أقصى حالة أكسدة للمنغنيز. ما هو المنغنيز: دراسة العنصر الكيميائي

لفترة طويلةويعتبر أحد مركبات هذا العنصر، وهو ثاني أكسيده (المعروف باسم البيرولوسيت)، أحد أنواع خام الحديد المغناطيسي المعدني. فقط في عام 1774 اكتشف أحد الكيميائيين السويديين أن البيرولوسيت يحتوي على معدن غير مستكشف. ونتيجة لتسخين هذا المعدن مع الفحم، أمكن الحصول على نفس المعدن غير المعروف. في البداية كان يطلق عليه اسم المنغنيز، وبعد ذلك ظهر الاسم الحديث - المنغنيز. يحتوي العنصر الكيميائي على العديد من الخصائص المثيرة للاهتمام، والتي سيتم مناقشتها أدناه.

يقع في مجموعة فرعية جانبية من المجموعة السابعة الجدول الدوري(مهم: جميع عناصر المجموعات الفرعية الجانبية هي معادن). الصيغة الإلكترونية 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d5 (صيغة D النموذجية). المنغنيز كمادة حرة له لون أبيض فضي. ونظرًا لنشاطه الكيميائي، فإنه لا يوجد في الطبيعة إلا على شكل مركبات مثل الأكاسيد والفوسفات والكربونات. المادة مقاومة للحرارة، ودرجة انصهارها هي 1244 درجة مئوية.

مثير للاهتمام!تم العثور على نظير واحد فقط لعنصر كيميائي في الطبيعة، له كتلة ذرية 55. يتم الحصول على النظائر المتبقية بشكل صناعي، والنظائر المشعة الأكثر استقرارا مع كتلة ذرية 53 (نصف العمر هو تقريبا نفس عمر اليورانيوم ).

حالة أكسدة المنغنيز

لديها ست حالات أكسدة مختلفة. في حالة الأكسدة الصفرية، يكون العنصر قادرًا على تكوين مركبات معقدة باستخدام بروابط عضوية (على سبيل المثال، P(C5H5)3)، بالإضافة إلى بروابط غير عضوية:

• أول أكسيد الكربون (ديكاكربونيل ثنائي المنغنيز)،
• نتروجين،
• ثلاثي فلوريد الفوسفور,
• أكسيد النيتريك.

حالة الأكسدة +2 نموذجية لأملاح المنغنيز. هام: هذه المركبات لها خصائص علاجية بحتة. المركبات الأكثر استقرارا مع حالة الأكسدة +3 هي أكسيد Mn2O3، وكذلك هيدرات هذا الأكسيد Mn(OH)3. عند +4، الأكثر استقرارًا هي MnO2 وأكسيد-هيدروكسيد الأمفوتريك MnO(OH)2.

حالة أكسدة المنغنيز +6 نموذجية لحمض المنغنيز وأملاحه، والتي توجد فقط في محلول مائي. تعتبر حالة الأكسدة +7 نموذجية بالنسبة لحمض البرمنجانيك وأنهيدريده وأملاحه - البرمنجنات (المشابهة للبيركلورات) - عوامل مؤكسدة قوية، موجودة فقط في محلول مائي. ومن المثير للاهتمام أنه عند تقليل برمنجنات البوتاسيوم (وتسمى في الحياة اليومية برمنجنات البوتاسيوم)، هناك ثلاثة تفاعلات مختلفة ممكنة:

• في وجود حمض الكبريتيك، يتم تقليل أنيون MnO4- إلى Mn2+.
• إذا كان الوسط محايدًا، يتم تقليل أيون MnO4- إلى MnO(OH)2 أو MnO2.
• في وجود القلويات، يتم اختزال أنيون MnO4- إلى أيون المنجنيت MnO42-.

المنغنيز كما عنصر كيميائي

الخواص الكيميائية

في ظل الظروف العادية يكون غير نشط. والسبب هو طبقة الأكسيد التي تظهر عند تعرضها للأكسجين الجوي. إذا تم تسخين مسحوق المعدن قليلا، فإنه يحترق، ويتحول إلى MnO2.

عند تسخينه، فإنه يتفاعل مع الماء، ويزيح الهيدروجين. نتيجة للتفاعل، يتم الحصول على هيدروكسيد غير قابل للذوبان عمليا Mn(OH)2. هذه المادة تمنع المزيد من التفاعل مع الماء.

مثير للاهتمام!الهيدروجين قابل للذوبان في المنغنيز، ومع زيادة درجة الحرارة، تزداد قابلية الذوبان (يتم الحصول على محلول الغاز الموجود في المعدن).

عند تسخينه بقوة شديدة (درجات حرارة أعلى من 1200 درجة مئوية)، فإنه يتفاعل مع النيتروجين، مما ينتج عنه النتريدات. يمكن أن تحتوي هذه المركبات على تركيبات مختلفة، وهو ما يعتبر نموذجيًا لما يسمى بالبيرثوليدات. يتفاعل مع البورون والفوسفور والسيليكون وفي شكل منصهر - مع الكربون. يحدث التفاعل الأخير أثناء اختزال المنغنيز بفحم الكوك.

عند التفاعل مع أحماض الكبريتيك والهيدروكلوريك المخففة، يتم الحصول على الملح ويتم إطلاق الهيدروجين. لكن التفاعل مع حامض الكبريتيك القوي يختلف: نواتج التفاعل هي الملح والماء وثاني أكسيد الكبريت (في البداية حمض الكبريتيكيتم تقليله إلى الكبريت. ولكن بسبب عدم الاستقرار، يتحلل حمض الكبريت إلى ثاني أكسيد الكبريت والماء).

عند التفاعل مع حمض النيتريك المخفف، يتم الحصول على النترات والماء وأكسيد النيتريك.

يشكل ستة أكاسيد:

• أكسيد النيتروز، أو MnO،
• أكسيد، أو Mn2O3،
• أكسيد أكسيد Mn3O4،
• ثاني أكسيد أو MnO2،
• أنهيدريد المنغنيز MnO3,
• أنهيدريد المنغنيز Mn2O7.

مثير للاهتمام!تحت تأثير الأكسجين الجوي، يتحول أكسيد النيتروز تدريجياً إلى أكسيد. لم يتم عزل أنهيدريد برمنجنات في شكل حر.

الأكسيد مركب له ما يسمى بحالة الأكسدة الكسرية. عندما تذوب في الأحماض، تتشكل أملاح المنغنيز ثنائي التكافؤ (الأملاح التي تحتوي على كاتيون Mn3+ غير مستقرة ويتم اختزالها إلى مركبات تحتوي على كاتيون Mn2+).

ثاني أكسيد وأكسيد وأكسيد النيتروز هي الأكاسيد الأكثر استقرارا. أنهيدريد المنغنيز غير مستقر. هناك تشابهات مع العناصر الكيميائية الأخرى:

• Mn2O3 وMn3O4 عبارة عن أكاسيد أساسية، وتشبه خصائصها مركبات الحديد المماثلة؛
• MnO2 هو أكسيد مذبذب، يشبه في خصائصه الألومنيوم وأكاسيد الكروم ثلاثي التكافؤ؛
• Mn2O7 هو أكسيد حمضي، وخصائصه تشبه إلى حد كبير أكسيد الكلور العالي.

من السهل ملاحظة التشابه مع الكلورات والبيركلورات. يتم الحصول على المنغنيز، مثل الكلورات، بشكل غير مباشر. ولكن يمكن الحصول على البرمنجنات إما بشكل مباشر، أي عن طريق تفاعل أنهيدريد وأكسيد / هيدروكسيد فلز في وجود الماء، أو بشكل غير مباشر.

في الكيمياء التحليلية، يقع كاتيون Mn2+ ضمن المجموعة التحليلية الخامسة. هناك العديد من التفاعلات التي يمكنها اكتشاف هذا الكاتيون:

• عند التفاعل مع كبريتيد الأمونيوم، يتشكل راسب MnS، ويكون لونه بلون اللحم؛ عند إضافة الأحماض المعدنية، يذوب الراسب.
• عند التفاعل مع القلويات، يتم الحصول على راسب أبيض من Mn(OH)2؛ ومع ذلك، عند التفاعل مع الأكسجين الجوي، يتغير لون الراسب من الأبيض إلى البني - ويتم الحصول على Mn(OH)3.
• إذا تمت إضافة بيروكسيد الهيدروجين ومحلول قلوي إلى الأملاح التي تحتوي على كاتيون Mn2+، يترسب راسب بني داكن MnO(OH)2.
• عند إضافة عامل مؤكسد (ثاني أكسيد الرصاص وبزموتات الصوديوم) ومحلول قوي من حمض النيتريك إلى الأملاح التي تحتوي على كاتيون Mn2+، يتحول المحلول إلى اللون القرمزي - وهذا يعني أن Mn2+ قد تم أكسدةه إلى HMnO4.

الخواص الكيميائية

تكافؤ المنغنيز

العنصر في المجموعة السابعة. المنغنيز النموذجي - الثاني والثالث والرابع والسادس والسابع.

يعتبر التكافؤ الصفري أمرًا نموذجيًا بالنسبة للمادة الحرة. المركبات الثنائية التكافؤ هي أملاح تحتوي على كاتيون Mn2+، والمركبات الثلاثية التكافؤ هي الأكسيد والهيدروكسيد، والمركبات رباعية التكافؤ هي ثاني أكسيد، بالإضافة إلى هيدروكسيد الأكسيد. المركبات السداسية والسباعية التكافؤ هي أملاح تحتوي على أنيونات MnO42 وMnO4.

كيف يتم الحصول عليه ومن ماذا يتم الحصول على المنغنيز؟ من خامات المنجنيز والحديد والمنجنيز وكذلك من المحاليل الملحية. هناك ثلاثة معروفة طرق مختلفةالحصول على المنغنيز:

• الانتعاش مع فحم الكوك،
• ألومنيوم حراري,
• التحليل الكهربائي.

في الحالة الأولى، يتم استخدام فحم الكوك وأول أكسيد الكربون كعامل اختزال. يتم استخراج المعدن من خام يحتوي على خليط من أكاسيد الحديد. والنتيجة هي المنغنيز الحديدي (سبائك مع الحديد) والكربيد (ما هو الكربيد؟ إنه مركب من المعدن والكربون).

للحصول على مادة أنقى، يتم استخدام إحدى طرق المعالجة الحرارية المعدنية - الألومنيوم الحراري. أولاً، يتم تكلس البيرولوسيت، الذي ينتج Mn2O3. ثم يتم خلط الأكسيد الناتج مع مسحوق الألومنيوم. أثناء التفاعل، يتم إطلاق الكثير من الحرارة، ونتيجة لذلك يذوب المعدن الناتج، ويغطيه أكسيد الألومنيوم بغطاء الخبث.

المنغنيز معدن متوسط ​​النشاط ويقع في سلسلة بيكيتوف على يسار الهيدروجين وعلى يمين الألومنيوم. وهذا يعني أنه أثناء التحليل الكهربائي للمحاليل المائية للأملاح مع كاتيون Mn2+، يتم تقليل كاتيون المعدن عند الكاثود (أثناء التحليل الكهربائي لمحلول مخفف جدًا، يتم تقليل الماء أيضًا عند الكاثود). أثناء التحليل الكهربائي لمحلول مائي من MnCl2، تحدث التفاعلات التالية:

MnCl2 Mn2+ + 2Cl-

الكاثود (قطب سالب الشحنة): Mn2+ + 2e Mn0

الأنود (قطب موجب الشحنة): 2Cl- - 2e 2Cl0 Cl2

معادلة التفاعل النهائية هي:

MnCl2 (el-z) Mn + Cl2

ينتج التحليل الكهربائي أنقى معدن المنغنيز.

فيديو مفيد: المنغنيز ومركباته

طلب

استخدام المنغنيز واسع جدًا. يتم استخدام كل من المعدن نفسه ومركباته المختلفة. يتم استخدامه في شكله الحر في صناعة المعادن لأغراض مختلفة:

• باعتباره "مزيل الأكسدة" عند صهر الفولاذ (يرتبط الأكسجين ويتشكل Mn2O3)؛
• كعنصر صناعة السبائك: فهو ينتج فولاذًا قويًا يتمتع بمقاومة عالية للتآكل ومقاومة الصدمات؛
• لصهر ما يسمى بالدرجة المدرعة من الفولاذ؛
• كعنصر من البرونز والنحاس.
• لإنشاء المنجانين، وهي سبيكة من النحاس والنيكل. يتم تصنيع الأجهزة الكهربائية المختلفة، مثل المقاومة المتغيرة، من هذه السبيكة

يستخدم MnO2 لصنع الخلايا الجلفانية Zn-Mn. يتم استخدام MnTe وMnAs في الهندسة الكهربائية.

تطبيقات المنغنيز

يستخدم برمنجنات البوتاسيوم، الذي يطلق عليه غالبًا برمنجنات البوتاسيوم، على نطاق واسع في الحياة اليومية (للحمامات الطبية) وفي الصناعة والمختبرات. يتغير لون اللون القرمزي للبرمنجنات عندما يتم تمرير الهيدروكربونات غير المشبعة ذات الروابط المزدوجة والثلاثية عبر المحلول. عند تسخينها بقوة، تتحلل البرمنجنات. وهذا ينتج المنجنات، MnO2، والأكسجين. هذه إحدى طرق الحصول على الأكسجين النقي كيميائيًا في ظروف المختبر.

لا يمكن الحصول على أملاح حمض البرمنجنات إلا بشكل غير مباشر. للقيام بذلك، يتم خلط MnO2 مع القلويات الصلبة ويتم تسخينها في وجود الأكسجين. هناك طريقة أخرى للحصول على المنغنيز الصلب وهي تكليس البرمنجنات.

حلول المنجنات لها لون أخضر غامق جميل. ومع ذلك، فإن هذه المحاليل غير مستقرة وتخضع لتفاعل غير متناسب: يتغير اللون الأخضر الداكن إلى اللون القرمزي، ويتشكل أيضًا راسب بني. وينتج عن التفاعل برمنجنات وMnO2.

يستخدم ثاني أكسيد المنغنيز في المختبر كمحفز لتحلل كلورات البوتاسيوم (ملح بيرثوليت)، وكذلك لإنتاج الكلور النقي. ومن المثير للاهتمام، نتيجة لتفاعل MnO2 مع كلوريد الهيدروجين، يتم الحصول على منتج وسيط - مركب غير مستقر للغاية MnCl4، والذي يتحلل إلى MnCl2 والكلور. المحاليل المحايدة أو المحمضة للأملاح مع كاتيون Mn2+ لها لون وردي شاحب (Mn2+ يشكل مركبًا يحتوي على 6 جزيئات ماء).

فيديو مفيد: المنجنيز - عنصر الحياة

خاتمة

هذا هو وصف موجز لالمنغنيز و الخواص الكيميائية. وهو معدن أبيض فضي ذو نشاط متوسط، ويتفاعل مع الماء فقط عند تسخينه، واعتمادًا على درجة الأكسدة، يُظهر خصائص معدنية وغير معدنية. وتستخدم مركباته في الصناعة والمنزل وفي المختبرات لإنتاج الأكسجين النقي والكلور.

الجزء 1

1. حالة الأكسدة (s.o.) هيالشحنة التقليدية لذرات العنصر الكيميائي في مادة معقدة، وتحسب على أساس افتراض أنها تتكون من أيونات بسيطة.

يجب ان تعرف!

1) في اتصالات مع. يا. الهيدروجين = +1، باستثناء الهيدريدات .
2) في اتصالات مع. يا. الأكسجين = -2، باستثناء البيروكسيدات  والفلوريدات 
3) تكون حالة أكسدة المعادن إيجابية دائمًا.

للمعادن من المجموعات الفرعية الرئيسية اول ثلاثةمجموعات س. يا. ثابت:

معادن المجموعة IA - ص. يا. = +1،
معادن المجموعة IIA - ص. يا. = +2،
معادن المجموعة IIIA - ص. يا. = +3. 4

في الذرات الحرة والمواد البسيطة ص. يا. = 0.5

إجمالي ق. يا. جميع العناصر في الاتصال = 0.

2. طريقة تكوين الأسماءمركبات ثنائية العنصر (ثنائية).

4. أكمل الجدول "أسماء وصيغ المركبات الثنائية."

5. تحديد حالة الأكسدة لعنصر المركب المعقد الموضح بالخط.

الجزء 2

1. تحديد حالات أكسدة العناصر الكيميائية في المركبات باستخدام صيغها. أكتب أسماء هذه المواد .

2. قسّم المواد FeO، Fe2O3، CaCl2، AlBr3، CuO، K2O، BaCl2، SO3 إلى مجموعتين. اكتب أسماء المواد مع الإشارة إلى حالات الأكسدة الخاصة بها.

3. إنشاء تطابق بين الاسم وحالة الأكسدة لذرة العنصر الكيميائي وصيغة المركب.

4. تكوين صيغ للمواد بالاسم.

5. ما عدد الجزيئات الموجودة في 48 جم من أكسيد الكبريت (IV)؟

6. باستخدام الإنترنت ومصادر المعلومات الأخرى، قم بإعداد رسالة حول استخدام أي مركب ثنائي وفق الخطة التالية:

1) الصيغة؛
2) الاسم؛
3) الخصائص؛
4) التطبيق.

ماء H2O، أكسيد الهيدروجين. الماء في الظروف العادية يكون سائلاً، عديم اللون والرائحة، وأزرق اللون في طبقة سميكة. نقطة الغليان حوالي 100 درجة مئوية. يعتبر مذيب جيد . يتكون جزيء الماء من ذرتي هيدروجين وذرة أكسجين واحدة، وهذا هو تركيبه النوعي والكمي. وهي مادة معقدة، وتتميز بالخصائص الكيميائية التالية: التفاعل مع المعادن القلوية، والمعادن الأرضية القلوية.

تسمى تفاعلات التبادل مع الماء بالتحلل المائي. هذه التفاعلات لها أهمية كبيرة في الكيمياء.

7. حالة أكسدة المنغنيز في مركب K2MnO4 تساوي:

8. يتمتع الكروم بأدنى حالة أكسدة في المركب الذي صيغته هي:

1) Cr2O3


9. الدرجة القصوىيُظهر الكلور الأكسدة في مركب صيغته هي:

أحد أهم المعادن في صناعة المعادن هو المنغنيز. بالإضافة إلى ذلك، فهو بشكل عام عنصر غير عادي إلى حد ما يرتبط به حقائق مثيرة للاهتمام. مهم للكائنات الحية، وضروري في إنتاج العديد من السبائك، المواد الكيميائية. المنغنيز - يمكن رؤية الصورة أدناه. ومن خصائصه وخصائصه التي سننظر فيها في هذه المقالة.

خصائص العنصر الكيميائي

إذا تحدثنا عن المنغنيز كعنصر، فيجب علينا أولاً وصف موقعه فيه.

1. يقع في الفترة الرئيسية الرابعة، المجموعة السابعة، المجموعة الفرعية الثانوية.
2. الرقم التسلسلي هو 25. المنغنيز عنصر كيميائي ذراته تساوي +25. عدد الإلكترونات هو نفسه، النيوترونات - 30.
3. قيمة الكتلة الذرية هي 54.938.
4. رمز العنصر الكيميائي للمنغنيز هو Mn.
5. الاسم اللاتيني هو المنغنيز.

ويقع بين الكروم والحديد، مما يفسر تشابهه معهما في الخصائص الفيزيائية والكيميائية.

المنغنيز - العنصر الكيميائي: فلز انتقالي

إذا اعتبرنا التكوين الإلكترونيةمن الذرة المختزلة، فستبدو صيغتها كما يلي: 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 4s 2 3d 5. يصبح من الواضح أن العنصر الذي نفكر فيه هو من عائلة d. تشير خمسة إلكترونات في المستوى الفرعي ثلاثي الأبعاد إلى استقرار الذرة، والذي يتجلى في خواصها الكيميائية.

كمعدن، المنغنيز هو عامل اختزال، ولكن معظم مركباته قادرة على إظهار قدرات مؤكسدة قوية إلى حد ما. ويرجع ذلك إلى حالات الأكسدة والتكافؤ المختلفة التي يمتلكها عنصر معين. هذه هي خصوصية جميع المعادن في هذه العائلة.

وبالتالي فإن المنغنيز عنصر كيميائي يقع بين ذرات أخرى وله خصائصه الخاصة. دعونا نلقي نظرة على ما هي هذه الخصائص بمزيد من التفصيل.

المنغنيز هو عنصر كيميائي. حالة الأكسدة

لقد أحضرنا بالفعل صيغة إلكترونيةذرة. ووفقا لذلك، فإن هذا العنصر قادر على إظهار العديد من حالات الأكسدة الإيجابية. هذا:

تكافؤ الذرة هو IV. المركبات الأكثر ثباتًا هي تلك التي يظهر فيها المنغنيز قيم +2، +4، +6. أعلى درجة من الأكسدة تسمح للمركبات بالعمل كعوامل مؤكسدة قوية. على سبيل المثال: KMnO 4، Mn 2 O 7.

المركبات التي تحتوي على +2 هي عوامل اختزال؛ هيدروكسيد المنغنيز (II) له خواص مذبذبة، مع غلبة الخواص الأساسية. تشكل حالات الأكسدة المتوسطة مركبات مذبذبة.

تاريخ الاكتشاف

المنغنيز عنصر كيميائي لم يتم اكتشافه على الفور، ولكن تم اكتشافه تدريجياً من قبل علماء مختلفين. ومع ذلك، فقد استخدم الناس مركباته منذ العصور القديمة. تم استخدام أكسيد المنغنيز (IV) لصنع الزجاج. وذكر أحد الإيطاليين أن إضافة هذا المركب أثناء الإنتاج الكيميائي للزجاج يحول لونه إلى اللون الأرجواني. جنبا إلى جنب مع هذا، نفس المادة تساعد على القضاء على الغيوم في النظارات الملونة.

وفي وقت لاحق في النمسا، تمكن العالم كيم من الحصول على قطعة من معدن المنغنيز عن طريق تعريض البوروليزيت (أكسيد المنغنيز (IV))، والبوتاس والفحم لدرجات حرارة عالية. إلا أن هذه العينة كانت بها شوائب كثيرة لم يتمكن من التخلص منها، لذلك لم يتم الاكتشاف.

وفي وقت لاحق، قام عالم آخر أيضًا بتصنيع خليط كانت فيه نسبة كبيرة من المعدن النقي. وكان بيرجمان هو من اكتشف سابقًا عنصر النيكل. ومع ذلك، لم يكن مقدرا له إكمال الأمر.

المنغنيز هو عنصر كيميائي يمكن الحصول عليه وعزله في شكله مادة بسيطةنجح كارل شيل لأول مرة في عام 1774. ومع ذلك، فقد فعل ذلك مع آي جان، الذي أكمل عملية صهر قطعة معدنية. لكن حتى أنهم لم يتمكنوا من تخليصه من الشوائب بشكل كامل والحصول على عائد 100% من المنتج.

ومع ذلك، فقد تم اكتشاف الذرة في هذه المرة بالتحديد. حاول هؤلاء العلماء أنفسهم تسميتها بالمكتشفين. اختاروا مصطلح المنغنيزيوم. لكن بعد اكتشاف المغنيسيوم بدأ الارتباك وتغير اسم المنغنيز إلى اسمه الحديث (H. David, 1908).

نظرًا لأن المنغنيز عنصر كيميائي تعتبر خصائصه ذات قيمة كبيرة للعديد من العمليات المعدنية، فقد أصبح من الضروري بمرور الوقت إيجاد طريقة للحصول عليه في أنقى صورة ممكنة. تم حل هذه المشكلة من قبل العلماء في جميع أنحاء العالم، ولكن تم حلها فقط في عام 1919 بفضل عمل الكيميائي السوفيتي R. Agladze. كان هو الذي وجد طريقة للحصول على معدن نقي بنسبة 99.98٪ من كبريتات وكلوريدات المنغنيز عن طريق التحليل الكهربائي. الآن يتم استخدام هذه الطريقة في جميع أنحاء العالم.

التواجد في الطبيعة

المنغنيز عنصر كيميائي، ويمكن رؤية صورة لمادة بسيطة أدناه. وفي الطبيعة يوجد العديد من نظائر هذه الذرة، ويختلف عدد النيوترونات فيها بشكل كبير. وبالتالي، فإن أعداد الكتلة تتراوح من 44 إلى 69. ومع ذلك، فإن النظير المستقر الوحيد هو العنصر الذي تبلغ قيمته 55 Mn، وجميع العناصر الأخرى إما لها نصف عمر قصير بشكل مهمل أو توجد بكميات صغيرة جدًا.

نظرًا لأن المنغنيز عنصر كيميائي تختلف حالة تأكسده كثيرًا، فإنه يشكل أيضًا العديد من المركبات في الطبيعة. لم يتم العثور على هذا العنصر في شكله النقي. في المعادن والخامات، جارها الثابت هو الحديد. في المجمل، يمكننا تحديد عدد قليل من أهمها الصخوروالتي تحتوي على المنغنيز.

1. البيرولوسيت. الصيغة المركبة: MnO 2 *nH 2 O.
2. سيلوميلان، MnO2*mMnO*nH2O جزيء.
3. المنغنيت، الصيغة MnO*OH.
4. براونيت أقل شيوعا من الآخرين. الصيغة Mn2O3.
5. هوسمانيت، الصيغة Mn*Mn 2 O 4.
6. رودونيت منغنيز 2 (SiO 3) 2.
7. خامات كربونات المنغنيز .
8. الصاري القرمزي أو الرودوكروزيت - MnCO 3.
9. بوربوريت - منغنيز 3 ف 4.

بالإضافة إلى ذلك، يمكن التعرف على العديد من المعادن الأخرى، والتي تحتوي أيضًا على العنصر المعني. هذا:

• الكالسيت.
• السدريت.
• معادن طينية
• العقيق الأبيض؛
• أوبال؛
• مركبات الرمل والطمي.

بالإضافة إلى الصخور والصخور الرسوبية والمعادن، يعتبر المنغنيز عنصرًا كيميائيًا يشكل جزءًا من الكائنات التالية:

1. الكائنات النباتية. أكبر الخزانات لهذا العنصر هي: كستناء الماء، الطحلب البطي، والدياتومات.
2. فطر الصدأ.
3. بعض أنواع البكتيريا.
4. الحيوانات التالية: النمل الأحمر، القشريات، الرخويات.
5. الناس - الاحتياجات اليومية حوالي 3-5 ملغ.
6. وتحتوي مياه المحيط العالمي على 0.3% من هذا العنصر.
7. يبلغ إجمالي محتوى القشرة الأرضية 0.1% وزنًا.

وبشكل عام، فهو العنصر الرابع عشر الأكثر وفرة على كوكبنا. ومن بين المعادن الثقيلة، فهو يأتي في المرتبة الثانية بعد الحديد.

الخصائص الفيزيائية

من وجهة نظر خصائص المنغنيز كمادة بسيطة، عدة رئيسية الخصائص البدنيةله.

1. في شكل مادة بسيطة، فهو معدن صلب إلى حد ما (المؤشر على مقياس موس هو 4). اللون أبيض فضي، في الهواء يصبح مغطى بطبقة أكسيد واقية، ويلمع عند القطع.
2. نقطة الانصهار هي 1246 درجة مئوية.
3. نقطة الغليان - 2061 0 درجة مئوية.
4. خصائص التوصيل جيدة، فهي مغناطيسية.
5. كثافة المعدن 7.44 جم/سم3.
6. إنه موجود في شكل أربعة تعديلات متعددة الأشكال (α، β، γ، σ)، تختلف في بنية وشكل الشبكة البلورية وكثافة التعبئة الذرية. تختلف نقاط انصهارها أيضًا.

هناك ثلاثة أشكال رئيسية من المنغنيز المستخدمة في علم المعادن: β، γ، σ. ألفا أقل شيوعا، لأنه هش للغاية في خصائصه.

الخواص الكيميائية

من وجهة نظر كيميائية، المنغنيز هو عنصر كيميائي تختلف شحنته الأيونية بشكل كبير من +2 إلى +7. وهذا يترك بصماته على نشاطه. في شكله الحر في الهواء، يتفاعل المنغنيز بشكل ضعيف جدًا مع الماء ويذوب في الأحماض المخففة. ومع ذلك، بمجرد زيادة درجة الحرارة، يزداد نشاط المعدن بشكل حاد.

لذلك فهو قادر على التفاعل مع:

• نتروجين؛
• كربون؛
• الهالوجينات.
• السيليكون.
• الفوسفور.
• الكبريت وغيره من المعادن.

عند تسخينه دون الوصول إلى الهواء، ينتقل المعدن بسهولة إلى حالة بخار. اعتمادا على درجة الأكسدة التي يظهرها المنغنيز، يمكن أن تكون مركباته عوامل مختزلة ومؤكسدة. بعض يحمل خصائص مذبذبة. وبالتالي، فإن العناصر الرئيسية هي سمة من المركبات التي يكون فيها +2. مذبذب - +4، وأكسدة حمضية وقوية عند أعلى قيمة +7.

على الرغم من أن المنغنيز معدن انتقالي، إلا أن المركبات المعقدة له قليلة. ويرجع ذلك إلى التكوين الإلكتروني المستقر للذرة، لأن المستوى الفرعي ثلاثي الأبعاد يحتوي على 5 إلكترونات.

طرق الحصول على

هناك ثلاث طرق رئيسية يتم من خلالها إنتاج المنغنيز (عنصر كيميائي) صناعيا. وبما أن الاسم يُقرأ باللاتينية، فقد قمنا بالفعل بتسميته بالمانغوم. إذا قمت بترجمتها إلى اللغة الروسية، فسيكون "نعم، أنا أوضح حقًا، أنا أغير اللون." يعود اسم المنغنيز إلى خصائصه المعروفة منذ العصور القديمة.

ومع ذلك، على الرغم من شعبيته، لم يكن من الممكن الحصول عليه في شكله النقي للاستخدام إلا في عام 1919. ويتم ذلك باستخدام الطرق التالية.

1. التحليل الكهربائي، العائد المنتج هو 99.98٪. ويتم الحصول على المنغنيز بهذه الطريقة في الصناعة الكيميائية.
2. سيليكوثرميك، أو الاختزال مع السيليكون. في هذه الطريقةيندمج أكسيد السيليكون والمنغنيز (IV)، مما يؤدي إلى تكوين المعدن النقي. يبلغ العائد حوالي 68٪، حيث يتحد المنجنيز مع السيليكون لتكوين مبيد السيليكات كمنتج جانبي. تستخدم هذه الطريقة في الصناعة المعدنية.
3. طريقة الألمنيوم الحراري - الاختزال باستخدام الألومنيوم. كما أنه لا يعطي إنتاجية عالية جدًا من المنتج، حيث يتكون المنغنيز ملوثًا بالشوائب.

يعد إنتاج هذا المعدن مهمًا للعديد من العمليات التي تتم في علم المعادن. حتى إضافة صغيرة من المنغنيز يمكن أن تؤثر بشكل كبير على خصائص السبائك. وقد ثبت أن العديد من المعادن تذوب فيه وتملأ شبكته البلورية.

عن طريق الاستخراج والإنتاج من هذا العنصرتحتل روسيا المرتبة الأولى في العالم. وتتم هذه العملية أيضًا في دول مثل:

• الصين.
• كازاخستان.
• جورجيا.
• أوكرانيا.

الاستخدام الصناعى

المنغنيز عنصر كيميائي، واستخدامه مهم ليس فقط في علم المعادن. ولكن أيضا في مجالات أخرى. بالإضافة إلى المعدن في شكله النقي، فإن المركبات المختلفة لذرة معينة لها أيضًا أهمية كبيرة. دعونا الخطوط العريضة لتلك الرئيسية.

1. هناك عدة أنواع من السبائك التي تحتوي على المنغنيز خصائص فريدة من نوعها. على سبيل المثال، فهو قوي جدًا ومقاوم للتآكل لدرجة أنه يتم استخدامه لصهر أجزاء الحفارات وآلات معالجة الحجر والكسارات والمطاحن الكروية وأجزاء الدروع.
2. ثاني أكسيد المنغنيز هو عنصر مؤكسد أساسي في الطلاء الكهربائي، ويستخدم في إنشاء مزيلات الاستقطاب.
3. هناك حاجة إلى العديد من مركبات المنغنيز لإجراء التخليق العضوي للمواد المختلفة.
4. يستخدم برمنجنات البوتاسيوم (أو برمنجنات البوتاسيوم) في الطب كمطهر قوي.
5. هذا العنصر جزء من البرونز والنحاس ويشكل سبيكة خاصة به مع النحاس الذي يستخدم في صناعة توربينات الطائرات وشفراتها وأجزاء أخرى.

الدور البيولوجي

الاحتياجات اليومية من المنغنيز للإنسان هي 3-5 ملغ. نقص هذا العنصر يؤدي إلى الاكتئاب الجهاز العصبي، اضطرابات النوم والقلق، والدوخة. ولم يتم بعد دراسة دورها بشكل كامل، ولكن من الواضح أنها تؤثر في المقام الأول على:

• ارتفاع؛
• نشاط الغدد التناسلية.
• عمل الهرمونات؛
• تكوين الدم.

وهذا العنصر موجود في جميع النباتات والحيوانات والإنسان، مما يثبت دوره البيولوجي المهم.

المنغنيز هو عنصر كيميائي، حقائق مثيرة للاهتمام يمكن أن تثير إعجاب أي شخص وتجعله يفهم أيضًا مدى أهميته. دعونا نقدم أبسطها، والتي وجدت بصمتها في تاريخ هذا المعدن.

1. في الأوقات الصعبة حرب اهليةفي اتحاد الجمهوريات الاشتراكية السوفياتية، كان أحد منتجات التصدير الأولى يحتوي على خام عدد كبير منالمنغنيز
2. إذا تم دمج ثاني أكسيد المنغنيز مع الملح الصخري، ثم يذوب المنتج في الماء، ستبدأ التحولات المذهلة. أولاً، سيتحول المحلول إلى اللون الأخضر، ثم يتغير اللون إلى الأزرق، ثم إلى اللون البنفسجي. أخيرًا، سيتحول إلى اللون القرمزي وسيتشكل راسب بني تدريجيًا. إذا قمت برج الخليط، فسيتم استعادة اللون الأخضر مرة أخرى وسيحدث كل شيء مرة أخرى. ولهذا السبب حصلت برمنجنات البوتاسيوم على اسمها، والذي يُترجم إلى "الحرباء المعدنية".
3. إذا أضيفت الأسمدة المحتوية على المنغنيز إلى التربة، فإن إنتاجية النباتات ستزيد وسيزداد معدل التمثيل الضوئي. سوف يشكل القمح الشتوي الحبوب بشكل أفضل.
4. أكبر كتلة من معدن الرودونيت المنغنيز تزن 47 طنا وتم العثور عليها في جبال الأورال.
5. هناك سبيكة ثلاثية تسمى المنجانين. يتكون من عناصر مثل النحاس والمنغنيز والنيكل. ويمتاز بأنه يتمتع بمقاومة كهربائية عالية لا تعتمد على درجة الحرارة بل تتأثر بالضغط.

وبطبيعة الحال، هذا ليس كل ما يمكن أن يقال عن هذا المعدن. المنغنيز عنصر كيميائي، والحقائق المثيرة للاهتمام حوله متنوعة للغاية. خاصة إذا تحدثنا عن الخصائص التي يضفيها على السبائك المختلفة.

كيمياء المعادن

المحاضرة الثانية: أهم القضايا التي تمت مناقشتها في المحاضرة

معادن المجموعة الفرعية VIIB

الخصائص العامة للمعادن من المجموعة الفرعية VIIB.

كيمياء المنغنيز

مركبات المنغنيز الطبيعية

الخصائص الفيزيائية والكيميائية للمعادن.

مركبات المنغنيز. خصائص الأكسدة والاختزال للمركبات

خصائص موجزة لـ Tc و Re.

المنفذ:

رقم الحدث

معادن المجموعة الفرعية VIIB

الخصائص العامة

						تتكون المجموعة الفرعية VIIB من العناصر d: Mn، Tc، Re، Bh.
						يتم وصف إلكترونات التكافؤ بالصيغة العامة:
						(ن-1)د 5 ns2
							مواد بسيطة - المعادن، رمادي فضي،
			المنغنيز
						ثقيلة، ذات نقاط انصهار عالية، والتي
						زيادة أثناء الانتقال من المنغنيز إلى إعادة، بحيث وفقا لضيق
						إن قابلية الانصهار لـ Re تأتي في المرتبة الثانية بعد W.
							أعظم أهمية عمليةلديه المنغنيز.
			التكنيشيوم				العناصر Tc,Bh – العناصر المشعة الاصطناعية
						تم الحصول عليها مباشرة نتيجة للاندماج النووي. يكرر-
						عنصر نادر.
							العنصران Tc و Re أكثر تشابهاً مع بعضهما البعض
						مع المنغنيز. Tc و Re لديهما مستوى أعلى أكثر استقرارًا
						جذع الأكسدة، لذلك هذه العناصر لها
						المركبات في حالة الأكسدة 7 غريبة.
							يتميز المنغنيز بحالات الأكسدة: 2، 3، 4،
							أكثر استقرارا -				2 و 4. حالات الأكسدة هذه

تظهر في المركبات الطبيعية. الأكثر شيوعا

معادن المنغنيز الغريبة: البيرولوسيت MnO2 والرودوكروسيت MnCO3.

مركبات Mn(+7) و(+6) هي عوامل مؤكسدة قوية.

Mn، Tc، Re يُظهر التشابه الأكبر في الأكسدة العالية

يتم التعبير عنه في الطبيعة الحمضية للأكاسيد والهيدروكسيدات الأعلى.

المنفذ:

رقم الحدث

الهيدروكسيدات الأعلى لجميع عناصر المجموعة الفرعية VIIB قوية

الأحماض ذات الصيغة العامة NEO4.

في أعلى حالة أكسدة، تكون العناصر Mn وTc وRe مشابهة لعنصر المجموعة الفرعية الرئيسية الكلور. الأحماض: HMnO4، HTcO4، HReO4 و

حمض الهيدروكلوريك (HClO4) قوي. تتميز عناصر المجموعة الفرعية VIIB بشكل ملحوظ

تشابه كبير مع جيرانه في السلسلة، على وجه الخصوص، يظهر Mn تشابهًا مع Fe. في الطبيعة، تكون مركبات المنغنيز دائمًا مجاورة لمركبات الحديد.

مرغنيز

حالات الأكسدة المميزة

			إلكترونات التكافؤ Mn – 3d5 4s2.
			الدرجات الأكثر شيوعا
	3د5 4س2	المنغنيز	قيم الأكسدة للمنغنيز هي 2، 3، 4، 6، 7؛
			أكثر استقرارا - 2 و 4. في المحاليل المائية
			حالة الأكسدة +2 مستقرة في الحمضية، و+4 - في

بيئة محايدة وقلوية قليلاً وحمضية قليلاً.

تظهر مركبات Mn(+7) و(+6) خصائص مؤكسدة قوية.

إن الطابع الحمضي القاعدي لأكاسيد وهيدروكسيدات المنغنيز يرجع بشكل طبيعي إلى

يختلف باختلاف حالة الأكسدة: في حالة الأكسدة +2، يكون الأكسيد والهيدروكسيد أساسيين، وفي حالة الأكسدة الأعلى يكونان حمضيين،

وعلاوة على ذلك، HMnO4 هو حمض قوي.

في المحاليل المائية، يوجد Mn(+2) على شكل أكواكاتيونات

2+، والذي يُشار إليه بالبساطة بواسطة Mn2+. المنغنيز في حالات الأكسدة العالية يكون في محلول على شكل رباعيات الأوكزانيون: MnO4 2– و

MnO4 – .

المنفذ:

رقم الحدث

المركبات الطبيعية وإنتاج المعادن

عنصر Mn من حيث تواجده في القشرة الأرضية بين المعادن الثقيلة

يتبع الصيد الحديد، لكنه أدنى منه بشكل ملحوظ - يبلغ محتوى الحديد حوالي 5٪، والمنغنيز - حوالي 0.1٪ فقط. المنغنيز لديه أكسيد أكثر شيوعا

نيويورك والكربونات والخامات. وأهم المعادن هي: الانحلال الحراري

الموقع MnO2 والرودوتشروسيت MnCO3.

للحصول على المنغنيز

بالإضافة إلى هذه المعادن، يتم استخدام الهوزمانيت Mn3 O4 للحصول على المنغنيز

وأكسيد السيلوميلاني المائي MnO2. xH2 O. في خامات المنغنيز كلها

يستخدم المنغنيز بشكل رئيسي في إنتاج أنواع خاصة من الفولاذ ذات قوة عالية ومقاومة للصدمات. لذلك،

يتم الحصول على كمية جديدة من المنغنيز ليس في شكل نقي، ولكن في شكل المنغنيز الحديدي

TSA - سبيكة من المنغنيز والحديد تحتوي على 70 إلى 88% من المنغنيز.

ويبلغ إجمالي حجم الإنتاج العالمي السنوي من المنغنيز، بما في ذلك الحديد المنغنيز، ~ (10 12) مليون طن / سنة.

للحصول على المنغنيز الحديدي، يتم تقليل خام أكسيد المنغنيز

يحرقون الفحم.

MnO2 + 2C = Mn + 2CO

المنفذ:

رقم الحدث

جنبا إلى جنب مع أكاسيد المنغنيز، يتم أيضًا تقليل أكاسيد الحديد الموجودة في الخام.

دي. للحصول على المنغنيز مع الحد الأدنى من محتوى مركبات Fe و C

يتم فصل الحديد مبدئيًا ويتم الحصول على أكسيد مختلط Mn3 O4

(MnO . Mn2 O3 ). ثم يتم اختزاله باستخدام الألومنيوم (يتفاعل البيرولوسيت مع

آل عاصف جدا).

3Mn3 O4 + 8Al = 9Mn + 4Al2 O3

يتم الحصول على المنغنيز النقي بطريقة المعالجة المائية. بعد الحصول الأولي على ملح MnSO4، من خلال محلول كبريتات Mn،

يتم تطبيق تيار كهربائي، ويتم تقليل المنغنيز عند الكاثود:

Mn2+ + 2e– = Mn0.

مادة بسيطة

المنغنيز معدن رمادي فاتح. الكثافة – 7.4 جم/سم3. نقطة الانصهار – 1245 درجة مئوية.

	هذا معدن نشط إلى حد ما، E (Mn		/ من) = - 1.18 فولت.
		يتأكسد بسهولة إلى كاتيون Mn2+ في حالة مخففة
		الأحماض.
		من + 2H+ = Mn2+ + H2
		يتم تخميل المنغنيز في المركزة
		أحماض النيتريك والكبريتيك ولكن عند تسخينها
	أرز. المنغنيز – سي-	يبدأ التفاعل معهم ببطء، ولكن
	معدن أحمر مشابه	حتى تحت تأثير هذه العوامل المؤكسدة القوية
	للأجهزة
		Mn يذهب إلى الكاتيون

Mn2+. عند تسخينه، يتفاعل مسحوق المنغنيز مع الماء

الافراج عن H2.

بسبب الأكسدة في الهواء، يصبح المنجنيز مغطى ببقع بنية اللون،

في جو الأكسجين، يشكل المنغنيز أكسيد

Mn2 O3، وفي درجات حرارة أعلى مختلطة أكسيد MnO. من2O3

(Mn3O4).

المنفذ:

رقم الحدث

عند تسخينه، يتفاعل المنغنيز مع الهالوجينات والكبريت. من التقارب

للكبريت أكثر من الحديد، لذلك عند إضافة المنغنيز الحديدي إلى الفولاذ،

يرتبط الكبريت المذاب فيه بـ MnS. لا يذوب كبريتيد MnS في المعدن ويدخل في الخبث. تزداد قوة الفولاذ بعد إزالة الكبريت مما يسبب الهشاشة.

في جدا درجات حرارة عالية(> 1200 درجة مئوية) المنغنيز، الذي يتفاعل مع النيتروجين والكربون، يشكل نيتريدات وكربيدات غير متكافئة.

مركبات المنغنيز

مركبات المنغنيز (+7)

جميع مركبات Mn(+7) تظهر خصائص مؤكسدة قوية.

برمنجنات البوتاسيوم KMnO 4 - الاتصال الأكثر شيوعا

من(+7). وتكون هذه المادة البلورية داكنة اللون في شكلها النقي

اللون الأرجواني. عند تسخين برمنجنات البلورات، فإنها تتحلل

		2KMnO4 = K2 MnO4 + MnO2 + O2
		من هذا التفاعل في المختبر يمكنك الحصول عليه
		أنيون MnO4 – حلول الألوان الدائمة
		غاناتا باللون البنفسجي التوت. على ال
		الأسطح الملامسة للمحلول
أرز. محلول KMnO4 باللون الوردي-		KMnO4، بسبب قدرة البرمنجنات على الأكسدة
اللون البنفسجي		صب الماء، رقيقة الأصفر والبني
		أفلام أكسيد MnO2.
	4KMnO4 + 2H2O = 4MnO2 + 3O2 + 4KOH

لإبطاء هذا التفاعل، الذي يتسارع في الضوء، يتم تخزين محاليل KMnO4

نيات في زجاجات داكنة.

عند إضافة بضع قطرات من المركزة

حمض الكبريتيك الثلاثي ينتج أنهيدريد البرمنغنيك.

المنفذ:

رقم الحدث

2KMnO4 + H2 SO4 2Mn2 O7 + K2 SO4 + H2 O

أكسيد المنغنيز 2 O 7 هو سائل زيتي ثقيل ذو لون أخضر داكن. هذا هو أكسيد المعدن الوحيد الموجود في الظروف العادية

وهو في حالة سائلة (نقطة الانصهار 5.9 درجة مئوية). يحتوي الأكسيد على جزيئي

الهيكل الخلوي، غير مستقر للغاية، يتحلل بشكل انفجاري عند درجة حرارة 55 درجة مئوية. 2Mn2 O7 = 4MnO2 + 3O2

أكسيد Mn2 O7 هو عامل مؤكسد قوي للغاية وحيوي. كثير أو-

تتأكسد المواد العضوية تحت تأثيرها إلى ثاني أكسيد الكربون وأكسيد الهيدروجين

يُطلق على Mn2 O7 أحيانًا اسم المباريات الكيميائية. إذا تم ترطيب قضيب زجاجي في Mn2O7 ووضعه في مصباح كحول، فسوف يضيء.

عند إذابة Mn2O7 في الماء يتكون حمض البرمنجنيك.

حمض HMnO 4 هو حمض قوي، ويوجد فقط في الماء

الحل الاسمي، وليس معزولا في دولة حرة. يتحلل حمض HMnO4-

مع إطلاق O2 وMnO2.

عند إضافة القلويات الصلبة إلى محلول KMnO4، يتكون

تشكيل المنجنيق الأخضر.

4KMnO4 + 4KOH (ك) = 4K2 MnO4 + O2 + 2H2 O.

عند تسخين KMnO4 مع حمض الهيدروكلوريك المركز، فإنه يتشكل

يوجد غاز Cl2 .

2KMnO4 (ك) + 16HCl (مكثف) = 2MnCl2 + 5Cl2 + 8H2O + 2KCl

تكشف هذه التفاعلات عن الخصائص المؤكسدة القوية للبرمنجنات.

تعتمد منتجات تفاعل KMnO4 مع عوامل الاختزال على حموضة المحلول الذي يحدث فيه رد الفعل.

في المحاليل الحمضية، يتكون كاتيون عديم اللون Mn2+.

MnO4 – + 8H+ +5e–  Mn2+ + 4H2O; (E0 = +1.53 فولت).

يترسب الراسب البني MnO2 من المحاليل المتعادلة.

MnO4 – +2H2 O +3e–  MnO2 + 4OH– .

في المحاليل القلوية يتكون الأنيون الأخضر MnO4 2–.

المنفذ:

رقم الحدث

يتم الحصول على برمنجنات البوتاسيوم في الصناعة إما من المنغنيز

(أكسدته عند الأنود في محلول قلوي)، أو من البيرولوسيت (MnO2 هو ما قبل

يتأكسد بغليان إلى K2 MnO4، والذي يتأكسد بعد ذلك إلى KMnO4 عند الأنود).

مركبات المنغنيز (+6)

المنجنات عبارة عن أملاح تحتوي على أنيون MnO4 2 ولها لون أخضر ساطع.

يكون أنيون MnO4 2─ مستقرًا فقط في بيئة شديدة القلوية. تحت تأثير الماء، وخاصة الحمض، فإن المنغنيز لا يتناسب مع تكوين مركب

من المنغنيز في حالات الأكسدة 4 و 7.

3MnO4 2– + 2H2 O= MnO2 + 2MnO4 – + 4OH–

ولهذا السبب فإن حمض H2 MnO4 غير موجود.

يمكن الحصول على المنغنيتات عن طريق دمج MnO2 مع القلويات أو الكربونات

مي في وجود عامل مؤكسد.

2MnO2 (ك) + 4KOH (ل) + O2 = 2K2 MnO4 + 2H2 O

المنغنيز هي عوامل مؤكسدة قوية ولكن إذا تأثروا

إذا كنت تستخدم عامل مؤكسد أقوى، فإنها تتحول إلى برمنجنات.

عدم التناسب

مركبات المنغنيز (+4)

– مركب المنغنيز الأكثر ثباتاً . يحدث هذا الأكسيد بشكل طبيعي (معدن البيرولوسيت).

أكسيد MnO2 هو مادة ذات لون أسود-بني ذات بلورة قوية جدًا

شعرية ical (مثل الروتيل TiO2). ولهذا السبب، على الرغم من وجود أكسيد المنغنيز 2 هو مذبذبلا يتفاعل مع المحاليل القلوية ومع الأحماض المخففة (تمامًا مثل TiO2). يذوب في الأحماض المركزة.

MnO2 + 4HCl (conc.) = MnCl2 + Cl2 + 2H2O

يتم استخدام التفاعل في المختبر لإنتاج Cl2.

عندما يذوب MnO2 في حمض الكبريتيك المركز وحمض النيتريك، يتكون Mn2+ وO2.

وهكذا، في بيئة حمضية للغاية، يميل MnO2 إلى التحول إلى

Mn2+ كاتيون.

يتفاعل MnO2 مع القلويات فقط في المنصهر لتكوين مختلط

أكاسيد. في وجود عامل مؤكسد، يتم تشكيل المنغنيز في ذوبان القلوية.

يستخدم أكسيد MnO2 في الصناعة كعامل مؤكسد رخيص. بخاصة، الأكسدة والاختزالتفاعل

2 يتحلل مع إطلاق O2 وتكوينه

تشكيل أكاسيد Mn2 O3 و Mn3 O4 (MnO. Mn2 O3 ).

لا يتم عزل هيدروكسيد المنغنيز (+4) أثناء اختزال البرمنجنات والرجل-

الجنات في البيئات المحايدة أو القلوية قليلاً، وكذلك أثناء الأكسدة

Mn(OH)2 وMnOOH، هيدرات بنية داكنة تترسب من المحاليل.

انخفاض MnO2.

أكسيد المنغنيز (+3) وهيدروكسيدذات طبيعة أساسية. هذه صلبة

مواد بنية اللون وغير قابلة للذوبان في الماء وغير مستقرة.

عند التفاعل مع الأحماض المخففة، فإنها تصبح غير متناسبة

تتفاعل، وتشكل مركبات المنغنيز في حالات الأكسدة 4 و 2. 2MnOOH + H2 SO4 = MnSO4 + MnO2 + 2H2 O

تتفاعل مع الأحماض المركزة بنفس الطريقة

MnO2، أي. في بيئة حمضية تتحول إلى كاتيون Mn2+. في بيئة قلوية تتأكسد بسهولة في الهواء إلى MnO2.

مركبات المنغنيز (+2)

في المحاليل المائية، تكون مركبات Mn(+2) مستقرة في البيئة الحمضية.

أكسيد المنغنيز (+2) وهيدروكسيد هما عنصران أساسيان في الطبيعة، وقابلان للذوبان بسهولة

يذوب في الأحماض لتكوين الكاتيون المائي Mn2+.

أكسيد MnO هو مركب بلوري رمادي-أخضر مقاوم للحرارة

(نقطة الانصهار – 18420 درجة مئوية). ويمكن الحصول عليه عن طريق تحلل السيارة

عظمي في غياب الأكسجين.

MnCO3 = MnO + CO2.

MnO لا يذوب في الماء .

المنفذ:

المنفذ:

رقم الحدث

المنغنيز معدن صلب اللون الرمادي. تحتوي ذراتها على تكوين إلكتروني للغلاف الخارجي

يتفاعل فلز المنغنيز مع الماء ويتفاعل مع الأحماض لتكوين أيونات المنغنيز (II):

في العديد من المركبات، يظهر المنغنيز حالات الأكسدة، فكلما ارتفعت حالة أكسدة المنغنيز، زادت الطبيعة التساهمية للمركبات المقابلة لها. مع زيادة درجة أكسدة المنغنيز، تزداد حموضة أكاسيده أيضا.

المنغنيز (II)

هذا الشكل من المنغنيز هو الأكثر استقرارا. وله تكوين إلكتروني خارجي مع إلكترون واحد في كل من المدارات الخمسة.

في المحاليل المائية، ترطب أيونات المنغنيز (II) لتشكل أيون مركب وردي شاحب، هو سداسي أكوامنغنيز (II). هذا الأيون مستقر في البيئات الحمضية، ولكنه يشكل راسبًا أبيض من هيدروكسيد المنغنيز في البيئات القلوية. يمتلك أكسيد المنغنيز (II) خصائص الأكاسيد الأساسية

المنغنيز (ثالثا)

المنغنيز (III) موجود فقط في المركبات المعقدة. هذا الشكل من المنغنيز غير مستقر. في البيئة الحمضية، المنغنيز (III) غير متناسب إلى المنغنيز (II) والمنغنيز (IV).

المنغنيز (الرابع)

أهم مركب في المنغنيز (IV) هو الأكسيد. هذا المركب الأسود غير قابل للذوبان في الماء. تم تعيينه بنية أيونية. الاستقرار يرجع إلى المحتوى الحراري العالي للشبكة.

أكسيد المنغنيز (IV) له خصائص مذبذبة ضعيفة. وهو عامل مؤكسد قوي، على سبيل المثال، يحل محل الكلور من حمض الهيدروكلوريك المركز:

يمكن استخدام هذا التفاعل لإنتاج الكلور في المختبر (انظر القسم 16.1).

المنغنيز (السادس)

حالة أكسدة المنغنيز هذه غير مستقرة. يمكن الحصول على منجنات البوتاسيوم (VI) عن طريق دمج أكسيد المنغنيز (IV) مع بعض عوامل الأكسدة القوية، على سبيل المثال كلورات البوتاسيوم أو نترات البوتاسيوم:

منجنات البوتاسيوم (VI) لونها أخضر. وهو مستقر فقط في المحاليل القلوية. في محلول حمضي فإنه غير متناسب إلى المنغنيز (الرابع) والمنغنيز (السابع):

المنغنيز (السابع)

المنغنيز لديه حالة الأكسدة هذه بدرجة عالية أكسيد الحمض. ومع ذلك، فإن مركب المنغنيز (السابع) الأكثر أهمية هو منجنات البوتاسيوم (السابع) (برمنجنات البوتاسيوم). تذوب هذه المادة الصلبة جيدًا في الماء، مكونة محلولًا أرجوانيًا داكنًا. المنغنيت لديه هيكل رباعي السطوح. في بيئة حمضية قليلاً، يتحلل تدريجياً ويشكل أكسيد المنغنيز (IV):

في البيئة القلوية، يتم اختزال منجنات البوتاسيوم (VII)، مكونًا أولًا منجنات البوتاسيوم الخضراء (VI) ثم أكسيد المنغنيز (IV).

منجنات البوتاسيوم (السابع) هو عامل مؤكسد قوي. في بيئة حمضية بما فيه الكفاية، يتم تقليله، وتشكيل أيونات المنغنيز (II). إن إمكانات الأكسدة والاختزال القياسية لهذا النظام هي والتي تتجاوز الإمكانات القياسية للنظام وبالتالي يقوم المنغنيت بأكسدة أيون الكلوريد إلى غاز الكلور:

تتم أكسدة أيون كلوريد المنجنات وفقًا للمعادلة

يستخدم منجنات البوتاسيوم (السابع) على نطاق واسع كعامل مؤكسد في الممارسة المعملية، على سبيل المثال.

لإنتاج الأكسجين والكلور (انظر الفصلين 15 و16)؛

إجراء اختبار تحليلي لثاني أكسيد الكبريت وكبريتيد الهيدروجين (انظر الفصل 15)؛ في الكيمياء العضوية التحضيرية (انظر الفصل 19)؛

ككاشف حجمي في معايرة الأكسدة والاختزال.

مثال على استخدام منجنات البوتاسيوم (السابع) بالمعايرة هو التحديد الكمي بمساعدة الحديد (II) والإيثانيوديات (الأكسالات):

ومع ذلك، نظرًا لصعوبة الحصول على منجنات البوتاسيوم (VII). درجة عاليةالنقاء، لا يمكن استخدامه كمعيار معايرة أساسي.