.

Važno: Unatoč ogromnom broju pozitivnih aspekata upotrebe mangana, u nekim slučajevima njegovi spojevi mogu negativno utjecati na ljudsko tijelo, pa čak i imati toksični učinak. Tako je najveća dopuštena koncentracija mangana u zraku 0,3 mg/m 3 . U slučaju izraženog trovanja nekom supstancom, zahvaćen je ljudski živčani sustav, za koji je karakterističan sindrom manganskog parkinsonizma.

Dobivanje mangana

Metal se može dobiti na više načina. Među najpopularnijim metodama su sljedeće:

aluminotermički. Mangan se dobiva iz njegovog oksida Mn 2 O 3 reakcijom redukcije. Oksid se pak formira tijekom kalcinacije piroluzita:

4MnO 2 \u003d 2Mn 2 O 3 + O 2

Mn 2 O 3 + 2 Al \u003d 2Mn + Al 2 O 3

obnoviteljski. Mangan se dobiva redukcijom metala koksom iz ruda mangana, pri čemu nastaje feromangan (legura mangana i željeza). Ova metoda je najčešća, budući da se većina ukupne proizvodnje metala koristi tijekom proizvodnje raznih legura, čija je glavna komponenta željezo, s tim u vezi, mangan se iz ruda ekstrahira ne u čistom obliku, već u slitina s njim;
elektroliza. Metal u svom čistom obliku dobiva se ovom metodom iz njegovih soli.

Istinita, empirijska ili bruto formula: Mn

Molekulska težina: 54,938

Mangan- element bočne podskupine sedme skupine četvrtog razdoblja periodnog sustava kemijskih elemenata D. I. Mendeljejeva s atomskim brojem 25. Označava se simbolom Mn (lat. Manganum, manganum, u ruskim formulama se čita kao mangan, na primjer, KMnO 4 - kalijev mangan o četiri). Jednostavna tvar mangan (CAS broj: 7439-96-5) je srebrnobijeli metal. Zajedno sa željezom i njegovim legurama spada u željezne metale. Poznato je pet alotropskih modifikacija mangana - četiri s kubičnom i jedna s tetragonalnom kristalnom rešetkom.

Povijest otkrića

Jedan od glavnih minerala mangana - piroluzit - u antici je bio poznat kao crni magnezij i korišten je u topljenju stakla za njegovo bistrenje. Smatrali su je nekom vrstom magnetske željezne rude, a činjenicu da je ne privlači magnet, Plinije Stariji objašnjavao je ženskim spolom crnog magnezija, prema kojem je magnet “ravnodušan”. Godine 1774. švedski kemičar K. Scheele pokazao je da ruda sadrži nepoznati metal. Poslao je uzorke rude svom prijatelju, kemičaru Yu.Ganu, koji je zagrijavanjem piroluzita s ugljenom u pećnici dobio metalni mangan. Početkom 19. stoljeća za njega se udomaćio naziv "manganum" (od njemačkog Manganerz - ruda mangana).

Rasprostranjenost u prirodi

Mangan je 14. najzastupljeniji element na Zemlji, a nakon željeza, drugi je teški metal sadržan u zemljinoj kori (0,03% od ukupnog broja atoma u zemljinoj kori). Maseni sadržaj mangana raste od kiselih (600 g/t) do bazičnih stijena (2,2 kg/t). Prati željezo u mnogim njegovim rudama, ali postoje i neovisna ležišta mangana. U ležištu Chiatura (regija Kutaisi) koncentrirano je do 40% ruda mangana. Mangan, raspršen u stijenama, ispire se vodom i odnosi u oceane. Istodobno, njegov sadržaj u morskoj vodi je beznačajan (10−7-10−6%), au dubokim dijelovima oceana njegova koncentracija raste na 0,3% zbog oksidacije kisikom otopljenim u vodi uz stvaranje vode- netopljivi manganov oksid, koji u hidratiziranom obliku (MnO2 xH2O) tone u niže slojeve oceana, tvoreći takozvane željezo-manganove kvržice na dnu, u kojima količina mangana može doseći 45% (sadrže i nečistoće od bakra, nikla, kobalta). Takve konkrecije mogle bi u budućnosti postati izvor mangana za industriju.
U Rusiji je to akutno deficitarna sirovina, poznata su sljedeća nalazišta: Usinskoye u regiji Kemerovo, Polunochnoye u regiji Sverdlovsk, Porozhinskoye u Krasnojarskom kraju, Južno-Khinganskoye u židovskoj autonomnoj oblasti, Rogachevo-Taininskaja oblast i Severo -Taininskoye » polje na Novoj Zemlji.

minerali mangana

piroluzit MnO 2 xH 2 O, najčešći mineral (sadrži 63,2% mangana);
manganit (smeđa ruda mangana) MnO(OH) (62,5% mangana);
smeđi 3Mn 2 O 3 MnSiO3 (69,5% mangana);
hausmanit (MnIIMn2III)O 4 ;
rodokrozit (manganov spar, malina spar) MnCO 3 (47,8% mangana);
psilomelan mMnO MnO 2 nH 2 O (45-60% mangana);
purpurit Mn 3+, (36,65% mangana).

Priznanica

Aluminotermna metoda, redukcijski oksid Mn 2 O 3 nastao tijekom kalcinacije piroluzita.
Oporaba ruda mangan oksida koje sadrže željezo s koksom. Feromangan (~80% Mn) se obično dobiva na ovaj način u metalurgiji.
Čisti metalni mangan se proizvodi elektrolizom.

Fizička svojstva

Neka svojstva prikazana su u tablici. Ostala svojstva mangana:

Rad izlaza elektrona: 4,1 eV
Koeficijent linearnog toplinskog širenja: 0,000022 cm/cm/°C (na 0°C)
Električna vodljivost: 0,00695 106 ohm -1 cm -1
Toplinska vodljivost: 0,0782 W/cm K
Entalpija atomizacije: 280,3 kJ/mol na 25°C
Entalpija taljenja: 14,64 kJ/mol
Entalpija isparavanja: 219,7 kJ/mol
Tvrdoća

Brinellova ljestvica: MN/m²
Mohsova ljestvica: 4

Tlak pare: 121 Pa na 1244 °C
Molarni volumen: 7,35 cm³/mol

Kemijska svojstva

Tipična oksidacijska stanja mangana: 0, +2, +3, +4, +6, +7 (oksidacijska stanja +1, +5 nisu karakteristična). Kada oksidira na zraku, pasivizira se. Mangan u prahu gori u kisiku.
Mangan, kada se zagrijava, razgrađuje vodu, istiskujući vodik. U tom slučaju nastali sloj manganovog hidroksida usporava reakciju. Mangan apsorbira vodik, s porastom temperature povećava se njegova topljivost u manganu. Na temperaturama iznad 1200 °C stupa u interakciju s dušikom, stvarajući nitride različitog sastava.
Ugljik reagira s rastaljenim manganom stvarajući Mn 3 C karbide i druge. Također stvara silicide, boride, fosfide. Mangan je stabilan u alkalnoj otopini.
Mangan gradi sljedeće okside: MnO, Mn 2 O 3 , MnO 2 , MnO 3 (nije izoliran u slobodnom stanju) i anhidrid mangana Mn 2 O 7 .
Mn 2 O 7 u normalnim uvjetima, tekuća uljasta tvar tamnozelene boje, vrlo nestabilna; u smjesi s koncentriranom sumpornom kiselinom pali organske tvari. Na 90 °C Mn2O7 se raspada uz eksploziju. Najstabilniji oksidi su Mn 2 O 3 i MnO 2 , kao i kombinirani oksid Mn 3 O 4 (2MnO·MnO 2 , ili Mn 2 MnO 4 sol). Kada se manganov (IV) oksid (piroluzit) stopi s alkalijama u prisutnosti kisika, nastaju manganati. Otopina manganata ima tamnozelenu boju. Otopina postaje grimiznocrvena zbog pojave MnO 4 − aniona, a iz nje se taloži smeđi talog mangan (IV) oksid-hidroksida.
Permanganska kiselina je vrlo jaka, ali nestabilna, ne može se koncentrirati na više od 20%. Sama kiselina i njezine soli (permanganati) jaki su oksidansi. Na primjer, kalijev permanganat, ovisno o pH otopine, oksidira različite tvari, reducirajući se do spojeva mangana različitih oksidacijskih stanja. U kiselom okruženju - do spojeva mangana (II), u neutralnom - do spojeva mangana (IV), u jako alkalnom okruženju - do spojeva mangana (VI).
Kada se kalciniraju, permanganati se razgrađuju uz oslobađanje kisika (jedna od laboratorijskih metoda za dobivanje čistog kisika). Pod djelovanjem jakih oksidansa ion Mn 2+ prelazi u ion MnO 4 -. Ova se reakcija koristi za kvalitativno određivanje Mn 2+ (vidi odjeljak "Određivanje metodama kemijske analize").
Pri alkalizaciji otopina Mn (II) soli iz njih se taloži talog mangan (II) hidroksida koji na zraku brzo posmeđi kao posljedica oksidacije. Za detaljan opis reakcije pogledajte odjeljak "Određivanje metodama kemijske analize".
Soli MnCl 3 , Mn 2 (SO 4 ) 3 su nestabilne. Hidroksidi Mn (OH) 2 i Mn (OH) 3 su bazični, MnO (OH) 2 - amfoterni. Manganov (IV) klorid MnCl 4 vrlo je nestabilan, zagrijavanjem se raspada, čime se dobiva klor. Nulto oksidacijsko stanje mangana očituje se u spojevima s σ-donorskim i π-akceptorskim ligandima. Dakle, za mangan je poznat karbonil sastava Mn 2 (CO) 10.
Poznati su i drugi spojevi mangana sa σ-donorskim i π-akceptorskim ligandima (PF 3 , NO, N 2 , P(C 5 H 5) 3).

Primjena u industriji

Primjena u metalurgiji

Mangan u obliku feromangana služi za "deoksidaciju" čelika tijekom njegovog taljenja, odnosno za uklanjanje kisika iz njega. Osim toga, veže sumpor, što također poboljšava svojstva čelika. Uvođenje do 12-13% Mn u čelik (tzv. Hadfieldov čelik), ponekad u kombinaciji s drugim legirajućim metalima, snažno ojačava čelik, čini ga tvrdim i otpornim na habanje i udarce (taj je čelik oštro kaljen i postaje tvrđi pri udaru). Takav se čelik koristi za izradu kugličnih mlinova, strojeva za zemljane radove i drobljenje kamena, oklopnih elemenata itd. U "zrcalni lijev" unosi se do 20% Mn. U 1920-40-ima, korištenje mangana omogućilo je taljenje oklopnog čelika. Početkom 1950-ih u časopisu Stal pojavila se rasprava o mogućnosti smanjenja sadržaja mangana u lijevanom željezu, a time i odbijanju podržavanja određenog sadržaja mangana u procesu taljenja na otvorenom, u kojem je, zajedno s V.I. Yavoisky i V. I. Baptizmanski prisustvovao je E. I. Zarvin, koji je na temelju proizvodnih eksperimenata pokazao nesvrsishodnost postojeće tehnologije. Kasnije je pokazao mogućnost vođenja procesa otvorenog ognjišta na niskomanganskom lijevanom željezu. Pokretanjem ZSMK započeo je razvoj pretvorbe niskomanganskog lijeva u konvertorima. Legura od 83% Cu, 13% Mn i 4% Ni (manganin) ima veliki električni otpor koji se malo mijenja s temperaturom. Stoga se koristi za izradu reostata itd. Mangan se uvodi u broncu i mjed.

Primjena u kemiji

Značajna količina mangan dioksida troši se u proizvodnji mangan-cink galvanskih ćelija, MnO 2 se koristi u takvim ćelijama kao oksidacijsko sredstvo-depolarizator. Spojevi mangana također se široko koriste u finoj organskoj sintezi (MnO 2 i KMnO 4 kao oksidansi) i industrijskoj organskoj sintezi (komponente katalizatora oksidacije ugljikovodika, na primjer, u proizvodnji tereftalne kiseline oksidacijom p-ksilena, oksidacijom parafini u više masne kiseline) . Manganov arsenid ima ogroman magnetokalorični učinak koji se povećava pod pritiskom. Manganov telurid je obećavajući termoelektrični materijal (termoelektrična snaga s 500 μV/K).

Biološka uloga i sadržaj u živim organizmima

Mangan se nalazi u organizmima svih biljaka i životinja, iako je njegov sadržaj obično vrlo nizak, reda veličine tisućinki postotka, ima značajan utjecaj na vitalnu aktivnost, odnosno element je u tragovima. Mangan utječe na rast, stvaranje krvi i funkciju spolnih žlijezda. Listovi cikle posebno su bogati manganom - do 0,03%, a velike količine nalaze se u organizmima crvenih mrava - do 0,05%. Neke bakterije sadrže i do nekoliko postotaka mangana. Prekomjerno nakupljanje mangana u tijelu utječe, prije svega, na rad središnjeg živčanog sustava. To se očituje u umoru, pospanosti, pogoršanju funkcija pamćenja. Mangan je politropni otrov koji također utječe na pluća, kardiovaskularni i hepatobilijarni sustav, uzrokuje alergijski i mutageni učinak.

Toksičnost

Toksična doza za ljude je 40 mg mangana dnevno. Smrtonosna doza za ljude nije utvrđena. Kada se uzima oralno, mangan je jedan od najmanje toksičnih elemenata u tragovima. Glavni znakovi trovanja manganom kod životinja su inhibicija rasta, smanjeni apetit, poremećen metabolizam željeza i promijenjena funkcija mozga. Nema izvješća o slučajevima trovanja manganom kod ljudi uzrokovanih gutanjem hrane s visokim udjelom mangana. U osnovi, trovanje ljudi se opaža u slučajevima kroničnog udisanja velikih količina mangana na radu. Manifestira se u obliku teških mentalnih poremećaja, uključujući hiperiritabilnost, hipermotilitet i halucinacije - "mangansko ludilo". U budućnosti se razvijaju promjene u ekstrapiramidnom sustavu, slične Parkinsonovoj bolesti. Obično je potrebno nekoliko godina da se razvije klinička slika kroničnog trovanja manganom. Karakterizira ga prilično sporo povećanje patoloških promjena u tijelu uzrokovanih povećanim sadržajem mangana u okolišu (osobito širenje endemske gušavosti, koja nije povezana s nedostatkom joda).

Polje

Usinsk nalazište mangana