สูตรของแมงกานีสเป็นสารเคมีที่มีโครงสร้าง แมงกานีส: ลักษณะสำคัญ การผลิตและการใช้สาร

คำนิยาม

แมงกานีสเป็นองค์ประกอบที่ยี่สิบห้าของตารางธาตุ การกำหนด - Mn จากภาษาละติน "manganum" ตั้งอยู่ในช่วงที่สี่ กลุ่ม VIB หมายถึงโลหะ ค่าใช้จ่ายหลักคือ 25

แมงกานีสเป็นองค์ประกอบที่ค่อนข้างธรรมดา คิดเป็น 0.1% (มวล) ของเปลือกโลก สารประกอบที่มีแมงกานีส แร่ที่พบมากที่สุดคือ pyrolusite ซึ่งเป็นแมงกานีสไดออกไซด์ MnO 2 . แร่ธาตุ hausmanite Mn 3 O 4 และ brownite Mn 2 O 3 ก็มีความสำคัญเช่นกัน

แมงกานีสเป็นโลหะสีขาวเงิน (รูปที่ 1) ในรูปของสารอย่างง่าย (รูปที่ 1) แข็งเปราะ ความหนาแน่นของมันคือ 7.44 g / cm 3 จุดหลอมเหลว 1245 o C

ข้าว. 1. แมงกานีส รูปร่าง.

น้ำหนักอะตอมและโมเลกุลของแมงกานีส

น้ำหนักโมเลกุลสัมพัทธ์ของสาร(M r) เป็นตัวเลขที่แสดงว่ามวลของโมเลกุลที่กำหนดนั้นมากกว่า 1/12 ของมวลอะตอมของคาร์บอนเป็นจำนวนเท่าใด และ มวลอะตอมสัมพัทธ์ของธาตุ(A r) - มวลเฉลี่ยของอะตอมขององค์ประกอบทางเคมีมากกว่า 1/12 ของมวลอะตอมของคาร์บอน

เนื่องจากแมงกานีสในสถานะอิสระมีอยู่ในรูปของโมเลกุล monatomic Mn ค่าของมวลอะตอมและโมเลกุลจึงตรงกัน มีค่าเท่ากับ 54.9380

Allotropy และการดัดแปลง allotropic ของแมงกานีส

เป็นที่ทราบกันว่ามีการดัดแปลงผลึกของแมงกานีสสี่ตัว ซึ่งแต่ละส่วนมีความเสถียรทางอุณหพลศาสตร์ในช่วงอุณหภูมิที่แน่นอน ต่ำกว่า 707 o C α-แมงกานีสมีความเสถียรมีโครงสร้างที่ซับซ้อน - เซลล์หน่วยประกอบด้วย 58 อะตอม ความซับซ้อนของโครงสร้างของแมงกานีสที่อุณหภูมิต่ำกว่า 707 o ทำให้เกิดความเปราะบาง

ไอโซโทปของแมงกานีส

เป็นที่ทราบกันดีอยู่แล้วว่าแมงกานีสสามารถเกิดขึ้นได้ในธรรมชาติในรูปของไอโซโทปที่เสถียรเพียงชนิดเดียว 55 Mn เลขมวลคือ 55 นิวเคลียสของอะตอมประกอบด้วยโปรตอน 25 ตัวและนิวตรอน 30 ตัว

มีไอโซโทปเทียมของแมงกานีสที่มีเลขมวลตั้งแต่ 44 ถึง 69 รวมถึงสถานะไอโซเมอร์เจ็ดสถานะ ไอโซโทปที่มีอายุยืนยาวที่สุดในบรรดาข้างต้นคือ 53 Mn โดยมีครึ่งชีวิต 3.74 ล้านปี

ไอออนของแมงกานีส

ที่ระดับพลังงานภายนอกของอะตอมแมงกานีส มีอิเล็กตรอน 7 ตัวที่เป็นเวเลนซ์:

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

อันเป็นผลมาจากปฏิกิริยาเคมี แมงกานีสจะปล่อยเวเลนซ์อิเล็กตรอนไป นั่นคือ เป็นผู้บริจาคและกลายเป็นไอออนที่มีประจุบวก:

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+

โมเลกุลและอะตอมของแมงกานีส

ในสถานะอิสระ แมงกานีสมีอยู่ในรูปของโมเลกุล Mn โมโนอะตอม ต่อไปนี้คือคุณสมบัติบางอย่างที่กำหนดลักษณะอะตอมและโมเลกุลของแมงกานีส:

โลหะผสมแมงกานีส

แมงกานีสใช้เป็นหลักในการผลิตโลหะผสมเหล็ก เหล็กแมงกานีสที่มีมากถึง 15% Mn มีความแข็งและความแข็งแรงสูง ชิ้นส่วนที่ใช้งานของเครื่องบด, โรงสีลูก, รางรถไฟทำจากมัน นอกจากนี้ แมงกานีสยังเป็นส่วนประกอบของโลหะผสมที่มีแมกนีเซียมเป็นส่วนประกอบ มันเพิ่มความต้านทานต่อการกัดกร่อน โลหะผสมของทองแดงที่มีแมงกานีสและนิกเกิล - แมงกานินมีค่าสัมประสิทธิ์ความต้านทานไฟฟ้าที่อุณหภูมิต่ำ แมงกานีสพบได้ในปริมาณเล็กน้อยในโลหะผสมอลูมิเนียมหลายชนิด

ตัวอย่างการแก้ปัญหา

ตัวอย่าง 1

ออกกำลังกาย

แมงกานีสผลิตโดยการลดแมงกานีสออกไซด์ (III) ออกไซด์ด้วยซิลิกอน ออกไซด์ทางเทคนิคที่มีน้ำหนัก 20 กรัม (เศษส่วนของสิ่งสกปรกเท่ากับ 5.2%) ถูกลดขนาดให้เป็นโลหะ คำนวณมวลของแมงกานีสที่ได้

วิธีการแก้

เราเขียนสมการการลดแมงกานีส (III) ออกไซด์ด้วยซิลิกอนเป็นแมงกานีส:

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

คำนวณมวลของแมงกานีส (III) ออกไซด์ที่ไม่มีสิ่งเจือปน:

ω บริสุทธิ์ (Mn 2 O 3) \u003d 100% - ω สิ่งเจือปน;

ω บริสุทธิ์ (Mn 2 O 3) \u003d 100% - 5.2 \u003d 94.8% \u003d 0.984

m บริสุทธิ์ (Mn 2 O 3) = m สิ่งเจือปน (Mn 2 O 3) × ω บริสุทธิ์ (Mn 2 O 3) / 100%;

ม. บริสุทธิ์ (Mn 2 O 3) \u003d 20 × 0.984 \u003d 19.68 ก.

ลองกำหนดปริมาณของสารแมงกานีส (III) ออกไซด์ (มวลโมลาร์ - 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 โมล

ตามสมการปฏิกิริยา n (Mn 2 O 3) : n (Si) \u003d 2: 3 ซึ่งหมายความว่า

n(Si) \u003d 3/2 × n (Mn 2 O 3) \u003d 3/2 × 0.12 \u003d 0.2 โมล

จากนั้นมวลของซิลิกอนจะเท่ากับ (มวลโมลาร์ - 28 g / mol):

ม. (ศรี) = น. (ศรี) × ม. (ศรี);

ม.(ศรี) = 0.2 × 28 = 5.6 กรัม

ตอบ

มวลของซิลิกอน 5.6 g

ตัวอย่าง 2

ออกกำลังกาย

คำนวณมวลของโพแทสเซียมเปอร์แมงกาเนตที่จำเป็นในการออกซิไดซ์โพแทสเซียมซัลไฟต์ 7.9 กรัมในตัวกลางที่เป็นกลาง

วิธีการแก้

เราเขียนสมการการออกซิเดชันของโพแทสเซียมซัลไฟต์ด้วยโพแทสเซียมเปอร์แมงกาเนตในตัวกลางที่เป็นกลาง:

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

คำนวณจำนวนโมลของโพแทสเซียมซัลไฟต์ (มวลโมลาร์ - 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 โมล

ตามสมการปฏิกิริยา n (K 2 SO 3): n (KMnO 4) \u003d 3: 2 ซึ่งหมายความว่า

n (KMnO 4) \u003d 2/3 × n (K 2 SO 3) \u003d 2/3 × 0.05 \u003d 0.03 โมล

มวลของโพแทสเซียมเปอร์แมงกาเนตที่จำเป็นสำหรับการเกิดออกซิเดชันของโพแทสเซียมซัลไฟต์ในตัวกลางที่เป็นกลางคือ (มวลโมลาร์ - 158g / mol):

ม. (KMnO 4) \u003d n (KMnO 4) × M (KMnO 4);

ม. (KMnO 4) \u003d 0.03 × 158 \u003d 4.74 ก.

ตอบ

มวลของโพแทสเซียมเปอร์แมงกาเนตคือ 4.74 g

สำเร็จ : นักศึกษาปีหนึ่ง

คณะวิศวกรรมศาสตร์

กลุ่ม 15 ข

Koshmanov V.V.

ตรวจสอบโดย: Kharchenko N.T.

เวลิกี ลูกิ 1998

ประวัติอ้างอิง 3

การกระจายในธรรมชาติ 3

คุณสมบัติทางกายภาพและทางเคมี. 3

สารประกอบของแมงกานีสสองส่วน สี่

สารประกอบของแมงกานีสเตตระวาเลนต์ สี่

สารประกอบของแมงกานีสเฮกซะวาเลนท์ 5

สารประกอบของแมงกานีสตับ 5

ใบเสร็จ. 6

การใช้แมงกานีสและสารประกอบของมัน 6

วรรณกรรม. 7

ประวัติอ้างอิง

แร่ธาตุแมงกานีสเป็นที่ทราบกันมานานแล้ว พลินีนักธรรมชาติวิทยาชาวโรมันโบราณกล่าวถึงหินสีดำซึ่งใช้ในการลดสีของมวลแก้วเหลว เกี่ยวกับแร่ไพโรลูไซต์ MnO2 . ในจอร์เจีย pyrolusite ทำหน้าที่เป็นสารตัวเติมในการผลิตเหล็กตั้งแต่สมัยโบราณ เป็นเวลานาน pyrolusite ถูกเรียกว่าแบล็กแมกนีเซียและถือเป็นแร่เหล็กประเภทหนึ่ง ในปี ค.ศ. 1774 K. Schelle ได้พิสูจน์ว่านี่เป็นสารประกอบของโลหะที่ไม่รู้จัก และนักวิทยาศาสตร์ชาวสวีเดนอีกคนหนึ่งคือ J. Gai โดยให้ความร้อนแก่ส่วนผสมของไพโรลูไซต์กับถ่านหิน ทำให้ได้รับแมงกานีสที่ปนเปื้อนคาร์บอน ชื่อแมงกานีสมาจากภาษาเยอรมัน มาร์กาเนิร์ซ- แร่แมงกานีส

การกระจายในธรรมชาติ

ปริมาณแมงกานีสเฉลี่ยในเปลือกโลกคือ 0.1% ในหินอัคนีส่วนใหญ่ 0.06-0.2% โดยมวลซึ่งอยู่ในสถานะกระจัดกระจายในรูปแบบ Mn2+ (อนาล็อก เฟ2+). บนพื้นผิวโลก Mn2+ ออกซิไดซ์ได้ง่ายแร่ธาตุเป็นที่รู้จักกันที่นี่ Mn3+ และ Mn4+ ในชีวมณฑล แมงกานีสจะเคลื่อนที่อย่างแรงภายใต้สภาวะลดขนาดและไม่ทำงานภายใต้สภาวะออกซิไดซ์ แมงกานีสเคลื่อนที่ได้มากที่สุดในน่านน้ำที่เป็นกรดของทุ่งทุนดราและป่า ซึ่งอยู่ในรูปแบบ Mn2+ . เนื้อหาของแมงกานีสในที่นี้มักจะถูกยกระดับและปลูกในที่ที่มีแมงกานีสมากเกินไป ในดิน, ทะเลสาบ, หนองน้ำ, การแข่งขันเหล็กแมงกานีส, ทะเลสาบและแร่หนองบึง ในสเตปป์และทะเลทรายที่แห้ง ในสภาพแวดล้อมที่เป็นด่าง แมงกานีสจะไม่ทำงาน สิ่งมีชีวิตมีแมงกานีสต่ำ พืชที่ปลูกมักต้องการปุ๋ยไมโครแมงกานีส น้ำในแม่น้ำมีปริมาณแมงกานีสต่ำ (10 -6 -10 -5 g/l) แต่การกำจัดธาตุนี้ออกไปทั้งหมดมีขนาดใหญ่มาก และส่วนใหญ่มักสะสมอยู่ในบริเวณชายฝั่ง

คุณสมบัติทางกายภาพและทางเคมี.

ในรูปแบบบริสุทธิ์แมงกานีสได้มาจากอิเล็กโทรไลซิสของสารละลายของแมงกานีสซัลเฟต ( ครั้งที่สอง) หรือการกู้คืนจากออกไซด์ของซิลิกอนในเตาไฟฟ้า ธาตุแมงกานีสเป็นโลหะแข็งแต่เปราะสีขาวสีเงิน ความเปราะบางอธิบายได้จากข้อเท็จจริงที่ว่าที่อุณหภูมิปกติต่อหน่วยเซลล์ มิน รวม 58 อะตอมในโครงสร้าง openwork ที่ซับซ้อนซึ่งไม่ได้อยู่ในกลุ่มที่ปิดสนิท ความหนาแน่นของแมงกานีสคือ 7.44 g/cm 3 จุดหลอมเหลว 1244 o C จุดเดือด 2150 o C ในปฏิกิริยาจะมีความจุตั้งแต่ 2 ถึง 7 สถานะออกซิเดชันที่เสถียรที่สุดคือ +2,+4,+7

สารประกอบของแมงกานีสสองส่วน

เกลือแมงกานีสไดวาเลนต์สามารถหาได้จากการละลายในกรดเจือจาง: Mn+2HCl MnCl 2 +H2 เมื่อละลายในน้ำจะเกิดไฮดรอกไซด์ Mn(II): Mn + 2HOH Mn (OH) 2 + H 2 แมงกานีสไฮดรอกไซด์สามารถรับได้ในรูปของการตกตะกอนสีขาวโดยการบำบัดสารละลายของเกลือแมงกานีสสองส่วนด้วยด่าง: MnSO4 +2NaOH Mn(OH)2 +NaSO4

Mn(II) สารประกอบ ไม่เสถียรในอากาศและ Mn(OH)2 ในอากาศจะเปลี่ยนเป็นสีน้ำตาลอย่างรวดเร็ว กลายเป็นเตตระวาเลนต์แมงกานีสออกไซด์-ไฮดรอกไซด์

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

แมงกานีสไฮดรอกไซด์แสดงคุณสมบัติพื้นฐานเท่านั้นและไม่ทำปฏิกิริยากับด่าง และเมื่อทำปฏิกิริยากับกรดจะให้เกลือที่สอดคล้องกัน

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

แมงกานีสออกไซด์สามารถหาได้จากการสลายตัวของแมงกานีสคาร์บอเนต:

MnCO3 MnO+CO2

หรือเมื่อลดแมงกานีสไดออกไซด์ด้วยไฮโดรเจน:

MnO 2 + H 2 MnO + H 2 O

สารประกอบของแมงกานีสเตตระวาเลนต์

สารประกอบของแมงกานีสเตตระวาเลนต์ แมงกานีสไดออกไซด์เป็นที่รู้จักมากที่สุด MnO2 - ไพโรลูไซต์ ตั้งแต่ความจุ IV เป็นสื่อกลาง เชื่อมโยง มิน (VI) เกิดขึ้นเช่นเดียวกับการออกซิเดชันของแมงกานีสไดวาเลนต์ Mn(NO 3) 2 MnO 2 +2NO 2

ดังนั้นในการลดสารประกอบแมงกานีสในตัวกลางที่เป็นด่าง:

3K 2 MnO 4 +2H 2 O 2KMnO 4 +MnO 2 +4KOH ปฏิกิริยาสุดท้ายเป็นตัวอย่างของปฏิกิริยาออกซิเดชันในตัวเอง - การรักษาตัวเองซึ่งมีลักษณะโดยความจริงที่ว่าอะตอมขององค์ประกอบเดียวกันบางส่วนถูกออกซิไดซ์พร้อมฟื้นฟูอะตอมที่เหลือขององค์ประกอบเดียวกัน:

Mn 6+ +2e=Mn 4+ 1

Mn 6+ -e=Mn 7+ 2

ถึงคราวของมัน มิน โอ 2 สามารถออกซิไดซ์เฮไลด์และฮาโลเจนไฮโดรเจนได้ ตัวอย่างเช่น HCl :

MnO 2 +4HCl MnCl 2 +Cl 2 +2H 2 O

แมงกานีสไดออกไซด์เป็นสารที่เป็นของแข็งที่เป็นผง แสดงทั้งคุณสมบัติพื้นฐานและกรด

สารประกอบของแมงกานีสเฮกซะวาเลนท์

เมื่อหลอมรวม MNO 2 ด้วยด่างในที่ที่มีออกซิเจนอากาศหรือตัวออกซิไดซ์จะได้เกลือเฮกซะวาเลนท์ แมงกานีส เรียกว่า แมงกาเนต

MNO 2 +2KOH+คนรู้จัก 3 K 2 MNO 2 +KNO 2 +โฮ 2 โอ

รู้จักสารประกอบของแมงกานีสเฮกซะวาเลนท์เพียงไม่กี่ชนิด และเกลือของแมงกานีสมีความสำคัญมากที่สุด

กรดเปอร์แมงกานิกเอง เช่นเดียวกับแมงกานีสไตรออกไซด์ที่เกี่ยวข้อง MNO 3 ไม่มีอยู่ในรูปแบบอิสระเนื่องจากความไม่เสถียรต่อกระบวนการลดการเกิดออกซิเดชัน การแทนที่โปรตอนในกรดด้วยไอออนของโลหะจะนำไปสู่ความเสถียรของแมงกาเนต แต่ความสามารถในการผ่านกระบวนการลดการเกิดออกซิเดชันจะยังคงอยู่ สารละลายของแมงกาเนตเป็นสีเขียว เมื่อถูกทำให้เป็นกรด กรดเปอร์แมงกานิกจะก่อตัวและสลายตัวเป็นสารประกอบ แมงกานีสเตตระวาเลนต์และเฮปตาวาเลนต์

ตัวออกซิไดซ์ที่แรงจะเปลี่ยนแมงกานีสเฮกซะวาเลนต์เป็นแมงกานีสเฮปตาวาเลนต์

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

สารประกอบของแมงกานีสตับ

ในสถานะเฮปตาวาเลนต์ แมงกานีสแสดงคุณสมบัติออกซิไดซ์เท่านั้น โพแทสเซียมเปอร์แมงกาเนตใช้กันอย่างแพร่หลายในหมู่สารออกซิไดซ์ที่ใช้ในห้องปฏิบัติการและในอุตสาหกรรม KMnO 2 ในชีวิตประจำวันเรียกว่าโพแทสเซียมเปอร์แมงกาเนต โพแทสเซียมเปอร์แมงกาเนตเป็นผลึกสีม่วงดำ สารละลายในน้ำมีสีม่วง ลักษณะของไอออน MnO4- .

เปอร์แมงกาเนตเป็นเกลือของกรดแมงกานีสซึ่งมีความเสถียรในสารละลายเจือจางเท่านั้น (มากถึง 20%) สารละลายเหล่านี้ได้มาจากการกระทำของตัวออกซิไดซ์ที่แรงบนสารประกอบแมงกานีสไดวาเลนต์:

2Mn(ไม่ 3 ) 2 +PbO 2 +6HNO 3 2HMnO 4 +5Pb(เปล่า 3 ) 2 + 2H 2 โอ

แมงกานีสเป็นองค์ประกอบของกลุ่มย่อยด้านข้างของกลุ่มที่เจ็ดของช่วงที่สี่ของระบบธาตุเคมีของ D. I. Mendeleev โดยมีเลขอะตอม 25 แทนด้วยสัญลักษณ์ Mn (lat. แมงกานัม)

ประวัติการค้นพบแมงกานีส

นักธรรมชาติวิทยาที่มีชื่อเสียงและนักเขียนแห่งกรุงโรมโบราณ Pliny the Elder ชี้ให้เห็นถึงความสามารถอันน่าอัศจรรย์ของผงสีดำในการทำให้กระจกสว่างขึ้น เป็นเวลานานสารนี้ซึ่งให้ผงสีดำเมื่อถูกบดขยี้เรียกว่าไพโรลูไซต์หรือแมงกานีสไดออกไซด์ Vanocchio Biringuccio ยังเขียนเกี่ยวกับความสามารถของ pyrolusite ในการทำความสะอาดกระจกในปี 1540 ไพโรลูไซต์เป็นแร่ที่สำคัญที่สุดในการผลิตแมงกานีส ซึ่งเป็นโลหะที่ใช้เป็นหลักในโลหะวิทยา

จากคำว่า "แม็กนีเซีย" ได้ชื่อแมงกานีสและแมกนีเซียม ที่มาของชื่อองค์ประกอบทางเคมีสองชนิดจากคำเดียวกันนั้นอธิบายได้จากข้อเท็จจริงที่ว่าไพโรลูไซต์ต่อต้านแมกนีเซียสีขาวมาเป็นเวลานานและถูกเรียกว่าแมกนีเซียสีดำ หลังจากได้รับโลหะในรูปแบบบริสุทธิ์แล้ว แมงกานีสก็ถูกเปลี่ยนชื่อ ชื่อนี้มีพื้นฐานมาจากคำว่า "แมงกานีส" ในภาษากรีก ซึ่งหมายถึงการทำให้บริสุทธิ์ นักวิจัยบางคนเชื่อว่าชื่อของธาตุนี้มาจากคำภาษาละติน "magnes" ซึ่งเป็นแม่เหล็ก เนื่องจากไพโรลูไซต์ซึ่งสกัดแมงกานีส ถือเป็นสารชนิดหนึ่งที่ปัจจุบันเรียกว่าแร่เหล็กแม่เหล็ก

แมงกานีสถูกค้นพบในปี ค.ศ. 1774 โดยนักเคมีชาวสวีเดน Carl Wilhelm Scheele จริงอยู่ ทั้งแมงกานีส โมลิบดีนัม หรือทังสเตนไม่ถูกแยกโดย Scheele ในรูปแบบที่บริสุทธิ์ เขาเพียงชี้ให้เห็นว่าแร่ธาตุที่เขาศึกษามีองค์ประกอบใหม่เหล่านี้ องค์ประกอบหมายเลข 25 ถูกค้นพบในแร่ pyrolusite MnO 2 · H 2 O ที่รู้จักโดย Pliny the Elder พลินีถือว่ามันเป็นหินเหล็กชนิดหนึ่ง ถึงแม้ว่าไพโรลูไซต์จะไม่ถูกแม่เหล็กดึงดูด พลินีอธิบายความขัดแย้งนี้

ในต้นฉบับของนักเล่นแร่แปรธาตุที่มีชื่อเสียง Albert the Great (ศตวรรษที่ 13) แร่นี้เรียกว่า "magnesia" ในศตวรรษที่สิบหก ชื่อ "แมงกานีส" มีอยู่แล้วซึ่งบางทีอาจได้รับจากผู้ผลิตแก้วและมาจากคำว่า "manganidzein" - เพื่อทำความสะอาด

เมื่อ Scheele กำลังตรวจสอบ pyrolusite ในปี 1774 เขาส่งตัวอย่างแร่นี้ไปให้ Johan Gottlieb Hahn เพื่อนของเขา กาน ซึ่งต่อมาเป็นศาสตราจารย์ ซึ่งเป็นนักเคมีที่โดดเด่นในสมัยของเขา รีดไพโรลูไซต์เป็นลูกบอล เติมน้ำมันลงในแร่ และทำให้ไพโรลูไซต์ร้อนอย่างแรงในเบ้าหลอมที่ปูด้วยถ่าน ได้ลูกบอลโลหะซึ่งมีน้ำหนักน้อยกว่าลูกแร่สามเท่า มันคือแมงกานีส โลหะชนิดใหม่นี้ถูกเรียกว่า "แมกนีเซีย" เป็นครั้งแรก แต่เนื่องจากแมกนีเซียสีขาว แมกนีเซียมออกไซด์ เป็นที่ทราบกันดีอยู่แล้วในขณะนั้น โลหะจึงถูกเปลี่ยนชื่อเป็น "แมกนีเซียม" ชื่อนี้ได้รับการรับรองโดยคณะกรรมาธิการการตั้งชื่อของฝรั่งเศสในปี ค.ศ. 1787 แต่ในปี ค.ศ. 1808 ฮัมฟรีย์ เดวี ได้ค้นพบแมกนีเซียมและเรียกมันว่า "แมกนีเซียม" จากนั้นเพื่อหลีกเลี่ยงความสับสน แมงกานีสจึงถูกเรียกว่า "แมงกานัม »

ในรัสเซีย pyrolusite ถูกเรียกว่าแมงกานีสมาเป็นเวลานานจนกระทั่งในปี 1807 A.I. Scherer ไม่ได้เสนอให้เรียกโลหะที่ได้รับจากแมงกานีสไพโรลูไซต์และแร่นั้นถูกเรียกว่าแมงกานีสสีดำในปีนั้น

ความชุกของแมงกานีสในธรรมชาติ

แมงกานีสเป็นธาตุที่มีมากเป็นอันดับที่ 14 ของโลก และรองจากเหล็ก แมงกานีสเป็นโลหะหนักตัวที่สองที่มีอยู่ในเปลือกโลก (0.03% ของจำนวนอะตอมทั้งหมดในเปลือกโลก) ในชีวมณฑล แมงกานีสจะอพยพอย่างแรงภายใต้สภาวะลดขนาดและไม่ทำงานในสภาพแวดล้อมที่ออกซิไดซ์ แมงกานีสเคลื่อนที่ได้มากที่สุดในน่านน้ำที่เป็นกรดของทุ่งทุนดราและป่าไม้ ซึ่งอยู่ในรูปของ Mn 2+ เนื้อหาของแมงกานีสมักเพิ่มขึ้นที่นี่ และพืชที่ปลูกในสถานที่ต้องทนทุกข์ทรมานจากแมงกานีสมากเกินไป ปริมาณแมงกานีสในน้ำหนักเพิ่มขึ้นจากกรด (600 ก./ตัน) เป็นหินพื้นฐาน (2.2 กก./ตัน) มันมาพร้อมกับธาตุเหล็กในแร่หลายชนิด แต่ก็มีแมงกานีสสะสมอยู่ด้วย แร่แมงกานีสมากถึง 40% กระจุกตัวอยู่ในแหล่ง Chiatura (ภูมิภาค Kutaisi) แมงกานีสที่กระจัดกระจายอยู่ในหินจะถูกชะล้างด้วยน้ำและถูกพัดพาไปยังมหาสมุทรโลก ในเวลาเดียวกันเนื้อหาในน้ำทะเลไม่มีนัยสำคัญ (10 -7 -10 -6%) และในพื้นที่ลึกของมหาสมุทรความเข้มข้นจะเพิ่มขึ้นเป็น 0.3% เนื่องจากการเกิดออกซิเดชันโดยออกซิเจนที่ละลายในน้ำด้วยการก่อตัวของน้ำ- แมงกานีสออกไซด์ที่ไม่ละลายน้ำซึ่งอยู่ในรูปแบบไฮเดรต (MnO 2 x H 2 O) และจมลงสู่ชั้นล่างของมหาสมุทรก่อตัวเป็นก้อนที่เรียกว่าแมงกานีสเหล็กที่ด้านล่างซึ่งปริมาณของแมงกานีสสามารถเข้าถึงได้ถึง 45% (พวกเขายังมีสิ่งเจือปนของทองแดงนิกเกิลโคบอลต์) สารดังกล่าวอาจกลายเป็นแหล่งของแมงกานีสสำหรับอุตสาหกรรมในอนาคต

โลหะนี้มีการกระจายเหมือนกับกำมะถันหรือฟอสฟอรัส แร่แมงกานีสมีปริมาณมากในอินเดีย บราซิล ตะวันตกและแอฟริกาใต้

ในรัสเซียเป็นวัตถุดิบที่หายากอย่างมากรู้จักฝากต่อไปนี้: Usinskoye ในภูมิภาค Kemerovo, Polunochnoye ในภูมิภาค Sverdlovsk, Porozhinskoye ในดินแดน Krasnoyarsk, Yuzhno-Khinganskoye ในเขตปกครองตนเองชาวยิว, พื้นที่ Rogachevo-Taininskaya และ Severo -Taininskoye » สนามบน Novaya Zemlya

ได้รับแมงกานีส

แมงกานีสโลหะชนิดแรกได้มาจากการลดไพโรลูไซต์ด้วยถ่าน: МnO 2 + C → Mn + 2CO แต่มันไม่ใช่ธาตุแมงกานีส เช่นเดียวกับเพื่อนบ้านในตารางธาตุ - โครเมียมและเหล็ก แมงกานีสทำปฏิกิริยากับคาร์บอนและมีส่วนผสมของคาร์ไบด์เสมอ ซึ่งหมายความว่าไม่สามารถหาแมงกานีสบริสุทธิ์ได้โดยใช้คาร์บอน ตอนนี้ มีการใช้สามวิธีในการรับแมงกานีสที่เป็นโลหะ: ความร้อนด้วยความร้อน (ลดด้วยซิลิคอน) ความร้อนจากอะลูมิเนียม (ลดด้วยอะลูมิเนียม) และอิเล็กโทรไลต์

วิธีการอลูมิโนเทอร์มิกที่พัฒนาขึ้นเมื่อปลายศตวรรษที่ 19 พบการกระจายที่กว้างที่สุด ในกรณีนี้ ควรใช้ไม่ใช่ไพโรลูไซต์ แต่เป็นแมงกานีสออกไซด์ Mn 3 O 4 เป็นวัตถุดิบแมงกานีส ไพโรลูไซต์ทำปฏิกิริยากับอะลูมิเนียมด้วยการปล่อยความร้อนปริมาณมากจนปฏิกิริยาไม่สามารถควบคุมได้ง่าย ดังนั้นก่อนการคืนค่า pyrolusite จะถูกเผาและไนตรัสออกไซด์ที่ได้รับแล้วจะถูกผสมกับผงอลูมิเนียมและจุดไฟในภาชนะพิเศษ ปฏิกิริยา 3Mn 3 O 4 + 8Al → 9Mn + 4Al 2 O 3 เริ่มต้นขึ้น - ค่อนข้างเร็วและไม่ต้องการต้นทุนพลังงานเพิ่มเติม การหลอมที่ได้จะถูกทำให้เย็นลง ตะกรันที่เปราะแตกออก และแท่งแมงกานีสจะถูกบดขยี้แล้วส่งไปแปรรูปต่อไป

อย่างไรก็ตาม วิธีอลูมิโนเทอร์มิก เช่น วิธีความร้อนด้วยความร้อน ไม่ได้ผลิตแมงกานีสที่มีความบริสุทธิ์สูง เป็นไปได้ที่จะทำให้แมงกานีสอลูมิโนเทอร์มิกบริสุทธิ์โดยการระเหิด แต่วิธีนี้ไม่มีประสิทธิภาพและมีราคาแพง ดังนั้น นักโลหะวิทยาจึงมองหาวิธีใหม่ๆ ในการรับแมงกานีสที่เป็นโลหะบริสุทธิ์มาเป็นเวลานาน และแน่นอนว่า ส่วนใหญ่หวังว่าจะเป็นการกลั่นด้วยไฟฟ้าด้วยไฟฟ้า แต่ต่างจากทองแดง นิกเกิล และโลหะอื่นๆ แมงกานีสที่สะสมอยู่บนอิเล็กโทรดนั้นไม่บริสุทธิ์: มันถูกปนเปื้อนด้วยสิ่งเจือปนของออกไซด์ นอกจากนี้ ผลที่ได้คือโลหะที่มีรูพรุน เปราะบาง และไม่สะดวกในการแปรรูป

นักวิทยาศาสตร์ที่มีชื่อเสียงหลายคนพยายามค้นหาโหมดอิเล็กโทรลิซิสของสารประกอบแมงกานีสที่เหมาะสมที่สุด แต่ก็ไม่เป็นผล ปัญหานี้ได้รับการแก้ไขในปี 1919 โดยนักวิทยาศาสตร์โซเวียต R.I. Agladze (ปัจจุบันเป็นสมาชิกเต็มรูปแบบของ Academy of Sciences แห่งจอร์เจีย SSR) ตามเทคโนโลยีอิเล็กโทรลิซิสที่เขาพัฒนาขึ้นจากเกลือคลอไรด์และซัลเฟตได้โลหะที่ค่อนข้างหนาแน่นซึ่งมีองค์ประกอบถึง 99.98% ขององค์ประกอบหมายเลข 25 วิธีนี้เป็นพื้นฐานสำหรับการผลิตโลหะแมงกานีสทางอุตสาหกรรม

ภายนอกโลหะนี้คล้ายกับเหล็ก แต่แข็งกว่าเท่านั้น มันออกซิไดซ์ในอากาศ แต่เช่นเดียวกับอะลูมิเนียม ฟิล์มออกไซด์จะครอบคลุมพื้นผิวทั้งหมดของโลหะอย่างรวดเร็วและป้องกันการเกิดออกซิเดชันเพิ่มเติม แมงกานีสทำปฏิกิริยากับกรดอย่างรวดเร็ว สร้างไนไตรด์กับไนโตรเจน และคาร์ไบด์กับคาร์บอน โดยทั่วไปแล้วโลหะทั่วไป

คุณสมบัติทางกายภาพของแมงกานีส

ความหนาแน่นของแมงกานีสอยู่ที่ 7.2-7.4 g/cm 3 ; t pl 1245 ° C; t bale 2150 °C. แมงกานีสมีพหุสัณฐาน 4 แบบ: α-Mn (ลูกบาศก์ตาข่ายที่มีลำตัวเป็นศูนย์กลางที่มี 58 อะตอมต่อหน่วยเซลล์), β-Mn (ลูกบาศก์ที่มีร่างกายเป็นศูนย์กลางโดยมี 20 อะตอมต่อเซลล์), γ-Mn (เตตระกอนที่มี 4 อะตอมต่อเซลล์) และ δ -Mn ( ลูกบาศก์ศูนย์กลางของร่างกาย). อุณหภูมิการแปลง: α=β 705 °С; β=γ 1090 °С และ γ=δ 1133 °С; α-การปรับเปลี่ยนนั้นเปราะบาง; γ (และอีกส่วนหนึ่งคือ β) เป็นพลาสติก ซึ่งมีความสำคัญในการสร้างโลหะผสม

รัศมีอะตอมของแมงกานีสคือ 1.30 Å รัศมีไอออนิก (ใน Å): Mn 2+ 0.91, Mn 4+ 0.52; Mn7+ 0.46 คุณสมบัติทางกายภาพอื่นๆ ของ α-Mn: ความร้อนจำเพาะ (ที่ 25°C) 0.478 kJ/(kg K) [t. จ. 0.114 kcal/(g °C)]; ค่าสัมประสิทธิ์อุณหภูมิของการขยายตัวเชิงเส้น (ที่ 20°C) 22.3·10 -6 องศา -1; ค่าการนำความร้อน (ที่ 25 °C) 66.57 W/(m K) [t. e. 0.159 cal/(ซม. วินาที °C)]; ความต้านทานไฟฟ้าเชิงปริมาตรจำเพาะ 1.5-2.6 µm·m (เช่น 150-260 µΩ·cm): ค่าสัมประสิทธิ์อุณหภูมิของความต้านทานไฟฟ้า (2-3)·10 -4 องศา -1 แมงกานีสเป็นพาราแมกเนติก

คุณสมบัติทางเคมีของแมงกานีส

แมงกานีสค่อนข้างกระฉับกระเฉงเมื่อถูกความร้อนจะมีปฏิกิริยารุนแรงกับอโลหะ - ออกซิเจน (มีส่วนผสมของแมงกานีสออกไซด์ที่มีความจุต่างกัน) ไนโตรเจนกำมะถันคาร์บอนฟอสฟอรัสและอื่น ๆ ที่อุณหภูมิห้อง แมงกานีสจะไม่เปลี่ยนแปลงในอากาศ โดยจะทำปฏิกิริยากับน้ำช้ามาก ละลายได้ง่ายในกรด (ไฮโดรคลอริก ซัลฟิวริกเจือจาง) ทำให้เกิดเกลือของแมงกานีสไดวาเลนต์ เมื่อให้ความร้อนในสุญญากาศ แมงกานีสจะระเหยได้ง่ายแม้จากโลหะผสม

เมื่อเกิดปฏิกิริยาออกซิไดซ์ในอากาศ แมงกานีสผงเผาไหม้ในออกซิเจน (Mn + O 2 → MnO 2) เมื่อถูกความร้อน แมงกานีสจะสลายน้ำ แทนที่ไฮโดรเจน (Mn + 2H 2 O → (t) Mn (OH) 2 + H 2) แมงกานีสไฮดรอกไซด์ที่ได้จะทำให้ปฏิกิริยาช้าลง

แมงกานีสดูดซับไฮโดรเจนด้วยอุณหภูมิที่เพิ่มขึ้นความสามารถในการละลายในแมงกานีสจะเพิ่มขึ้น ที่อุณหภูมิสูงกว่า 1200 °C มันจะทำปฏิกิริยากับไนโตรเจน ทำให้เกิดไนไตรด์ที่มีองค์ประกอบต่างๆ

คาร์บอนทำปฏิกิริยากับแมงกานีสหลอมเหลวเพื่อสร้างคาร์ไบด์ Mn 3 C และอื่นๆ นอกจากนี้ยังก่อให้เกิดซิลิไซด์, บอไรด์, ฟอสไฟด์

ทำปฏิกิริยากับกรดไฮโดรคลอริกและกรดซัลฟิวริกตามสมการดังนี้

Mn + 2H + → Mn 2+ + H 2

ด้วยกรดซัลฟิวริกเข้มข้น ปฏิกิริยาจะดำเนินการตามสมการ:

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

แมงกานีสมีความคงตัวในสารละลายด่าง

แมงกานีสก่อตัวเป็นออกไซด์ต่อไปนี้: MnO, Mn 2 O 3 , MnO 2 , MnO 3 (ไม่แยกได้ในสถานะอิสระ) และแมงกานีสแอนไฮไดรด์ Mn 2 O 7 .

Mn 2 O 7 ภายใต้สภาวะปกติ สารที่เป็นของเหลวสีเขียวเข้ม ไม่เสถียรมาก ในส่วนผสมที่มีกรดซัลฟิวริกเข้มข้นจะจุดไฟสารอินทรีย์ ที่ 90 °C Mn 2 O 7 สลายตัวด้วยการระเบิด ออกไซด์ที่เสถียรที่สุดคือ Mn 2 O 3 และ MnO 2 รวมถึงออกไซด์รวม Mn 3 O 4 (2MnO·MnO 2 หรือเกลือ Mn 2 MnO 4)

เมื่อแมงกานีส (IV) ออกไซด์ (ไพโรลูไซต์) หลอมรวมกับด่างในที่ที่มีออกซิเจน แมงกานีสจะเกิดขึ้น:

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

สารละลาย Manganate มีสีเขียวเข้ม เมื่อถูกทำให้เป็นกรด ปฏิกิริยาจะเกิดขึ้น:

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

สารละลายเปลี่ยนเป็นสีแดงเข้มเนื่องจากการปรากฏตัวของประจุลบ MnO 4 - และตะกอนสีน้ำตาลของแมงกานีสไฮดรอกไซด์ (IV) ตกตะกอนจากสารละลาย

กรดเปอร์แมงกานิกมีความเข้มข้นมาก แต่ไม่เสถียร ไม่สามารถทำให้เข้มข้นเกิน 20% กรดและเกลือของมัน (เปอร์แมงกาเนต) เป็นตัวออกซิไดซ์ที่แรง ตัวอย่างเช่น โพแทสเซียมเปอร์แมงกาเนตขึ้นอยู่กับค่า pH ของสารละลาย ออกซิไดซ์สารต่างๆ ลดลงเหลือสารประกอบแมงกานีสที่มีสถานะออกซิเดชันต่างกัน ในสภาพแวดล้อมที่เป็นกรด - ถึงสารประกอบแมงกานีส (II) ในสารประกอบที่เป็นกลาง - ถึงสารประกอบแมงกานีส (IV) ในสภาพแวดล้อมที่เป็นด่างอย่างแรง - ถึงสารประกอบแมงกานีส (VI)

เมื่อเผาแล้ว เปอร์แมงกาเนตจะสลายตัวด้วยการปล่อยออกซิเจน (วิธีหนึ่งในห้องปฏิบัติการเพื่อให้ได้ออกซิเจนบริสุทธิ์) ปฏิกิริยาดำเนินไปตามสมการ (เช่น โพแทสเซียมเปอร์แมงกาเนต):

2KMnO 4 →(t) K 2 MnO 4 + MnO 2 + O 2

ภายใต้การกระทำของตัวออกซิไดซ์ที่แรง ไอออน Mn 2+ จะผ่านเข้าสู่ MnO 4 − ไอออน:

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

ปฏิกิริยานี้ใช้สำหรับการกำหนดคุณภาพของ Mn 2+

เมื่อสารละลายด่างของเกลือ Mn (II) ตะกอนของแมงกานีส (II) ไฮดรอกไซด์จะตกตะกอนจากพวกมัน ซึ่งจะเปลี่ยนเป็นสีน้ำตาลในอากาศอย่างรวดเร็วอันเป็นผลมาจากการเกิดออกซิเดชัน

การใช้แมงกานีสในอุตสาหกรรม

แมงกานีสพบได้ในเหล็กและเหล็กหล่อทุกประเภท ความสามารถของแมงกานีสในการผลิตโลหะผสมกับโลหะที่รู้จักมากที่สุดนั้น ไม่เพียงแต่จะใช้เพื่อให้ได้เหล็กกล้าแมงกานีสเกรดต่างๆ เท่านั้น แต่ยังรวมถึงโลหะผสมที่ไม่ใช่เหล็ก (แมงกานีน) จำนวนมากด้วย ในจำนวนนี้ โลหะผสมของแมงกานีสกับทองแดง (แมงกานีสบรอนซ์) มีความโดดเด่นเป็นพิเศษ เช่นเดียวกับเหล็ก สามารถชุบแข็งและในขณะเดียวกันก็ถูกทำให้เป็นแม่เหล็ก แม้ว่าแมงกานีสและทองแดงจะไม่แสดงคุณสมบัติทางแม่เหล็กที่เห็นได้ชัดเจน

บทบาททางชีวภาพของแมงกานีสและเนื้อหาในสิ่งมีชีวิต

แมงกานีสส่งผลอย่างมากต่อการเผาผลาญโปรตีน คาร์โบไฮเดรต และไขมัน ความสามารถของแมงกานีสในการเพิ่มการทำงานของอินซูลินและรักษาระดับคอเลสเตอรอลในเลือดก็ถือว่ามีความสำคัญเช่นกัน เมื่อมีแมงกานีส ร่างกายจะใช้ไขมันอย่างเต็มที่มากขึ้น ธัญพืช (ส่วนใหญ่เป็นข้าวโอ๊ตและบัควีท), ถั่ว, ถั่ว, ตับวัวและผลิตภัณฑ์เบเกอรี่จำนวนมากค่อนข้างอุดมไปด้วยธาตุนี้ซึ่งช่วยเติมเต็มความต้องการแมงกานีสในแต่ละวันของมนุษย์ - 5.0-10.0 มก.

อย่าลืมว่าสารประกอบแมงกานีสสามารถเป็นพิษต่อร่างกายมนุษย์ได้ ความเข้มข้นสูงสุดของแมงกานีสในอากาศคือ 0.3 มก./ม. 3 เมื่อได้รับพิษรุนแรงจะสังเกตเห็นความเสียหายต่อระบบประสาทโดยมีอาการเฉพาะของแมงกานีสพาร์กินสัน

ปริมาณการผลิตแร่แมงกานีสในรัสเซีย

มาร์กาเนตสกี้ จีโอเค - 29%

แร่แมงกานีสถูกค้นพบในปี พ.ศ. 2426 ในปี 1985 เหมือง Pokrovsky เริ่มขุดแร่บนพื้นฐานของเงินฝากนี้ ด้วยการพัฒนาของเหมืองและการเกิดขึ้นของเหมืองหินและเหมืองใหม่ Marganetsky GOK ได้ก่อตั้งขึ้น
โครงสร้างการผลิตของโรงงานประกอบด้วย: การขุดแร่แมงกานีสแบบเปิดสองหลุม เหมือง 5 เหมืองสำหรับการขุดใต้ดิน โรงงานแปรรูป 3 แห่ง ตลอดจนร้านค้าและบริการเสริมที่จำเป็น การซ่อมแซมและเครื่องจักรกล การขนส่ง ฯลฯ

Ordzhonikidzevsky GOK - 71%

ผลิตภัณฑ์หลักที่ผลิตขึ้น ได้แก่ แมงกานีสเข้มข้นของเกรดต่างๆ ที่มีปริมาณแมงกานีสบริสุทธิ์ตั้งแต่ 26% ถึง 43% (ขึ้นอยู่กับเกรด) ผลพลอยได้ - ดินเหนียวขยายตัวและตะกอน

องค์กรสกัดแร่แมงกานีสจากแหล่งแร่ที่ได้รับมอบหมาย แร่สำรองจะมีอายุมากกว่า 30 ปี ปริมาณสำรองแร่แมงกานีสในยูเครนทั้งหมดสำหรับโรงขุดและแปรรูป Ordzhonikidzevsky และแมงกานีสคิดเป็น 1 ใน 3 ของปริมาณสำรองทั้งหมดของโลก

แมงกานีสเป็นองค์ประกอบทางเคมีที่อยู่ในระบบธาตุของ Mendeleev ที่เลขอะตอม 25 เพื่อนบ้านของมันคือโครเมียมและเหล็กซึ่งกำหนดความคล้ายคลึงกันของคุณสมบัติทางกายภาพและทางเคมีของโลหะทั้งสามนี้ นิวเคลียสประกอบด้วยโปรตอน 25 ตัวและนิวตรอน 30 ตัว มวลอะตอมของธาตุคือ 54.938

คุณสมบัติของแมงกานีส

แมงกานีสเป็นโลหะทรานซิชันจากตระกูลดี สูตรอิเล็กทรอนิกส์มีดังนี้: 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 4s 2 3d 5 . ความแข็งของแมงกานีสในระดับ Mohs อยู่ที่ประมาณ 4 โลหะนั้นค่อนข้างแข็ง แต่ในขณะเดียวกันก็เปราะ ค่าการนำความร้อนคือ 0.0782 W / cm * K องค์ประกอบนี้มีสีขาวเงิน

มีการดัดแปลงโลหะสี่แบบที่มนุษย์รู้จัก แต่ละตัวมีความเสถียรทางอุณหพลศาสตร์ภายใต้สภาวะอุณหภูมิที่แน่นอน ดังนั้นแมงกานีสจึงมีโครงสร้างที่ค่อนข้างซับซ้อนและแสดงความเสถียรที่อุณหภูมิต่ำกว่า 707 0 C ซึ่งเป็นตัวกำหนดความเปราะบางของมัน การดัดแปลงโลหะในเซลล์ระดับประถมศึกษานี้มีอะตอม 58 อะตอม

แมงกานีสสามารถมีสถานะออกซิเดชันที่แตกต่างกันโดยสิ้นเชิง - จาก 0 ถึง +7 ในขณะที่ +1 และ +5 นั้นหายากมาก เมื่อโลหะทำปฏิกิริยากับอากาศก็จะเกิดปฏิกิริยา แมงกานีสผงเผาไหม้ในออกซิเจน:

Mn+O2=MnO2

หากโลหะสัมผัสกับอุณหภูมิสูงเช่น ถูกความร้อนแล้วจะสลายตัวเป็นน้ำโดยมีการกระจัดของไฮโดรเจน:

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

ควรสังเกตว่าแมงกานีสไฮดรอกไซด์ซึ่งเป็นชั้นที่เกิดขึ้นจากปฏิกิริยาจะทำให้กระบวนการเกิดปฏิกิริยาช้าลง

ไฮโดรเจนถูกดูดซับโดยโลหะ ยิ่งอุณหภูมิสูงขึ้นเท่าไร ความสามารถในการละลายของแมงกานีสก็จะยิ่งสูงขึ้น หากอุณหภูมิสูงกว่า 12000C แมงกานีสจะทำปฏิกิริยากับไนโตรเจนซึ่งเป็นผลมาจากไนไตรต์ซึ่งมีองค์ประกอบต่างกัน

โลหะยังมีปฏิกิริยากับคาร์บอน ผลของปฏิกิริยานี้คือการก่อตัวของคาร์ไบด์ เช่นเดียวกับซิลิไซด์ บอไรด์ ฟอสไฟด์

โลหะมีความทนทานต่อสารละลายอัลคาไลน์

สามารถสร้างออกไซด์ต่อไปนี้: MnO, Mn 2 O 3, MnO 2, MnO 3 ซึ่งสุดท้ายไม่ได้ถูกแยกออกในสถานะอิสระเช่นเดียวกับแมงกานีสแอนไฮไดรด์ Mn 2 O 7 ภายใต้สภาวะปกติของการดำรงอยู่ แมงกานีสแอนไฮไดรด์เป็นสารมันของเหลวที่มีสีเขียวเข้มซึ่งไม่เสถียรมากนัก หากอุณหภูมิเพิ่มขึ้นเป็น 90 0 C การสลายตัวของแอนไฮไดรด์จะมาพร้อมกับการระเบิด ในบรรดาออกไซด์ที่แสดงความเสถียรสูงสุด Mn 2 O 3 และ MnO 2 มีความโดดเด่น เช่นเดียวกับออกไซด์รวม Mn 3 O 4 (2MnO·MnO 2 หรือเกลือ Mn 2 MnO 4)

แมงกานีสออกไซด์:

ในระหว่างการหลอมรวมของ pyrolusite และ alkalis กับออกซิเจน ปฏิกิริยาจะเกิดขึ้นกับการก่อตัวของ manganates:

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

สารละลายแมงกาเนตมีลักษณะเป็นสีเขียวเข้ม หากถูกทำให้เป็นกรด ปฏิกิริยาจะดำเนินการด้วยการย้อมสีสารละลายเป็นสีแดงเข้ม นี่เป็นเพราะการก่อตัวของ MnO 4 − แอนไอออนจากการตกตะกอนของแมงกานีสออกไซด์ไฮดรอกไซด์ซึ่งมีสีน้ำตาล

กรดเปอร์แมงกานิกมีความเข้มข้น แต่ไม่แสดงความเสถียรเป็นพิเศษ ดังนั้นความเข้มข้นสูงสุดที่อนุญาตคือไม่เกิน 20% กรดเอง เช่นเดียวกับเกลือของมัน ทำหน้าที่เป็นตัวออกซิไดซ์ที่แรง

เกลือของแมงกานีสไม่เสถียร ไฮดรอกไซด์ของมันมีลักษณะพื้นฐานที่มีลักษณะเฉพาะ แมงกานีสคลอไรด์สลายตัวเมื่อสัมผัสกับอุณหภูมิสูง เป็นโครงการที่ใช้เพื่อให้ได้คลอรีน

การประยุกต์ใช้แมงกานีส

โลหะนี้ไม่ได้ขาดแคลน - มันเป็นขององค์ประกอบทั่วไป: เนื้อหาในเปลือกโลกคือ 0.03% ของจำนวนอะตอมทั้งหมด เขาอยู่ในอันดับที่ 3 ในการจัดอันดับในกลุ่มโลหะหนัก ซึ่งรวมถึงองค์ประกอบทั้งหมดของซีรีส์ทรานซิชัน โดยก้าวล้ำกว่าเหล็กและไททาเนียม โลหะหนักคือโลหะที่มีน้ำหนักอะตอมเกิน 40

แมงกานีสสามารถพบได้ในปริมาณเล็กน้อยในหินบางชนิด โดยพื้นฐานแล้วการแปลสารประกอบออกซิเจนในรูปแบบของแร่ไพโรลูไซต์ - MnO 2 เกิดขึ้น

แมงกานีสมีประโยชน์หลายอย่าง จำเป็นสำหรับการผลิตโลหะผสมและสารเคมีหลายชนิด หากไม่มีแมงกานีส การดำรงอยู่ของสิ่งมีชีวิตก็เป็นไปไม่ได้ เนื่องจากมันทำหน้าที่เป็นธาตุที่ใช้งาน และยังมีอยู่ในสิ่งมีชีวิตและพืชเกือบทั้งหมด แมงกานีสมีผลดีต่อกระบวนการสร้างเม็ดเลือดในสิ่งมีชีวิต นอกจากนี้ยังพบได้ในอาหารหลายชนิด

โลหะเป็นองค์ประกอบที่ขาดไม่ได้ในโลหะวิทยา เป็นแมงกานีสที่ใช้ในการขจัดกำมะถันและออกซิเจนออกจากเหล็กในระหว่างการผลิต กระบวนการนี้ต้องใช้โลหะปริมาณมาก แต่มันก็คุ้มค่าที่จะพูดว่าไม่ใช่แมงกานีสบริสุทธิ์ที่เติมลงไปในการหลอม แต่เป็นโลหะผสมที่มีเหล็กเรียกว่าเฟอโรแมงกานีส ได้มาจากปฏิกิริยารีดักชันของไพโรลูไซต์กับถ่านหิน แมงกานีสยังทำหน้าที่เป็นธาตุผสมสำหรับเหล็ก ต้องขอบคุณการเพิ่มแมงกานีสในเหล็กกล้า ทำให้ความต้านทานการสึกหรอเพิ่มขึ้นอย่างมาก และยังไวต่อความเครียดเชิงกลน้อยลงอีกด้วย การปรากฏตัวของแมงกานีสในองค์ประกอบของโลหะที่ไม่ใช่เหล็กช่วยเพิ่มความแข็งแรงและความต้านทานต่อการกัดกร่อนได้อย่างมาก

โลหะไดออกไซด์พบว่ามีการประยุกต์ใช้ในการเกิดออกซิเดชันของแอมโมเนีย และยังมีส่วนร่วมในปฏิกิริยาอินทรีย์และปฏิกิริยาการสลายตัวของเกลืออนินทรีย์ ในกรณีนี้ แมงกานีสไดออกไซด์จะทำหน้าที่เป็นตัวเร่งปฏิกิริยา

อุตสาหกรรมเซรามิกไม่ได้ทำโดยปราศจากการใช้แมงกานีส ซึ่ง MnO 2 ถูกใช้เป็นสีย้อมสีดำและสีน้ำตาลเข้มสำหรับเคลือบฟันและเคลือบ แมงกานีสออกไซด์มีการกระจายตัวสูง มีความสามารถในการดูดซับที่ดีเนื่องจากสามารถขจัดสิ่งสกปรกที่เป็นอันตรายออกจากอากาศได้

แมงกานีสถูกนำเข้าสู่บรอนซ์และทองเหลือง สารประกอบโลหะบางชนิดใช้ในการสังเคราะห์สารอินทรีย์ชั้นดีและการสังเคราะห์สารอินทรีย์ทางอุตสาหกรรม แมงกานีส arsenide มีลักษณะพิเศษจากสนามแม่เหล็กขนาดใหญ่ ซึ่งจะแรงขึ้นมากเมื่ออยู่ภายใต้แรงดันสูง แมงกานีสเทลลูไรด์ทำหน้าที่เป็นวัสดุเทอร์โมอิเล็กทริกที่มีแนวโน้ม

ในทางการแพทย์ควรใช้แมงกานีสหรือเกลือแทน ดังนั้นสารละลายโพแทสเซียมเปอร์แมงกาเนตที่เป็นน้ำจึงถูกใช้เป็นยาฆ่าเชื้อและยังสามารถล้างบาดแผล น้ำยาบ้วนปาก หล่อลื่นแผลและแผลไฟไหม้ได้ ในพิษบางชนิดที่มีอัลคาลอยด์และไซยาไนด์ สารละลายของยานี้จะถูกระบุแม้กระทั่งสำหรับการบริหารช่องปาก

สำคัญ:แม้จะมีการใช้แมงกานีสในเชิงบวกเป็นจำนวนมาก แต่ในบางกรณีสารประกอบของมันสามารถส่งผลเสียต่อร่างกายมนุษย์และแม้กระทั่งเป็นพิษ ดังนั้นความเข้มข้นสูงสุดของแมงกานีสในอากาศคือ 0.3 มก./ม. 3 ในกรณีของพิษที่เด่นชัดกับสารจะส่งผลกระทบต่อระบบประสาทของมนุษย์ซึ่งเป็นลักษณะเฉพาะของกลุ่มอาการของแมงกานีสพาร์กินสัน

ได้รับแมงกานีส

โลหะสามารถรับได้หลายวิธี ในบรรดาวิธีที่ได้รับความนิยมมากที่สุดมีดังต่อไปนี้:

อะลูมิโนเทอร์มิก แมงกานีสได้มาจากออกไซด์ Mn 2 O 3 โดยปฏิกิริยารีดักชัน ในทางกลับกัน ออกไซด์จะเกิดขึ้นในระหว่างการเผาด้วยไพโรลูไซต์:

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

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

บูรณะ แมงกานีสได้มาจากการลดโลหะด้วยโค้กจากแร่แมงกานีส ทำให้เกิดเฟอร์โรแมงกานีส (โลหะผสมของแมงกานีสและเหล็ก) วิธีนี้เป็นวิธีที่พบได้บ่อยที่สุด เนื่องจากการผลิตโลหะทั้งหมดส่วนใหญ่ถูกใช้ในระหว่างการผลิตโลหะผสมต่างๆ ซึ่งส่วนประกอบหลักคือเหล็ก ในการเชื่อมต่อกับสิ่งนี้ แมงกานีสถูกสกัดจากแร่ที่ไม่ได้อยู่ในรูปบริสุทธิ์ แต่ในรูปแบบ โลหะผสมกับมัน;
อิเล็กโทรไลซิส โลหะในรูปบริสุทธิ์ได้มาจากวิธีนี้จากเกลือ

สูตรจริง เชิงประจักษ์ หรือสูตรรวม: มิน

น้ำหนักโมเลกุล: 54.938

แมงกานีส- องค์ประกอบของกลุ่มย่อยด้านข้างของกลุ่มที่เจ็ดของช่วงเวลาที่สี่ของระบบธาตุขององค์ประกอบทางเคมีของ D. I. Mendeleev ที่มีเลขอะตอม 25 มันถูกกำหนดโดยสัญลักษณ์ Mn (lat. Manganum, manganum ในสูตรรัสเซียมันถูกอ่าน เป็นแมงกานีส เช่น KMnO 4 - โพแทสเซียมแมงกานีสหรือสี่) แมงกานีสสารอย่างง่าย (หมายเลข CAS: 7439-96-5) เป็นโลหะสีเงินขาว นอกจากเหล็กและโลหะผสมแล้ว ยังเป็นของโลหะกลุ่มเหล็ก รู้จักการดัดแปลงแมงกานีสแบบ allotropic ห้าตัว - สี่ตัวมีลูกบาศก์และอีกอันหนึ่งมีตาข่ายคริสตัลสี่เหลี่ยมจตุรัส

ประวัติการค้นพบ

หนึ่งในแร่ธาตุหลักของแมงกานีส - ไพโรลูไซต์ - เป็นที่รู้จักในสมัยโบราณว่าเป็นแบล็กแมกนีเซียและถูกนำมาใช้ในการหลอมแก้วเพื่อทำให้กระจ่าง มันถูกพิจารณาว่าเป็นแร่เหล็กแม่เหล็กชนิดหนึ่งและความจริงที่ว่ามันไม่ได้ดึงดูดแม่เหล็ก Pliny the Elder อธิบายโดยเพศหญิงของแมกนีเซียสีดำซึ่งแม่เหล็กนั้น "ไม่แยแส" ในปี ค.ศ. 1774 K. Scheele นักเคมีชาวสวีเดนได้แสดงให้เห็นว่าแร่มีโลหะที่ไม่รู้จัก เขาส่งตัวอย่างแร่ไปให้เพื่อนของเขา นักเคมี Yu. Gan ซึ่งได้รับแมงกานีสโลหะโดยการให้ความร้อนกับไพโรลูไซต์ด้วยถ่านหินในเตาอบ ในตอนต้นของศตวรรษที่ 19 ชื่อ "แมงกานัม" ถูกนำมาใช้ (จากแร่แมงกานีสของเยอรมัน)

การแพร่กระจายในธรรมชาติ

แมงกานีสเป็นธาตุที่มีมากเป็นอันดับที่ 14 ของโลก และรองจากเหล็ก แมงกานีสเป็นโลหะหนักตัวที่สองที่มีอยู่ในเปลือกโลก (0.03% ของจำนวนอะตอมทั้งหมดในเปลือกโลก) ปริมาณแมงกานีสในน้ำหนักเพิ่มขึ้นจากกรด (600 ก./ตัน) เป็นหินพื้นฐาน (2.2 กก./ตัน) มันมาพร้อมกับธาตุเหล็กในแร่หลายชนิด แต่ก็มีแมงกานีสสะสมอยู่ด้วย แร่แมงกานีสมากถึง 40% กระจุกตัวอยู่ในแหล่ง Chiatura (ภูมิภาค Kutaisi) แมงกานีสที่กระจายตัวอยู่ในหิน ถูกชะล้างด้วยน้ำและถูกพัดพาไปยังมหาสมุทร ในเวลาเดียวกันเนื้อหาในน้ำทะเลไม่มีนัยสำคัญ (10-7-10−6%) และในพื้นที่ลึกของมหาสมุทรความเข้มข้นจะเพิ่มขึ้นเป็น 0.3% เนื่องจากการเกิดออกซิเดชันโดยออกซิเจนที่ละลายในน้ำด้วยการก่อตัวของน้ำ- แมงกานีสออกไซด์ที่ไม่ละลายน้ำซึ่งอยู่ในรูปแบบไฮเดรต (MnO2 xH2O) และจมลงสู่ชั้นล่างของมหาสมุทรก่อตัวเป็นก้อนที่เรียกว่าแมงกานีสเหล็กที่ด้านล่างซึ่งปริมาณแมงกานีสสามารถเข้าถึง 45% (พวกเขายังมีสิ่งเจือปน ของทองแดง นิกเกิล โคบอลต์) สารดังกล่าวอาจกลายเป็นแหล่งของแมงกานีสสำหรับอุตสาหกรรมในอนาคต
ในรัสเซียเป็นวัตถุดิบที่หายากอย่างมากรู้จักฝากต่อไปนี้: Usinskoye ในภูมิภาค Kemerovo, Polunochnoye ในภูมิภาค Sverdlovsk, Porozhinskoye ในดินแดน Krasnoyarsk, Yuzhno-Khinganskoye ในเขตปกครองตนเองชาวยิว, พื้นที่ Rogachevo-Taininskaya และ Severo -Taininskoye » สนามบน Novaya Zemlya

แร่ธาตุแมงกานีส

pyrolusite MnO 2 xH 2 O ซึ่งเป็นแร่ที่พบมากที่สุด (ประกอบด้วยแมงกานีส 63.2%);
แมงกาไนต์ (แร่แมงกานีสสีน้ำตาล) MnO(OH) (แมงกานีส 62.5%);
บราวไนต์ 3Mn 2 O 3 MnSiO3 (แมงกานีส 69.5%);
hausmanite (MnIIMn2III)O 4 ;
โรโดโครไซต์ (แมงกานีสสปาร์, สปาร์ราสเบอร์รี่) MnCO 3 (แมงกานีส 47.8%);
psilomelan mMnO MnO 2 nH 2 O (แมงกานีส 45-60%);
purpurite Mn 3 +, (แมงกานีส 36.65%)

ใบเสร็จ

วิธีอลูมิโนเทอร์มิกรีดิวซ์ Mn 2 O 3 ที่เกิดขึ้นระหว่างการเผาแบบไพโรลูไซต์
การกู้คืนแร่แมงกานีสออกไซด์ที่มีธาตุเหล็กด้วยโค้ก เฟอร์โรแมงกานีส (~80% Mn) มักจะได้มาด้วยวิธีนี้ในโลหะวิทยา
แมงกานีสโลหะบริสุทธิ์ผลิตโดยอิเล็กโทรไลซิส

คุณสมบัติทางกายภาพ

คุณสมบัติบางอย่างแสดงในตาราง คุณสมบัติอื่น ๆ ของแมงกานีส:

ฟังก์ชันการทำงานของอิเล็กตรอน: 4.1 eV
ค่าสัมประสิทธิ์การขยายตัวทางความร้อนเชิงเส้น: 0.000022 ซม./ซม./°C (ที่ 0 °C)
ค่าการนำไฟฟ้า: 0.00695 106 โอห์ม -1 ซม. -1
การนำความร้อน: 0.0782 W/cm K
เอนทาลปีของการทำให้เป็นละออง: 280.3 kJ/mol ที่ 25°C
เอนทัลปีของการหลอมเหลว: 14.64 kJ/mol
เอนทาลปีของการกลายเป็นไอ: 219.7 kJ/mol
ความแข็ง

สเกลบริเนล: MN/m²
ขนาด Mohs: 4

ความดันไอ: 121 Pa ที่ 1244 °C
ปริมาณโมล: 7.35 cm³/mol

คุณสมบัติทางเคมี

สถานะออกซิเดชันทั่วไปของแมงกานีส: 0, +2, +3, +4, +6, +7 (สถานะออกซิเดชัน +1, +5 ไม่มีลักษณะเฉพาะ) เมื่อเกิดปฏิกิริยาออกซิไดซ์ในอากาศ ผงแมงกานีสไหม้ในออกซิเจน
แมงกานีสเมื่อถูกความร้อนจะย่อยสลายน้ำแทนที่ไฮโดรเจน ในกรณีนี้ ชั้นของแมงกานีสไฮดรอกไซด์ที่เกิดขึ้นจะทำให้ปฏิกิริยาช้าลง แมงกานีสดูดซับไฮโดรเจนด้วยอุณหภูมิที่เพิ่มขึ้นความสามารถในการละลายในแมงกานีสจะเพิ่มขึ้น ที่อุณหภูมิสูงกว่า 1200 °C มันจะทำปฏิกิริยากับไนโตรเจน ทำให้เกิดไนไตรด์ที่มีองค์ประกอบต่างๆ
คาร์บอนทำปฏิกิริยากับแมงกานีสหลอมเหลวเพื่อสร้างคาร์ไบด์ Mn 3 C และอื่นๆ นอกจากนี้ยังก่อให้เกิดซิลิไซด์, บอไรด์, ฟอสไฟด์ แมงกานีสมีความคงตัวในสารละลายด่าง
แมงกานีสก่อตัวเป็นออกไซด์ต่อไปนี้: MnO, Mn 2 O 3 , MnO 2 , MnO 3 (ไม่แยกได้ในสถานะอิสระ) และแมงกานีสแอนไฮไดรด์ Mn 2 O 7 .
Mn 2 O 7 ภายใต้สภาวะปกติสารที่เป็นของเหลวที่มีสีเขียวเข้มไม่เสถียรมาก ในส่วนผสมที่มีกรดซัลฟิวริกเข้มข้นจะจุดไฟสารอินทรีย์ ที่ 90 °C Mn2O7 จะสลายตัวด้วยการระเบิด ออกไซด์ที่เสถียรที่สุดคือ Mn 2 O 3 และ MnO 2 รวมถึงออกไซด์รวม Mn 3 O 4 (2MnO·MnO 2 หรือเกลือ Mn 2 MnO 4) เมื่อแมงกานีส (IV) ออกไซด์ (ไพโรลูไซต์) หลอมรวมกับด่างในที่ที่มีออกซิเจน แมงกาเนตจะก่อตัวขึ้น สารละลาย Manganate มีสีเขียวเข้ม สารละลายจะเปลี่ยนเป็นสีแดงเข้มเนื่องจากการปรากฏตัวของ MnO 4 − แอนไอออน และตะกอนสีน้ำตาลของแมงกานีส-ไฮดรอกไซด์ (IV) ตกตะกอนจากมัน
กรดเปอร์แมงกานิกมีความเข้มข้นมาก แต่ไม่เสถียร ไม่สามารถทำให้เข้มข้นเกิน 20% กรดและเกลือของมัน (เปอร์แมงกาเนต) เป็นตัวออกซิไดซ์ที่แรง ตัวอย่างเช่น โพแทสเซียมเปอร์แมงกาเนตขึ้นอยู่กับค่า pH ของสารละลาย ออกซิไดซ์สารต่างๆ ลดลงเหลือสารประกอบแมงกานีสที่มีสถานะออกซิเดชันต่างกัน ในสภาพแวดล้อมที่เป็นกรด - ถึงสารประกอบแมงกานีส (II) ในสารประกอบที่เป็นกลาง - ถึงสารประกอบแมงกานีส (IV) ในสภาพแวดล้อมที่เป็นด่างอย่างแรง - ถึงสารประกอบแมงกานีส (VI)
เมื่อเผาแล้ว เปอร์แมงกาเนตจะสลายตัวด้วยการปล่อยออกซิเจน (วิธีหนึ่งในห้องปฏิบัติการเพื่อให้ได้ออกซิเจนบริสุทธิ์) ภายใต้การกระทำของตัวออกซิไดซ์ที่แรง ไอออน Mn 2+ จะผ่านเข้าสู่ MnO 4 - ไอออน ปฏิกิริยานี้ใช้สำหรับการกำหนดคุณภาพของ Mn 2+ (ดูหัวข้อ "การกำหนดโดยวิธีการวิเคราะห์ทางเคมี")
เมื่อสารละลายของเกลือ Mn (II) ถูกทำให้เป็นด่าง การตกตะกอนของแมงกานีส (II) ไฮดรอกไซด์จะตกตะกอนออกมา ซึ่งจะเปลี่ยนเป็นสีน้ำตาลในอากาศอย่างรวดเร็วอันเป็นผลมาจากการเกิดออกซิเดชัน สำหรับคำอธิบายโดยละเอียดของปฏิกิริยา โปรดดูหัวข้อ "การกำหนดโดยวิธีการวิเคราะห์ทางเคมี"
เกลือ MnCl 3 , Mn 2 (SO 4) 3 ไม่เสถียร ไฮดรอกไซด์ Mn (OH) 2 และ Mn (OH) 3 เป็นเบส MnO (OH) 2 - amphoteric แมงกานีส (IV) คลอไรด์ MnCl 4 ไม่เสถียรมาก สลายตัวเมื่อถูกความร้อน ซึ่งใช้เพื่อให้ได้คลอรีน สถานะออกซิเดชันเป็นศูนย์ของแมงกานีสแสดงออกในสารประกอบที่มีลิแกนด์ σ-donor และ π-acceptor ดังนั้นสำหรับแมงกานีสจึงรู้จักคาร์บอนิลขององค์ประกอบ Mn 2 (CO) 10
สารประกอบแมงกานีสอื่นๆ ที่มีลิแกนด์ σ-donor และ π-acceptor ยังเป็นที่รู้จัก (PF 3 , NO, N 2 , P(C 5 H 5) 3)

การประยุกต์ใช้ในอุตสาหกรรม

การประยุกต์ใช้ในงานโลหะวิทยา

แมงกานีสในรูปของเฟอร์โรแมงกานีสใช้เพื่อ "ขจัดออกซิไดซ์" เหล็กในระหว่างการหลอมนั่นคือเพื่อเอาออกซิเจนออกจากเหล็ก นอกจากนี้ยังจับกำมะถันซึ่งช่วยเพิ่มคุณสมบัติของเหล็ก การแนะนำเหล็กสูงถึง 12-13% Mn (ที่เรียกว่า Hadfield Steel) บางครั้งเมื่อรวมกับโลหะอัลลอยด์อื่น ๆ จะทำให้เหล็กแข็งแกร่งขึ้นอย่างมากทำให้แข็งและทนต่อการสึกหรอและแรงกระแทก (เหล็กนี้ชุบแข็งอย่างรวดเร็วและ กระทบหนักขึ้น) เหล็กดังกล่าวใช้สำหรับการผลิตโรงสีบอล เครื่องจักรเคลื่อนที่ดินและหินบด องค์ประกอบเกราะ ฯลฯ มากถึง 20% Mn ถูกนำมาใช้ใน "เหล็กหล่อกระจก" ในช่วงทศวรรษที่ 1920-40 การใช้แมงกานีสทำให้สามารถหลอมเหล็กหุ้มเกราะได้ ในช่วงต้นทศวรรษ 1950 มีการถกเถียงกันในวารสาร Stal เกี่ยวกับความเป็นไปได้ในการลดปริมาณแมงกานีสในเหล็กหล่อ และด้วยเหตุนี้จึงปฏิเสธที่จะสนับสนุนปริมาณแมงกานีสบางอย่างในกระบวนการหลอมแบบเปิด ซึ่งร่วมกับ V.I. Yavoisky และ V.I. Baptizmansky เข้าร่วมโดย E.I. Zarvin ซึ่งบนพื้นฐานของการทดลองการผลิตแสดงให้เห็นถึงความไม่เหมาะสมของเทคโนโลยีที่มีอยู่ ต่อมา เขาได้แสดงให้เห็นถึงความเป็นไปได้ของกระบวนการเปิดเตาหลอมเหล็กหล่อแมงกานีสต่ำ ด้วยการเปิดตัว ZSMK การพัฒนาการแปลงเหล็กหล่อแมงกานีสต่ำในคอนเวอร์เตอร์จึงเริ่มต้นขึ้น โลหะผสมของ 83% Cu, 13% Mn และ 4% Ni (แมงกานิน) มีความต้านทานไฟฟ้าสูงซึ่งเปลี่ยนแปลงเพียงเล็กน้อยตามอุณหภูมิ ดังนั้นจึงใช้สำหรับการผลิตรีโอสแตท ฯลฯ แมงกานีสถูกนำเข้าสู่ทองแดงและทองเหลือง

การประยุกต์ใช้ในวิชาเคมี

มีการใช้แมงกานีสไดออกไซด์จำนวนมากในการผลิตเซลล์กัลวานิกแมงกานีส - สังกะสี MnO 2 ถูกใช้ในเซลล์เช่นตัวออกซิไดซ์ - ดีโพลาไรเซอร์ สารประกอบแมงกานีสยังใช้กันอย่างแพร่หลายทั้งในการสังเคราะห์สารอินทรีย์ชั้นดี (MnO 2 และ KMnO 4 เป็นตัวออกซิไดซ์) และการสังเคราะห์สารอินทรีย์ทางอุตสาหกรรม (ส่วนประกอบของตัวเร่งปฏิกิริยาออกซิเดชันของไฮโดรคาร์บอน เช่น ในการผลิตกรดเทเรพทาลิกโดยออกซิเดชันของพี-ไซลีน ออกซิเดชันของ พาราฟินเป็นกรดไขมันที่สูงขึ้น) . แมงกานีส arsenide มีผลแม่เหล็กขนาดใหญ่ที่เพิ่มขึ้นภายใต้แรงกดดัน แมงกานีส เทลลูไรด์เป็นวัสดุเทอร์โมอิเล็กทริกที่มีแนวโน้มดี (พลังงานความร้อนที่มี 500 μV/K)

บทบาทและเนื้อหาทางชีวภาพในสิ่งมีชีวิต

แมงกานีสพบได้ในสิ่งมีชีวิตของพืชและสัตว์ทุกชนิด แม้ว่าโดยปกติแล้วจะมีเนื้อหาที่ต่ำมาก ในลำดับหนึ่งในพันของเปอร์เซ็นต์ แมงกานีสก็มีผลกระทบอย่างมีนัยสำคัญต่อกิจกรรมที่สำคัญ กล่าวคือ มันเป็นธาตุ แมงกานีสมีผลต่อการเจริญเติบโต การสร้างเลือด และการทำงานของอวัยวะสืบพันธุ์ ใบบีทอุดมไปด้วยแมงกานีสมากถึง 0.03% และพบจำนวนมากในสิ่งมีชีวิตของมดแดง - มากถึง 0.05% แบคทีเรียบางชนิดมีแมงกานีสมากถึงหลายเปอร์เซ็นต์ การสะสมของแมงกานีสในร่างกายมากเกินไปส่งผลกระทบต่อการทำงานของระบบประสาทส่วนกลาง สิ่งนี้แสดงออกในความเหนื่อยล้า, ง่วงนอน, การทำงานของหน่วยความจำเสื่อมลง แมงกานีสเป็นพิษ polytropic ที่มีผลต่อปอด ระบบหัวใจและหลอดเลือด และตับ ทำให้เกิดอาการแพ้และทำให้เกิดการกลายพันธุ์

ความเป็นพิษ

ปริมาณที่เป็นพิษสำหรับมนุษย์คือ 40 มก. ของแมงกานีสต่อวัน ยังไม่ได้กำหนดขนาดยาที่ร้ายแรงสำหรับมนุษย์ เมื่อรับประทานทางปาก แมงกานีสเป็นธาตุที่มีพิษน้อยที่สุดชนิดหนึ่ง สัญญาณหลักของพิษแมงกานีสในสัตว์ ได้แก่ การยับยั้งการเจริญเติบโต ความอยากอาหารลดลง เมแทบอลิซึมของธาตุเหล็กบกพร่อง และการทำงานของสมองที่เปลี่ยนแปลงไป ไม่มีรายงานกรณีพิษแมงกานีสในมนุษย์ที่เกิดจากการกินอาหารที่มีแมงกานีสสูง โดยทั่วไปจะพบพิษของผู้คนในกรณีที่สูดดมแมงกานีสจำนวนมากในที่ทำงานเรื้อรัง มันแสดงออกในรูปแบบของความผิดปกติทางจิตอย่างรุนแรงรวมถึงอาการหงุดหงิด hypermotility และภาพหลอน - "แมงกานีสบ้า" ในอนาคตการเปลี่ยนแปลงของระบบ extrapyramidal จะพัฒนาคล้ายกับโรคพาร์กินสัน โดยปกติจะใช้เวลาหลายปีกว่าที่ภาพทางคลินิกของพิษแมงกานีสเรื้อรังจะเกิดขึ้น เป็นลักษณะที่เพิ่มขึ้นค่อนข้างช้าในการเปลี่ยนแปลงทางพยาธิวิทยาในร่างกายที่เกิดจากเนื้อหาที่เพิ่มขึ้นของแมงกานีสในสิ่งแวดล้อม (โดยเฉพาะอย่างยิ่งการแพร่กระจายของคอพอกเฉพาะถิ่นซึ่งไม่เกี่ยวข้องกับการขาดสารไอโอดีน)

สนาม

Usinsk ฝากแมงกานีส