Formula mangana je strukturna kemikalija. Mangan: glavne karakteristike, proizvodnja i upotreba tvari

DEFINICIJA

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

Mangan pripada prilično čestim elementima, čineći 0,1% (mas.) Zemljine kore. Od spojeva koji sadrže mangan, najčešći mineral je piroluzit, a to je mangan dioksid MnO 2 . Od velike važnosti su i minerali hausmanit Mn 3 O 4 i braunit Mn 2 O 3.

U obliku jednostavne tvari, mangan je srebrnobijeli (slika 1) tvrdi krhki metal. Gustoća mu je 7,44 g / cm 3, talište 1245 o C.

Riža. 1. Mangan. Izgled.

Atomska i molekularna težina mangana

Relativna molekularna 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 poklapaju. 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 rasponu. Ispod 707 o C, α-mangan je stabilan, složene strukture - njegova jedinična ćelija sadrži 58 atoma. Složenost strukture mangana na temperaturama ispod 707 o S uzrokuje njegovu krhkost.

Izotopi mangana

Poznato je da se mangan može pojaviti u prirodi 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 brojem od 44 do 69, kao i sedam izomernih stanja jezgri. Najdugovječniji izotop među navedenima je 53 Mn s poluživotom od 3,74 milijuna godina.

ioni mangana

Na vanjskoj energetskoj razini atoma mangana nalazi se sedam valentnih elektrona:

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

Kao rezultat kemijske interakcije, mangan odustaje od svojih valentnih elektrona, t.j. je njihov donor i pretvara se u pozitivno nabijeni 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 jednoatomskih 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 mangan (III) oksida silicijem. Tehnički oksid mase 20 g (maseni udio nečistoća jednak je 5,2%) reduciran je u metal. Izračunajte masu dobivenog mangana.

Odluka

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

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

Izračunajte masu mangan (III) oksida bez nečistoća:

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

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

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

m čisti (Mn 2 O 3) = 20 × 0,984 = 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) \u003d 3/2 × 0,12 = 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 potrebnu za oksidaciju 7,9 g kalijevog sulfita u neutralnom mediju.

Odluka

Zapisujemo 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 (K 2 SO 3) \u003d m (K 2 SO 3) / M (K 2 SO 3);

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 grupa

Koshmanov V.V.

Provjerio: Kharchenko N.T.

Veliki Luki 1998

Referenca za povijest. 3

rasprostranjenost u prirodi. 3

Fizička i kemijska svojstva. 3

Spojevi dvovalentnog mangana. 4

Spojevi četverovalentnog mangana. 4

Spojevi heksavalentnog mangana. 5

Spojevi sedmerovalentnog mangana. 5

Priznanica. 6

Upotreba mangana i njegovih spojeva. 6

Književnost. 7

Referenca za povijest.

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

rasprostranjenost u prirodi.

Prosječni sadržaj mangana u zemljinoj kori iznosi 0,1%, u većini magmatskih stijena 0,06-0,2% mase, gdje je u disperziranom stanju u obliku Mn2+ (analogno Fe2+). Na površini zemlje Mn2+ lako oksidiraju, ovdje su poznati i minerali Mn3+ i Mn4+. U biosferi mangan snažno migrira u redukcijskim uvjetima i neaktivan je u oksidacijskim uvjetima. Mangan je najpokretniji u kiselim vodama tundre i šumskih krajolika, gdje se nalazi u obliku Mn2+ . Sadržaj mangana ovdje je često povišen, a kultivirane biljke na mjestima pate od viška mangana; u tlima, jezerima, močvarama, natjecanjima željeza i mangana nastaju jezerske i močvarne rude. U suhim stepama i pustinjama, u alkalnom oksidirajućem okolišu, mangan je neaktivan. Organizmi su siromašni manganom, kultivirane biljke često trebaju manganova mikro-gnojiva. Riječne vode su siromašne manganom (10 -6 -10 -5 g/l), ali je ukupno uklanjanje ovog elementa ogromno, a većina se taloži u obalnom pojasu.

Fizička i kemijska svojstva.

U svom čistom obliku, mangan se dobiva ili elektrolizom otopine mangan sulfata ( II) , ili oporavak od oksida silicija u električnim štednjacima. Elementarni mangan je srebrno-bijeli tvrdi, ali krhki metal. Njegova krhkost se objašnjava činjenicom da pri normalnim temperaturama po jediničnoj stanici Mn uključuje 58 atoma u složenoj ažurnoj strukturi koja nije među zbijenim. 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 Mangan hidroksid se može dobiti u obliku bijelog taloga obradom otopina dvovalentnih manganovih soli s lužinom: MnSO4 +2NaOH Mn(OH)2 +NaSO4

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

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

Mangan hidroksid pokazuje samo bazična svojstva i ne reagira s lužinama, a pri interakciji s kiselinama daje odgovarajuće soli.

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

Manganov oksid se može dobiti razgradnjom mangan 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. Od valencije IV je srednji, veze Mn (VI) nastaju kao pri oksidaciji dvovalentnog mangana. Mn(NO 3) 2 MnO 2 +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, istovremeno obnavljajući preostale atome istog elementa:

Mn 6+ +2e=Mn 4+ 1

Mn 6+ -e=Mn 7+ 2

Zauzvrat Mn O 2 može oksidirati halogenide i halogene vodike, na primjer HCl :

MnO 2 +4HCl MnCl2 +Cl2 +2H2O

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

Spojevi heksavalentnog mangana.

Kada se stopi MNO 2 s lužinama u prisutnosti kisika, zraka ili oksidacijskih sredstava dobivaju se šestovalentne soli mangan zvani 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 s metalnim kationom dovodi do stabilnosti manganata, ali je očuvana njihova sposobnost podvrgavanja oksidacijsko-redukcijskim procesima. Otopine manganata obojene su zelenom bojom. Kada se zakiseli, nastaje permanganska kiselina, koja se razgrađuje u spojeve mangan četverovalentni i sedmerovalentni.

Jaki oksidanti pretvaraju heksavalentni mangan u sedmovalentni mangan.

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

Spojevi sedmerovalentnog mangana.

U sedmerovalentnom stanju mangan pokazuje samo oksidirajuća svojstva. Kalijev permanganat se široko koristi među oksidacijskim sredstvima koja se koriste u laboratorijskoj praksi i industriji. KMnO 2 , u svakodnevnom životu naziva kalijev permanganat. Kalijev permanganat je crno-ljubičasti kristal. Vodene otopine su ljubičaste boje, karakteristične za ion MnO4- .

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

2Mn (BR 3 ) 2 +PbO 2 +6HNO 3 2HMnO 4 +5Pb(BR 3 ) 2 + 2H 2 O

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

Povijest otkrića mangana

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

Od riječi "magnezija" dobili su nazive mangan i magnezij. Podrijetlo naziva dvaju kemijskih elemenata iz iste riječi objašnjava se činjenicom da je dugo vremena piroluzit bio suprotstavljen bijeloj magneziju i nazivao se crnom magnezijem. Nakon dobivanja metala u čistom obliku, mangan je preimenovan. Ime se temeljilo na grčkoj riječi "mangan", što je značilo pročišćavanje (nagovještaj njegove upotrebe u antici kao "čistač" stakla). Neki istraživači vjeruju da naziv elementa dolazi od latinske riječi "magnes" - magnet, budući da se piroluzit, iz kojeg se vadi 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, ni mangan, ni molibden, ni volfram Scheele nije izolirao u svom čistom obliku; samo je istaknuo da minerali koje je proučavao sadrže te nove elemente. Element br. 25 otkriven je u mineralu piroluzit MnO 2 · H 2 O, poznatom Pliniju Starijem. Plinije ga je smatrao nekom vrstom magnetskog željeznog kamena, iako piroluzit ne privlači magnet. Plinije je objasnio ovu kontradikciju.

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

Kada je Scheele 1774. 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 drvenim ugljenom. Dobivene su metalne kuglice, tri puta manje težine od rudnih kuglica. Bio je to mangan. Novi metal je najprije nazvan "magnezija", ali budući da je bijela magnezijeva, magnezijev oksid, već tada bila poznata, metal je preimenovan u "magnezij"; ovaj naziv usvojila je Francuska komisija za nomenklaturu 1787. Ali 1808. Humphry Davy je otkrio magnezij i također ga nazvao "magnezij"; tada se, kako bi se izbjegla zabuna, mangan počeo zvati “mangan. »

U Rusiji se piroluzit dugo zvao mangan, sve dok 1807. godine A.I. Scherer nije predložio da se metal dobiven od piroluzitnog mangana nazove, a sam se mineral 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 okolišu. Mangan je najpokretniji u kiselim vodama tundre i šumskih krajolika, gdje se nalazi u obliku Mn 2+. Ovdje je često povećan sadržaj mangana, a kultivirane biljke mjestimično pate od viška mangana. Težina mangana raste od kiselih (600 g/t) do bazičnih stijena (2,2 kg/t). Prati željezo u mnogim svojim rudama, ali postoje i samostalna ležišta mangana. U ležištu Chiatura (regija Kutaisi) koncentrirano je do 40% ruda mangana. Mangan rasut u stijenama ispire se vodom i odnosi u Svjetski ocean. Istodobno, njegov sadržaj u morskoj vodi je neznatan (10 -7 -10 -6%), a u dubokim mjestima oceana njegova koncentracija raste na 0,3% zbog oksidacije kisikom otopljenim u vodi s stvaranjem vode- netopivi manganov oksid, koji u hidratiziranom obliku (MnO 2 x H 2 O) i ponire u niže slojeve oceana, stvarajući na dnu takozvane željezno-manganske nodule u kojima količina mangana može doseći 45% (sadrže i nečistoće bakra, nikla, kobalta). Takvi konkrementi mogu u budućnosti postati izvor mangana za industriju.

Ovaj metal je raspoređen otprilike isto kao i sumpor ili fosfor. Bogata nalazišta manganovih ruda nalaze se u Indiji, Brazilu, Zapadnoj i Južnoj Africi.

U Rusiji je to izrazito oskudna sirovina, poznata su sljedeća ležišta: Usinskoye u regiji Kemerovo, Polunochnoye u regiji Sverdlovsk, Porozhinskoye u Krasnojarskom teritoriju, Yuzhno-Kinganskoye u Židovskoj autonomnoj oblasti, Rogačevo-Taininskaya 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. Kao i njegovi susjedi u periodnom sustavu - krom i željezo, mangan reagira s ugljikom i uvijek sadrži primjesu karbida. To znači da se čisti mangan ne može dobiti korištenjem ugljika. Sada se za dobivanje metalnog mangana koriste tri metode: silikotermna (redukcija silicijem), aluminotermna (redukcija aluminijem) i elektrolitička.

Najširu rasprostranjenost našla je aluminotermna metoda, razvijena krajem 19. stoljeća. U ovom slučaju, bolje je koristiti ne piroluzit, već manganov oksid Mn 3 O 4 kao sirovinu za mangan. Piroluzit reagira s aluminijem uz oslobađanje tako velike količine topline da reakcija lako može postati nekontrolirana. Stoga se prije obnove piroluzita ispaljuje, a već dobiveni oksid pomiješa se s aluminijskim prahom i zapali u posebnoj posudi. Reakcija 3Mn 3 O 4 + 8Al → 9Mn + 4Al 2 O 3 počinje - prilično brzo i ne zahtijeva dodatne troškove energije. Rezultirajuća talina se ohladi, krhka troska se otkine, a ingot mangana se drobi i šalje na daljnju obradu.

Međutim, aluminotermna metoda, kao i silikotermna metoda, ne proizvodi mangan visoke čistoće. Moguće je pročišćavanje aluminotermnog mangana sublimacijom, ali ova metoda je neučinkovita i skupa. Stoga su metalurzi dugo tražili nove načine za dobivanje čistog metalnog mangana i, naravno, prvenstveno se nadali elektrolitičkom rafiniranju. Ali za razliku od bakra, nikla i drugih metala, mangan taložen na elektrodama nije bio čist: bio je kontaminiran nečistoćama oksida. Štoviše, rezultat je bio porozan, krhak, neprikladan metal za obradu.

Mnogi poznati znanstvenici pokušavali su pronaći optimalan način elektrolize spojeva mangana, ali bezuspješno. Taj je problem također 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 je osnova za industrijsku proizvodnju metalnog mangana.

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

Fizička svojstva mangana

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

Atomski radijus mangana je 1,30 Å. ionski radijusi (u Å): Mn 2+ 0,91, Mn 4+ 0,52; Mn7+ 0,46. Ostala fizikalna svojstva α-Mn: specifična toplina (na 25°C) 0,478 kJ/(kg K) [t. e. 0,114 kcal/(g °C)]; temperaturni koeficijent linearne ekspanzije (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 paramagnetičan.

Kemijska svojstva mangana

Mangan je prilično aktivan, kada se zagrijava, snažno stupa u interakciju s nemetalima - kisikom (nastaje mješavina 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 (klorovodične, razrijeđene sumporne), stvarajući soli dvovalentnog mangana. Kada se zagrije u vakuumu, mangan lako isparava čak i iz legura.

Kada se 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 mangan hidroksid usporava reakciju.

Mangan apsorbira vodik, s povećanjem 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 da nastane 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 tvori 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, tamnozelena tekućina uljasta tvar, vrlo nestabilna; u smjesi s koncentriranom sumpornom kiselinom zapaljuje organske tvari. Na 90 °C Mn 2 O 7 se raspada eksplozijom. Najstabilniji oksidi su Mn 2 O 3 i MnO 2 , kao i kombinirani oksid Mn 3 O 4 (2MnO·MnO 2 ili sol Mn 2 MnO 4).

Kada se mangan (IV) oksid (piroluzit) spoji s lužinama 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 nastavlja:

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 mangan hidroksida (IV).

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

Kada se kalciniraju, permanganati se razgrađuju s oslobađanjem 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 oksidacijskih sredstava 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+

Prilikom alkalizacije otopina soli Mn (II) iz njih se taloži talog mangan (II) hidroksida, koji na zraku uslijed oksidacije brzo posmeđi.

Upotreba mangana u industriji

Mangan se nalazi u svim vrstama čelika i lijevanog željeza. Sposobnost mangana da proizvodi legure s većinom poznatih metala koristi se za dobivanje ne samo različitih vrsta manganskog čelika, već i velikog broja obojenih legura (manganina). Od njih su posebno značajne legure mangana s bakrom (manganova bronca). On se, kao i čelik, može očvrsnuti 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. Važnom se smatra i sposobnost mangana da pojača djelovanje inzulina i održi određenu razinu kolesterola u krvi. U prisutnosti mangana tijelo potpunije koristi masti. Žitarice (prvenstveno 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 manganove rude u Rusiji

Marganetsky GOK - 29%

Nalazište manganovih ruda otkriveno je 1883. godine. Rudnik Pokrovski je 1985. godine počeo iskopavati rudu na temelju ovog ležišta. S razvojem rudnika i pojavom novih kamenoloma i rudnika formiran je Marganetsky GOK.
Proizvodna struktura pogona uključuje: dva površinska kopa za rudu mangana, pet rudnika za podzemnu eksploataciju, tri prerađivačka pogona, kao i potrebne pomoćne trgovine i usluge, uklj. popravak i mehanizacija, transport itd.

Ordzhonikidzevsky GOK - 71%

Glavna vrsta proizvedenih proizvoda je koncentrat mangana različitih razreda sa sadržajem čistog mangana od 26% do 43% (ovisno o vrsti). Nusproizvodi - ekspandirana glina i mulj.

Vađenje manganove rude obavlja poduzeće na rudnim poljima koja su mu dodijeljena. Zalihe rude trajat će više od 30 godina. Zalihe manganove rude u Ukrajini ukupno za Ordžonikidzevsky i postrojenja za rudarenje i preradu 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 srebrno-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 osnovnoj stanici sadrži 58 atoma.

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

Mn+O2=MnO2

Ako je metal izložen povišenoj temperaturi, t.j. zagrijano, tada će se razgraditi u vodu istiskivanjem vodika:

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

Valja napomenuti da mangan hidroksid, čiji sloj nastaje kao rezultat reakcije, usporava proces reakcije.

Vodik apsorbira metal. Što se temperatura više diže, to je veća njegova topljivost u manganu. Ako je temperatura prekoračena za 12000C, tada mangan reagira s dušikom, zbog čega 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, anhidrid mangana je tekuća uljasta tvar tamnozelene boje, koja nema veliku stabilnost. Ako se temperatura povisi na 90 0 C, tada je raspadanje anhidrida popraćeno eksplozijom. Među oksidima koji pokazuju najveću stabilnost izdvajaju se Mn 2 O 3 i MnO 2, kao i kombinirani oksid Mn 3 O 4 (2MnO·MnO 2, odnosno 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

Otopinu manganata karakterizira tamnozelena boja. Ako se zakiseli, tada se reakcija nastavlja nijansiranjem otopine u grimiznu boju. To je zbog stvaranja aniona MnO 4 − iz kojeg se taloži precipitat manganov oksid-hidroksid koji ima smeđu boju.

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

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

Primjena mangana

Ovaj metal nije deficitaran - pripada uobičajenim elementima: njegov sadržaj u zemljinoj kori iznosi 0,03% ukupnog broja atoma. On pripada trećem mjestu ljestvice 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 naći 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 i 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 nezamjenjiv element u metalurgiji. Upravo se mangan koristi za uklanjanje sumpora i kisika iz čelika tijekom njegove proizvodnje. Ovaj proces zahtijeva velike količine metala. Ali vrijedi reći da se u taljevinu ne dodaje čisti mangan, već njegova legura sa željezom, nazvana feromangan. Dobiva se u procesu redukcijske reakcije piroluzita s ugljenom. Mangan također djeluje kao legirajući element za čelike. Zahvaljujući dodatku mangana čelicima, njihova otpornost na habanje značajno se povećava, a oni 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 raspadanja anorganskih soli. U ovom slučaju, manganov dioksid djeluje kao katalizator.

Keramička industrija također ne prolazi bez upotrebe mangana, gdje se MnO 2 koristi kao crna i tamno smeđa boja za emajle i glazure. Manganov oksid je visoko raspršen. Ima dobar adsorbirajući kapacitet, 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 pod visokim pritiskom. Mangan telurid djeluje kao obećavajući termoelektrični materijal.

U medicini je također prikladno koristiti mangan, odnosno njegove soli. Dakle, vodena otopina kalijevog permanganata koristi se kao antiseptik, a također se mogu oprati rane, ispirati grlo, podmazati čireve i opekline. Kod nekih trovanja 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. Dakle, najveća dopuštena koncentracija mangana u zraku iznosi 0,3 mg/m 3 . U slučaju izraženog trovanja nekom tvari, 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:

aluminotermni. Mangan se dobiva iz njegovog oksida Mn 2 O 3 redukcijskom reakcijom. Oksid, pak, nastaje tijekom kalcinacije piroluzita:

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

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

obnavljajuće. Mangan se dobiva redukcijom metala koksom iz manganovih ruda, što rezultira stvaranjem feromangana (legura mangana i željeza). Ova metoda je najčešća, budući da se najveći dio ukupne proizvodnje metala koristi tijekom proizvodnje različitih legura, čija je glavna komponenta željezo, u vezi s tim, mangan se iz ruda ne ekstrahira u čistom obliku, već u legura s njim;
elektroliza. Metal u svom čistom obliku dobiva se ovom metodom iz njegovih soli.

Istina, empirijska ili gruba 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. Označen je simbolom Mn (lat. Manganum, manganum, u ruskim formulama se čita kao mangan, na primjer, KMnO 4 - kalij mangan o četiri). Jednostavna tvar mangan (CAS broj: 7439-96-5) je srebrno-bijeli metal. Uz željezo i njegove legure spada u crne metale. Poznato je pet alotropskih modifikacija mangana - četiri s kubičnom i jedna s tetragonalnom kristalnom rešetkom.

Povijest otkrića

Jedan od glavnih minerala mangana - piroluzit - bio je poznat u antici kao crni magnezij i korišten je u topljenju stakla za njegovo bistrenje. Smatrala se nekom vrstom magnetske željezne rude, a činjenicu da je ne privlači magnet, Plinije Stariji je objasnio ženskim spolom crne magnezije, na koju je magnet “indiferentan”. 1774. švedski kemičar K. Scheele pokazao je da ruda sadrži nepoznati metal. Uzorke rude poslao je svom prijatelju, kemičaru Yu. Ganu, koji je zagrijavanjem piroluzita s ugljenom u peći dobio metalni mangan. Početkom 19. stoljeća za njega je usvojen naziv "manganum" (od njemačkog Manganerz - manganova ruda).

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). Težina mangana raste od kiselih (600 g/t) do bazičnih stijena (2,2 kg/t). Prati željezo u mnogim svojim rudama, ali postoje i samostalna 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 neznatan (10−7-10−6%), a na dubokim mjestima 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) ponire u niže slojeve oceana, stvarajući takozvane željezo-manganske čvorove na dnu, u kojima količina mangana može doseći 45% (sadrže i nečistoće bakra, nikla, kobalta). Takvi konkrementi mogu u budućnosti postati izvor mangana za industriju.
U Rusiji je to izrazito oskudna sirovina, poznata su sljedeća ležišta: Usinskoye u regiji Kemerovo, Polunochnoye u regiji Sverdlovsk, Porozhinskoye u Krasnojarskom teritoriju, Yuzhno-Kinganskoye u Židovskoj autonomnoj oblasti, Rogačevo-Taininskaya oblast i Severo -Taininskoye »polje na Novoj Zemlji.

minerali mangana

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

Priznanica

Aluminotermna metoda, reducira oksid Mn 2 O 3 koji nastaje tijekom kalcinacije piroluzita.
Dobivanje ruda mangan oksida koje sadrže željezo koksom. U metalurgiji se na ovaj način obično dobiva feromangan (~80% Mn).
Čisti metalni mangan se proizvodi elektrolizom.

Fizička svojstva

Neka svojstva prikazana su u tablici. Ostala svojstva mangana:

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

Brinellova skala: MN/m²
Mohsova ljestvica: 4

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

Kemijska svojstva

Tipična oksidacijska stanja mangana: 0, +2, +3, +4, +6, +7 (oksidacijska stanja +1, +5 su nekarakteristična). Kada se 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 povećanjem 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 da nastane Mn 3 C karbide i druge. Također stvara silicide, boride, fosfide. Mangan je stabilan u alkalnoj otopini.
Mangan tvori 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 zapaljuje organske tvari. Na 90 °C Mn2O7 se raspada eksplozijom. Najstabilniji oksidi su Mn 2 O 3 i MnO 2 , kao i kombinirani oksid Mn 3 O 4 (2MnO·MnO 2 ili sol Mn 2 MnO 4). Kada se mangan (IV) oksid (piroluzit) spoji s lužinama u prisutnosti kisika, nastaju manganati. Otopina manganata ima tamnozelenu boju. Otopina postaje grimizna 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 njene soli (permanganati) su jaki oksidanti. Na primjer, kalijev permanganat, ovisno o pH otopine, oksidira različite tvari, reducira se u manganove spojeve različitih oksidacijskih stanja. U kiselom okruženju - na spojeve mangana (II), u neutralnom - na spojeve mangana (IV), u jako alkalnom okruženju - na spojeve mangana (VI).
Kada se kalciniraju, permanganati se razgrađuju s oslobađanjem kisika (jedna od laboratorijskih metoda za dobivanje čistog kisika). Pod djelovanjem jakih oksidacijskih sredstava ion Mn 2+ prelazi u ion MnO 4 -. Ova reakcija se koristi za kvalitativno određivanje Mn 2+ (vidi odjeljak "Određivanje metodama kemijske analize").
Kad se otopine soli Mn (II) alkaliziraju, iz njih se taloži talog mangan (II) hidroksida, koji na zraku uslijed oksidacije brzo posmeđi. Za detaljan opis reakcije, vidi 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. Mangan (IV) klorid MnCl 4 je vrlo nestabilan, razgrađuje se zagrijavanjem koji se koristi za dobivanje klora. Nulto oksidacijsko stanje mangana očituje se u spojevima s ligandima σ-donora i π-akceptora. Dakle, za mangan je poznat karbonil sastava Mn 2 (CO) 10.
Poznati su i drugi spojevi mangana s ligandima σ-donora i π-akceptora (PF 3 , NO, N 2 , P(C 5 H 5) 3).

Primjena u industriji

Primjena u metalurgiji

Mangan u obliku feromangana koristi se 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. Hadfield Steel), ponekad u kombinaciji s drugim legirajućim metalima, snažno ojačava čelik, čini ga tvrdim i otpornim na habanje i udarce (ovaj čelik je oštro kaljen i postaje teže na udar). Takav se čelik koristi za izradu kugličnih mlinova, strojeva za zemljane radove i drobljenje kamena, oklopnih elemenata itd. U "zrcalno lijevano željezo" unosi se do 20% Mn. Tijekom 1920-ih-40-ih, korištenje mangana omogućilo je topljenje oklopnog čelika. Početkom 1950-ih u časopisu Stal pokrenula se rasprava o mogućnosti smanjenja sadržaja mangana u lijevanom željezu, a time i odbijanja podržavanja određenog sadržaja mangana u procesu taljenja na otvorenom, u kojem je, zajedno s V.I. Yavoiskyju i V.I. Baptizmanskom prisustvovao je E.I. Zarvin, koji je na temelju proizvodnih eksperimenata pokazao nesvrsishodnost postojeće tehnologije. Kasnije je pokazao mogućnost provođenja otvorenog procesa na lijevanom željezu s malo mangana. Pokretanjem ZSMK-a započeo je razvoj pretvorbe niskomanganskog lijevanog željeza u konverterima. Legura od 83% Cu, 13% Mn i 4% Ni (manganina) ima visok 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 se troši u proizvodnji mangan-cink galvanskih ćelija, MnO 2 se u takvim stanicama koristi kao oksidacijsko sredstvo-depolarizator. Spojevi mangana također se široko koriste u finoj organskoj sintezi (MnO 2 i KMnO 4 kao oksidanti) i industrijskoj organskoj sintezi (komponente katalizatora oksidacije ugljikovodika, na primjer, u proizvodnji tereftalne kiseline oksidacijom p-ksilena, oksidacijom parafina do viših masnih kiselina) . Mangan arsenid ima gigantski magnetnokalorični učinak koji se povećava pod pritiskom. Mangan 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 gonada. 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 memorijskih funkcija. Mangan je politropni otrov koji utječe i na pluća, kardiovaskularni i hepatobilijarni sustav, izaziva 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 u životinja su inhibicija rasta, gubitak apetita, poremećeni metabolizam željeza i promijenjena funkcija mozga. Nema izvještaja o trovanju manganom u ljudi uzrokovano jedenjem hrane bogate manganom. U osnovi, trovanje ljudi se opaža u slučajevima kroničnog udisanja velikih količina mangana na radu. Očituje se u obliku teških psihičkih poremećaja, uključujući hiperrazdražljivost, hipermotilitet i halucinacije – „manganovo ludilo“. U budućnosti se razvijaju promjene u ekstrapiramidnom sustavu, slično kao kod Parkinsonove bolesti. Obično je potrebno nekoliko godina da se razvije klinička slika kroničnog trovanja manganom. Karakterizira ga prilično spor porast patoloških promjena u tijelu uzrokovanih povećanim sadržajem mangana u okolišu (osobito širenjem endemske gušavosti, koja nije povezana s nedostatkom joda).

Polje

Usinsko nalazište mangana