Manganezin olası oksidasyon durumları. Manganez(VII) bileşikleri

Uyarılmamış bir manganez atomunun elektronik konfigürasyonu 3d 5 4s 2'dir; uyarılmış durum elektronik formül 3d 5 4s 1 4p 1 ile ifade edilir.

Bileşiklerdeki manganez için en karakteristik oksidasyon durumları +2, +4, +6, +7'dir.

Manganez gümüşi beyaz, kırılgan, oldukça aktif bir metaldir: gerilim serilerinde alüminyum ve çinko arasındadır. Havada, manganez, onu daha fazla oksidasyondan koruyan bir oksit film ile kaplanmıştır. İnce bölünmüş halde manganez kolayca oksitlenir.

Manganez oksit (II) MnO ve karşılık gelen hidroksit Mn (OH) 2 temel özelliklere sahiptir - asitlerle etkileşime girdiklerinde iki değerli manganez tuzları oluşur: Mn (OH) 2 + 2 H + ® Mn 2+ + 2 H 2 O.

Metalik manganez asitlerde çözündüğünde de Mn2+ katyonları oluşur. Manganez (II) bileşikleri indirgeme özellikleri sergiler, örneğin beyaz bir Mn (OH) 2 çökeltisi havada hızla kararır, yavaş yavaş MnO 2: 2 Mn (OH) 2 + O 2 ® 2 MnO 2 + 2 H 2 O'ya oksitlenir .

Manganez (IV) oksit Mn02, en kararlı manganez bileşiğidir; hem daha düşük oksidasyon durumundaki (+2) manganez bileşiklerinin oksidasyonunda hem de daha yüksek oksidasyon durumlarında (+6, +7) manganez bileşiklerinin indirgenmesinde kolayca oluşur:

Mn(OH) 2 + H202® MnO2 + 2 H20;

2 KMnO 4 + 3 Na 2 SO 3 + H 2 O ® 2 MnO 2 ¯ + 3 Na 2 SO 4 + 2 KOH.

MnO 2 bir amfoterik oksittir, ancak asidik ve bazik özellikleri zayıf bir şekilde ifade edilir. MnO2'nin belirgin temel özellikler göstermemesinin nedenlerinden biri asidik bir ortamda (= +1.23 V) güçlü oksitleyici aktivitesidir: MnO2, Mn2+ iyonlarına indirgenir ve dört değerlikli manganezin kararlı tuzları oluşturmaz. Manganez (IV) okside karşılık gelen hidratlı form, hidratlı manganez dioksit MnO 2 × xH 2 O olarak kabul edilmelidir. serbest durum: H 4 MnO 4 - orto-form ve H2 MnO 3 - meta-form. Manganez asit Mn 2 MnO 4 - manganez (II) ortomanganitin orto-formunun iki değerlikli manganez tuzu olarak kabul edilebilen manganez oksit Mn 3 O 4 bilinmektedir. Literatürde Mn 2 O 3 oksitin varlığına dair raporlar mevcuttur. Bu oksidin varlığı, permanganöz asidin meta formunun iki değerlikli manganez tuzu olarak kabul edilerek açıklanabilir: MnMnO 3, manganez (II) metamanganittir.

Manganez dioksit alkali bir ortamda potasyum klorat veya potasyum nitrat gibi oksitleyici maddelerle birleştiğinde, dört değerlikli manganez altı değerli bir duruma oksitlenir ve potasyum manganat oluşur - kalıcı asit H 2 MnO çözeltisinde bile çok kararsız bir tuz 4, anhidriti (MnO 3) bilinmeyen:

MnO 2 + KNO 3 + 2 KOH ® K 2 MnO 4 + KNO 2 + H 2 O.

Manganatlar kararsızdır ve tersinir bir reaksiyonda orantısızlaşmaya eğilimlidir: 3 K 2 MnO 4 + 2 H 2 O ⇆ 2 KMnO 4 + MnO 2 ¯ + 4 KOH,

sonuç olarak, MnO 4 2-manganat iyonları nedeniyle çözeltinin yeşil rengi, MnO 4 - permanganat iyonlarının özelliği olan menekşe rengine dönüşür.

Heptavalent manganezin en yaygın olarak kullanılan bileşiği potasyum permanganat KMnO 4'tür - sadece çözeltide bilinen permanganik asit HMnO 4'ün bir tuzu. Potasyum permanganat, manganatların, örneğin klor gibi güçlü oksitleyici maddelerle oksidasyonu ile elde edilebilir:

2 K 2 MnO 4 + Cl 2 ® 2 KMnO 4 + 2 KCl.

Manganez oksit (VII) veya manganez anhidrit, Mn 2 O 7 patlayıcı yeşil-kahverengi bir sıvıdır. Mn 2 O 7 reaksiyonla elde edilebilir:


2 KMnO 4 + 2 H 2 SO 4 (kons.) ® Mn 2 O 7 + 2 KHSO 4 + H 2 O.

En yüksek oksidasyon durumunda +7 olan manganez bileşikleri, özellikle permanganatlar, güçlü oksitleyici ajanlardır. Permanganat iyonlarının indirgenme derinliği ve oksidatif aktiviteleri ortamın pH'ına bağlıdır.

Kuvvetli asidik bir ortamda, permanganatların indirgenmesinin ürünü Mn2+ iyonudur ve iki değerlikli manganez tuzları elde edilir:

MnO 4 - + 8 H + + 5 e -® Mn 2+ + 4 H20 (= +1,51 V).

Nötr, hafif alkali veya hafif asidik bir ortamda, permanganat iyonlarının indirgenmesinin bir sonucu olarak MnO 2 oluşur:

MnO 4 - + 2 H20 + 3 e - ® MnO 2 ¯ + 4 OH - (= +0,60 V).

MnO 4 - + 4 H + + 3 e - ® MnO 2 ¯ + 2 H 2 O (= +1.69 V).

Güçlü alkali bir ortamda, permanganat iyonları manganat iyonları MnO 4 2–'ye indirgenirken, K 2 MnO 4 , Na 2 MnO 4 tipi tuzlar oluşur:

MnO 4 - + e - ® MnO 4 2- (= +0.56 V).

Kimyada Olimpiyat görevleri

(1 okul aşaması)

1. Testi

1. Manganez, bileşikteki en yüksek oksidasyon durumuna sahiptir

2. Nötralizasyon reaksiyonları, indirgenmiş iyonik denkleme karşılık gelir

1) H + + OH - = H20

2) 2H + + CO3 2- = H 2 O + CO 2

3) CaO + 2H + = Ca 2+ + H 2 O

4) Zn + 2H + = Zn 2+ + H 2

3. Birbirinizle etkileşim kurun

2) MnO ve Na 2 O

3) P 2 O 5 ve SO 3

4. Redoks reaksiyonunun denklemi

1) KOH + HNO 3 = KNO 3 + H 2 O

2) N 2 O 5 + H 2 O \u003d 2 HNO 3

3) 2N 2 O \u003d 2N 2 + O 2

4) VaCO 3 \u003d BaO + CO 2

5. Bir değişim reaksiyonu bir etkileşimdir

1) nitrik asitli kalsiyum oksit

2) oksijenli karbon monoksit

3) oksijenli etilen

4) magnezyumlu hidroklorik asit

6. Asit yağmuru atmosferdeki mevcudiyetten kaynaklanır

1) azot ve kükürt oksitleri

4) doğal gaz

7. Metan, benzin ve dizel yakıtla birlikte içten yanmalı motorlarda (araçlarda) yakıt olarak kullanılır. Gaz halindeki metanın yanması için termokimyasal denklem şu şekildedir:

CH 4 + 2O 2 \u003d CO 2 + 2H 2 O + 880 kJ

112 litre hacimli (n.o.'da) CH 4'ün yanması sırasında ne miktarda kJ ısı açığa çıkar?

Doğru cevabı seç:

2. Görevler

1. Redoks reaksiyon denklemindeki katsayıları bildiğiniz herhangi bir şekilde düzenleyin.

SnSO 4 + KMnO 4 + H 2 SO 4 = Sn(SO 4) 2 + MnSO 4 + K 2 SO 4 + H 2 O

Oksitleyici maddenin ve indirgeyici maddenin adlarını ve elementlerin oksidasyon durumunu belirtiniz. (4 puan)

2. Aşağıdaki dönüşümler için reaksiyon denklemlerini yazın:

    (2) (3) (4) (5)

CO 2 → Ca(HCO 3) 2 → CaCO 3 → CaO → CaCl 2 → CaCO 3

(5 puan)

3. Havadaki bağıl yoğunluğu 1.862 ise alkadien formülünü belirleyin. (3 puan)

4. 1928'de General Motors Research Corporation'ın Amerikalı kimyacısı Thomas Midgley Jr., laboratuvarında %23.53 karbon, %1.96 hidrojen ve %74.51 flordan oluşan bir kimyasal bileşiği sentezlemeyi ve izole etmeyi başardı. Ortaya çıkan gaz havadan 3.52 kat daha ağırdı ve yanmadı. Bileşiğin formülünü türetiniz, elde edilen moleküler formüle karşılık gelen organik maddelerin yapısal formüllerini yazınız, isimlerini veriniz. (6 puan).

5. 140 g %0.5 hidroklorik asit solüsyonu ile 200 g %3 hidroklorik asit solüsyonu karıştırılır. Yeni elde edilen çözeltideki hidroklorik asit yüzdesi nedir? (3 puan)

3. Bulmaca

    Bulmacada şifrelenmiş kelimeleri tahmin edin

Açıklama: 1→ - yatay

1↓ - dikey

    ↓ Demir korozyon ürünü.

    → Bir bazik oksit ile (6) etkileşimi üzerine oluşur.

    → Isı miktarı birimi.

    → Pozitif yüklü iyon.

    → En önemli sabitlerden birine adını veren İtalyan bilim adamı.

    → 14 numaralı elemanın dış seviyesindeki elektron sayısı.

    → ...... gaz - karbon monoksit (IV).

    → Mozaik resimlerin yaratıcısı da dahil olmak üzere, epigrafın yazarı olarak bilinen büyük Rus bilim adamı.

    → Sodyum hidroksit ve sülfürik asit çözeltileri arasındaki reaksiyon türü.

    (1→) için bir reaksiyon denklemi örneği verin.

    (4)'te belirtilen sabit değeri belirtin.

    Reaksiyon denklemini (8) yazın.

    Elektronik yapıyı yazın element atomu, ki (5)'te belirtilmiştir. (13 puan)

Metalurji için en önemli metallerden biri manganezdir. Ek olarak, genellikle oldukça sıra dışı bir unsurdur. İlginç gerçekler. Canlı organizmalar için önemli olan, birçok alaşımın üretiminde ihtiyaç duyulan, kimyasal maddeler. Manganez - bir fotoğrafı aşağıda görülebilir. Bu makalede ele alacağımız özellikleri ve özellikleridir.

Kimyasal bir elementin özellikleri

Bir element olarak manganez hakkında konuşursak, her şeyden önce içindeki konumunu karakterize etmek gerekir.

  1. Dördüncü büyük dönemde, yedinci grupta, ikincil bir alt grupta bulunur.
  2. Sıra numarası - 25. Manganez - kimyasal element, atomları +25'e eşit. Elektron sayısı aynı, nötronlar - 30.
  3. Atomik kütle değeri 54.938'dir.
  4. Manganez kimyasal elementinin sembolü Mn'dir.
  5. Latince adı manganezdir.

Krom ve demir arasında bulunur, bu da onlarla benzerliğini fiziksel ve kimyasal özelliklerde açıklar.

Manganez - kimyasal element: geçiş metali

İndirgenmiş bir atomun elektronik konfigürasyonunu düşünürsek, formülü şöyle görünecektir: 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 4s 2 3d 5. Düşündüğümüz unsurun d-ailesinden olduğu ortaya çıkıyor. 3d alt seviyesindeki beş elektron, kimyasal özelliklerinde kendini gösteren atomun kararlılığını gösterir.

Bir metal olarak manganez bir indirgeyici ajandır, ancak bileşiklerinin çoğu aynı zamanda oldukça güçlü oksitleme yetenekleri sergileme yeteneğine sahiptir. İle bağlantılı değişen dereceler bu elementin sahip olduğu oksidasyon ve değerler. Bu, bu ailenin tüm metallerinin bir özelliğidir.

Dolayısıyla manganez, diğer atomların arasında yer alan ve kendine has özellikleri olan bir kimyasal elementtir. Şimdi bu özelliklere daha detaylı bir göz atalım.

Manganez kimyasal bir elementtir. Paslanma durumu

Atomun elektronik formülünü zaten vermiştik. Ona göre, bu element birkaç pozitif oksidasyon durumu sergileyebilir. BT:

Bir atomun değeri IV'tür. En kararlı, manganezin +2, +4, +6 değerlerine sahip olduğu bileşiklerdir. En yüksek oksidasyon derecesi, bileşiklerin en güçlü oksitleyici ajanlar olarak hareket etmesine izin verir. Örneğin: KMnO 4 , Mn 2 O 7 .

+2'li bileşikler indirgeyici ajanlardır, manganez (II) hidroksit, baziklerin baskın olduğu amfoterik özelliklere sahiptir. Oksidasyon durumlarının ara göstergeleri amfoterik bileşikler oluşturur.

keşif geçmişi

Manganez, hemen değil, yavaş yavaş ve çeşitli bilim adamları tarafından keşfedilen kimyasal bir elementtir. Bununla birlikte, bileşikleri eski zamanlardan beri insanlar tarafından kullanılmaktadır. Cam eritme için manganez (IV) oksit kullanıldı. Bir İtalyan, camların kimyasal üretiminde bu bileşiğin eklenmesinin renklerini mora çevirdiğini belirtmiştir. Bununla birlikte aynı madde renkli camlardaki bulanıklığın giderilmesine yardımcı olur.

Daha sonra Avusturya'da bilim adamı Kaim, pirolizit (manganez (IV) oksit), potasyum ve kömürü yüksek sıcaklıklara maruz bırakarak bir parça metalik manganez elde etmeyi başardı. Bununla birlikte, bu numunenin ortadan kaldıramadığı birçok safsızlık vardı, bu nedenle keşif gerçekleşmedi.

Daha sonra, başka bir bilim adamı, önemli bir kısmının saf metal olduğu bir karışımı da sentezledi. Nikel elementini daha önce keşfeden Bergman'dı. Ancak, işi bitirmek kaderinde değildi.

Manganez şeklinde elde edilebilen ve izole edilebilen kimyasal bir elementtir. basit bir maddeİlk olarak 1774'te Karl Scheele tarafından başarıldı. Ancak bunu, bir metal parçasını eritme işlemini tamamlayan I. Gan ile birlikte yaptı. Ama onlar bile onu safsızlıklardan tamamen arındırmayı ve %100 ürün verimi elde etmeyi başaramadılar.

Bununla birlikte, bu atom tam da bu sefer keşfedildi. Aynı bilim adamları, kaşifler olarak bir isim vermeye çalıştılar. Manganezyum terimini seçtiler. Ancak magnezyumun keşfinden sonra kafa karışıklığı başlamış ve manganezin adı modern olarak değiştirilmiştir (H. David, 1908).

Manganez, birçok metalurjik işlem için özellikleri çok değerli olan kimyasal bir element olduğundan, zamanla onu en saf haliyle elde etmenin bir yolunu bulmak gerekli hale geldi. Bu problem tüm dünyadaki bilim adamları tarafından çözüldü, ancak ancak 1919'da bir Sovyet kimyager olan R. Agladze'nin çalışması sayesinde çözülebildi. Elektroliz yoluyla manganez sülfatlardan ve klorürlerden% 99.98 madde içeriğine sahip saf metal elde etmenin mümkün olduğu bir yöntem bulmuştur. Artık bu yöntem tüm dünyada uygulanmaktadır.

Doğada olmak

Manganez, basit bir maddenin fotoğrafı aşağıda görülebilen kimyasal bir elementtir. Doğada, bu atomun nötron sayısı büyük ölçüde değişen birçok izotopu vardır. Böylece kütle numaraları 44 ile 69 arasında değişir. Bununla birlikte, tek kararlı izotop 55 Mn değerine sahip bir elementtir, diğerlerinin tümü ya ihmal edilecek kadar kısa bir yarı ömre sahiptir ya da çok küçük miktarlarda bulunur.

Manganez oksidasyon durumu çok farklı kimyasal bir element olduğu için doğada da birçok bileşik oluşturur. Saf haliyle, bu element hiç oluşmaz. Minerallerde ve cevherlerde sabit komşusu demirdir. Toplamda, en önemlilerinden birkaçını belirleyebiliriz. kayalar manganez içerir.

  1. piroluzit. Bileşik formülü: MnO 2 * nH 2 O.
  2. Psilomelan, MnO2*mMnO*nH2O molekülü.
  3. Manganit, formül MnO*OH.
  4. Brownite diğerlerinden daha az yaygındır. Formül Mn2O3.
  5. Gausmanit, formül Mn*Mn 2 O 4.
  6. Rodonit Mn 2 (SiO 3) 2.
  7. Manganezin karbonat cevherleri.
  8. Ahududu direği veya rhodochrosite - MnCO 3.
  9. Purpurit - Mn 3 PO 4.

Ek olarak, söz konusu elementi de içeren birkaç mineral daha tanımlanabilir. BT:

  • kalsit;
  • siderit;
  • kil mineralleri;
  • kalsedon;
  • opal;
  • kumlu-siltli bileşikler.

Kayalara ve tortul kayaçlara, minerallere ek olarak, manganez, aşağıdaki nesnelerin parçası olan kimyasal bir elementtir:

  1. bitki organizmaları. Bu elementin en büyük akümülatörleri şunlardır: su kestanesi, su mercimeği, diatomlar.
  2. Pas mantarları.
  3. Bazı bakteri türleri.
  4. Aşağıdaki hayvanlar: kırmızı karıncalar, kabuklular, yumuşakçalar.
  5. İnsanlar - günlük gereksinim yaklaşık 3-5 mg'dır.
  6. Okyanusların suları bu elementin %0,3'ünü içerir.
  7. Yerkabuğundaki toplam içerik kütlece %0,1'dir.

Genel olarak, gezegenimizdeki en yaygın 14. elementtir. Ağır metaller arasında demirden sonra ikinci sıradadır.

Fiziksel özellikler

Manganezin özellikleri açısından, basit bir madde olarak, birkaç ana madde vardır. fiziksel özellikler onun için.

  1. Basit bir madde şeklinde oldukça katı bir metaldir (Mohs ölçeğinde gösterge 4'tür). Renk - gümüşi beyaz, havada koruyucu bir oksit film ile kaplanmış, kesimde parlıyor.
  2. Erime noktası 1246 0 С'dir.
  3. Kaynatma - 2061 0 C
  4. İletkenlik özellikleri iyidir, paramanyetiktir.
  5. Metalin yoğunluğu 7.44 g/cm3'tür.
  6. Kristal kafesin yapısında ve şeklinde ve atomların paketleme yoğunluğunda farklılık gösteren dört polimorfik modifikasyon (α, β, γ, σ) şeklinde bulunur. Erime noktaları da farklıdır.

Metalurjide üç ana manganez formu kullanılır: β, γ, σ. Alfa, özelliklerinde çok kırılgan olduğu için daha nadirdir.

Kimyasal özellikler

Kimya açısından manganez, iyon yükü +2 ila +7 arasında büyük ölçüde değişen kimyasal bir elementtir. Bu, faaliyetine damgasını vurur. Havada serbest halde bulunan manganez su ile çok zayıf reaksiyona girer ve seyreltik asitlerde çözünür. Bununla birlikte, metalin aktivitesi keskin bir şekilde arttığından, yalnızca sıcaklığın arttırılması gerekir.

Böylece, aşağıdakilerle etkileşime girebilir:

  • azot;
  • karbon;
  • halojenler;
  • silikon;
  • fosfor;
  • kükürt ve diğer metal olmayanlar.

Havaya erişim olmadan ısıtıldığında, metal kolayca buhar durumuna geçer. Manganezin sergilediği oksidasyon durumuna bağlı olarak, bileşikleri hem indirgeyici maddeler hem de oksitleyici maddeler olabilir. Bazıları amfoterik özellikler gösterir. Bu nedenle, ana olanlar, +2 olduğu bileşiklerin karakteristiğidir. Amfoterik - +4 ve en yüksek değerde +7 asidik ve güçlü oksitleyici.

Manganez bir geçiş metali olmasına rağmen, onun için karmaşık bileşikler azdır. Sürdürülebilirlik ile ilişkilidir elektronik konfigürasyon atom, çünkü 3 boyutlu alt seviyesi 5 elektron içerir.

Nasıl alınır

Endüstride manganezin (kimyasal bir element) elde edilmesinin üç ana yolu vardır. Adı Latince okunduğundan, zaten belirledik - manganum. Rusça'ya çevirirseniz, "evet, gerçekten açıklığa kavuşturuyorum, rengini bozuyorum" olacaktır. Manganez, adını antik çağlardan beri bilinen tezahür özelliklerine borçludur.

Ancak, ününe rağmen, sadece 1919'da saf haliyle kullanım için elde etmek mümkün oldu. Bu, aşağıdaki yöntemlerle yapılır.

  1. Elektrolitik, ürün verimi %99.98'dir. Bu sayede kimya endüstrisinde mangan elde edilir.
  2. Silikotermik veya silikonla indirgeme. saat Bu method silikon ve manganez (IV) oksit kaynaşarak saf bir metalin oluşmasına neden olur. Bir yan etki, silisit oluşturmak için manganez ile silikonun birleşimi olduğundan verim yaklaşık %68'dir. Bu yöntem metalurji endüstrisinde kullanılır.
  3. Alüminotermik yöntem - alüminyum ile restorasyon. Ayrıca çok yüksek bir ürün verimi vermez, safsızlıklarla kirlenmiş mangan oluşur.

Bu metalin üretimi, metalurjide gerçekleştirilen birçok işlem için önemlidir. Küçük bir manganez ilavesi bile alaşımların özelliklerini büyük ölçüde etkileyebilir. Birçok metalin içinde çözünerek kristal kafesini doldurduğu kanıtlanmıştır.

Madencilik ve üretim için verilen eleman Rusya dünyada birinci sırada. Bu işlem aşağıdaki gibi ülkelerde de gerçekleştirilir:

  • Çin.
  • Kazakistan.
  • Gürcistan.
  • Ukrayna.

Endüstriyel kullanım

Manganez, kullanımı sadece metalurjide önemli olmayan kimyasal bir elementtir. ama aynı zamanda diğer alanlarda. Saf haliyle metalin yanı sıra bu atomun çeşitli bileşikleri de büyük önem taşımaktadır. Ana olanları özetleyelim.

  1. Manganez sayesinde sahip olduğu çeşitli alaşım türleri vardır. benzersiz özellikler. Bu nedenle, örneğin, ekskavatörler, taş işleme makineleri, kırıcılar, bilyalı değirmenler, zırh parçaları için eritme parçaları için kullanıldığı kadar güçlü ve aşınmaya dayanıklıdır.
  2. Manganez dioksit, elektrokaplamanın zorunlu bir oksitleyici elementidir, depolarizörlerin oluşturulmasında kullanılır.
  3. Çeşitli maddelerin organik sentezleri için birçok manganez bileşiğine ihtiyaç vardır.
  4. Potasyum permanganat (veya potasyum permanganat) tıpta güçlü bir dezenfektan olarak kullanılır.
  5. Bu element bronzun bir parçasıdır, pirinç, uçak türbinleri, kanatlar ve diğer parçaların imalatında kullanılan bakır ile kendi alaşımını oluşturur.

biyolojik rol

Bir kişi için günlük manganez gereksinimi 3-5 mg'dır. Bu elementin eksikliği depresyona yol açar. gergin sistem, uyku bozukluğu ve anksiyete, baş dönmesi. Rolü henüz tam olarak araştırılmamıştır, ancak her şeyden önce şunları etkilediği açıktır:

  • büyüme;
  • seks bezlerinin aktivitesi;
  • hormonların çalışması;
  • kan oluşumu.

Bu element, önemli biyolojik rolünü kanıtlayan tüm bitkilerde, hayvanlarda, insanlarda bulunur.

Manganez, herhangi bir kişiyi etkileyebilecek ilginç gerçeklerin yanı sıra ne kadar önemli olduğunu anlamanızı sağlayan kimyasal bir elementtir. İşte bu metalin tarihine damgasını vuran en temelleri.

  1. zor zamanlarda iç savaş SSCB'de ilk ihraç ürünlerinden biri, çok sayıda manganez.
  2. Manganez dioksit güherçile ile alaşımlanırsa ve ürün suda çözülürse, inanılmaz dönüşümler başlayacaktır. Önce çözelti yeşile dönecek, ardından renk maviye, sonra da mora dönecektir. Sonunda kıpkırmızı olacak ve kahverengi bir çökelti yavaş yavaş dökülecek. Karışım çalkalanırsa, yeşil renk tekrar eski haline gelir ve her şey tekrar olur. Bunun için potasyum permanganat, "mineral bukalemun" olarak tercüme edilen adını almıştır.
  3. Mangan içeren gübreler toprağa verilirse bitkilerin verimi artar ve fotosentez hızı artar. Kış buğdayı taneleri daha iyi oluşturacaktır.
  4. Manganez minerali rhodonite'nin en büyük bloğu 47 ton ağırlığındaydı ve Urallarda bulundu.
  5. Manganin adı verilen üçlü bir alaşım var. Bakır, manganez ve nikel gibi elementlerden oluşur. Benzersizliği, sıcaklığa bağlı olmayan ancak basınçtan etkilenen yüksek bir elektrik direncine sahip olması gerçeğinde yatmaktadır.

Tabii ki bu metal hakkında söylenebilecek her şey bu kadar değil. Manganez, ilginç gerçekleri oldukça çeşitli olan kimyasal bir elementtir. Özellikle çeşitli alaşımlara verdiği özelliklerden bahsedersek.

metallerin kimyası

2. ders

VIIB alt grubunun metalleri

VIIB alt grubunun metallerinin genel özellikleri.

manganez kimyası

Doğal Mn bileşikleri

Fiziksel ve Kimyasal özellikler metal.

Mn bileşikleri. Bileşiğin redoks özellikleri

Tc ve Re'nin kısa açıklaması.

Yürütücü:

Olay No.

VIIB alt grubunun metalleri

Genel özellikleri

VIIB alt grubu, d-elementlerinden oluşur: Mn, Tc, Re, Bh.

Değerlik elektronları genel formülle tanımlanır:

(n–1)d 5 ns2

Basit maddeler - metaller, Gümüş grisi,

manganez

ağır, yüksek erime noktalarına sahip,

Mn'den Re'ye geçiş sırasında artar, böylece

Re'nin eriyebilirliği yalnızca W'den sonra ikinci sıradadır.

En büyük pratik değer Mn vardır.

teknesyum

Elementler Tc, Bh - radyoaktif elementler, yapay

doğrudan nükleer füzyon sonucu elde edilen; Tekrar-

nadir nesne.

Tc ve Re elementleri birbirine daha çok benzer.

manganez ile. Tc ve Re daha kararlı bir yüksekliğe sahiptir

oksidasyon kütüğü, bu nedenle bu elementler yaygındır

7 oksidasyon durumundaki bileşikler gariptir.

Mn oksidasyon durumları ile karakterize edilir: 2, 3, 4,

Daha kararlı -

2 ve 4. Bu oksidasyon durumları

doğal bileşiklerde görülür. en

garip mineraller Mn: pirolusit MnO2 ve rhodochrosite MnCO3.

Mn(+7) ve (+6) bileşikleri güçlü oksitleyicilerdir.

Mn, Tc, Re'nin en büyük benzerliği yüksek oranda oksitlenir

Daha yüksek oksitlerin ve hidroksitlerin asidik yapısında ifade edilir.

Yürütücü:

Olay No.

VIIB alt grubunun tüm elementlerinin daha yüksek hidroksitleri güçlüdür

HEO4 genel formülüne sahip asitler.

En yüksek oksidasyon derecesinde, Mn, Tc, Re elementleri, ana alt grup klor elementi ile benzerlikler gösterir. Asitler: HMnO4, HTcO4, HReO4 ve

HClO4 güçlüdür. VIIB-alt grubunun unsurları, fark edilir bir şekilde karakterize edilir.

dizideki komşularıyla benzerlik, özellikle Mn, Fe ile benzerlik göstermektedir. Doğada Mn bileşikleri her zaman Fe bileşikleri ile birlikte bulunur.

Marganez

Karakteristik oksidasyon durumları

Değerlik elektronları Mn - 3d5 4s2 .

En Yaygın Dereceler

3d5 4s2

manganez

Mn'deki oksidasyonlar 2, 3, 4, 6, 7'dir;

daha kararlı - 2 ve 4. Sulu çözeltilerde

oksidasyon durumu +2 asidik olarak stabildir ve +4 - in

nötr, hafif alkali ve hafif asidik ortam.

Mn(+7) ve (+6) bileşikleri güçlü oksitleyici özellikler sergiler.

Mn'nin oksit ve hidroksitlerinin asit-baz karakteri doğal olarak

oksidasyon durumuna bağlı olarak değişir: +2 oksidasyon durumunda oksit ve hidroksit baziktir ve en yüksek oksidasyon durumunda asidiktir,

ayrıca HMnO4 güçlü bir asittir.

Sulu çözeltilerde Mn(+2) sulanma şeklinde bulunur.

2+ , basitlik için Mn2+ . Yüksek oksidasyon durumlarında manganez tetraoksoanyonlar şeklinde çözelti halindedir: MnO4 2– ve

MnO4 - .

Yürütücü:

Olay No.

Doğal bileşikler ve metal üretimi

Mn elementi yerkabuğunda ağır metaller arasında en bol bulunan elementtir.

Yakalama demiri takip eder, ancak ondan belirgin şekilde daha düşüktür: Fe içeriği yaklaşık% 5'tir ve Mn sadece yaklaşık% 0.1'dir. Manganezde, oksit-

ny ve karbonat ve cevherler. Mineraller en büyük öneme sahiptir: pirol-

zit MnO2 ve rhodochrosite MnCO3 .

Mn almak için

Bu minerallere ek olarak, Mn elde etmek için hausmannit Mn3 O4 kullanılır.

ve hidratlı psilomelan oksit MnO2. xH2 O. Manganez cevherlerinde, hepsi

Manganez esas olarak yüksek mukavemet ve darbe direncine sahip özel kalite çeliklerin üretiminde kullanılır. Bu nedenle os-

saf halde değil, ferromangan formunda yeni bir Mn miktarı elde edilir.

tsa - % 70 ila 88 Mn içeren bir manganez ve demir alaşımı.

Ferromangan şeklinde dahil olmak üzere yıllık dünya manganez üretiminin toplam hacmi, ~ (10 12) milyon ton/yıl.

Ferromanganez elde etmek için manganez oksit cevheri indirgenir

kömür.

MnO2 + 2C = Mn + 2CO

Yürütücü:

Olay No.

Mn oksitlerle birlikte ru-

de. Minimum Fe ve C içeriğine sahip manganez elde etmek için bileşikler

Fe ön ayrıştırılır ve karışık oksit Mn3 O4 elde edilir.

(MnO . Mn2 O3 ). Daha sonra alüminyum ile indirgenir (piroluzit ile reaksiyona girer

Al çok şiddetlidir).

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

Saf mangan hidrometalurjik yöntemle elde edilir. MnSO4 tuzunun bir Mn sülfat çözeltisi ile ön hazırlığından sonra,

bir elektrik akımı başlatın, katotta manganez azalır:

Mn2+ + 2e– = Mn0 .

basit madde

Manganez açık gri bir metaldir. Yoğunluk - 7.4 g / cm3. Erime noktası - 1245O C.

Oldukça aktif bir metaldir, E(Mn

/ Mn) \u003d - 1,18 V.

Seyreltik halde kolayca Mn2+ katyonuna oksitlenir.

ny asitler.

Mn + 2H+ = Mn2+ + H2

Manganez konsantre olarak pasifleştirilir

nitrik ve sülfürik asitler, ancak ısıtıldığında

Pirinç. Manganez - se-

onlarla yavaş yavaş etkileşime girmeye başlar, ancak

çavdar metali, benzer

bu kadar güçlü oksitleyicilerin etkisi altında bile

demir için

Mn bir katyona girer

Mn2+ . Isıtıldığında, toz halindeki manganez su ile etkileşime girer.

H2'nin serbest bırakılması.

Havadaki oksidasyon nedeniyle manganez kahverengi lekelerle kaplanır,

Oksijen atmosferinde manganez bir oksit oluşturur.

Mn2 O3 ve daha yüksek sıcaklıkta karışık oksit MnO. Mn2O3

(Mn3 O4).

Yürütücü:

Olay No.

Manganez ısıtıldığında halojenler ve kükürt ile reaksiyona girer. Yakınlık Mn

demirden daha fazla kükürt, bu nedenle çeliğe ferromangan eklerken,

İçinde çözünen kükürt MnS'ye bağlanır. Sülfür MnS metalde çözünmez ve cürufa geçer. Kırılganlığa neden olan kükürtün uzaklaştırılmasından sonra çeliğin mukavemeti artar.

çok yüksek sıcaklıklar(>1200 0 C) manganez, azot ve karbon ile etkileşime girerek, stokiyometrik olmayan nitrürler ve karbürler oluşturur.

manganez bileşikleri

Manganez bileşikleri (+7)

Tüm Mn(+7) bileşikleri güçlü oksitleyici özellikler sergiler.

Potasyum permanganat KMnO 4 - en yaygın bileşik

Mn(+7). Saf haliyle, bu kristal madde karanlıktır.

mor. Kristal permanganat ısıtıldığında ayrışır.

2KMnO4 = K2 MnO4 + MnO2 + O2

Bu reaksiyon laboratuvarda elde edilebilir.

Anyon MnO4 - kalıcı leke çözeltileri

ahududu-mor renkli ganata. Üzerinde

Çözelti ile temas eden yüzeyler

Pirinç. KMnO4 çözeltisi pembedir

KMnO4, permanganatın oksitlenme kabiliyeti nedeniyle

mor

su dökün, ince sarı-kahverengi

MnO2 oksit filmleri.

4KMnO4 + 2H2O = 4MnO2 + 3O2 + 4KOH

Işıkla hızlandırılan bu reaksiyonu yavaşlatmak için KMnO4 çözeltileri depolanır.

koyu şişelerde yat.

Birkaç damla konsantre eklerken

sülfürik asit, permanganik anhidrit oluşur.

Yürütücü:

Olay No.

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

Oksit Mn 2 O 7, koyu yeşil renkli ağır yağlı bir sıvıdır. Bu, normal koşullar altında bulunan tek metal oksittir.

sıvı halde ditsya (erime noktası 5.9 0 C). Oksit bir köstebek-

kübik yapı, çok kararsız, 55 0 C'de bir patlama ile ayrışır. 2Mn2O7 = 4MnO2 + 3O2

Oksit Mn2 O7 çok güçlü ve enerjik bir oksitleyici ajandır. Birçok veya-

organik maddeler etkisi altında CO2 ve H2 O'ya oksitlenir. Oksit

Mn2 O7 bazen kimyasal eşleşmeler olarak adlandırılır. Bir cam çubuk Mn2 O7'ye batırılır ve bir ispirto lambasına getirilirse, yanar.

Mn2 O7 suda çözündüğünde permanganik asit oluşur.

HMnO 4 asit güçlü bir asittir, sadece suda bulunur.

nom çözüm, serbest durumda izole edilmedi. Asit HMnO4 ayrışır -

O2 ve MnO2 salınımı ile Xia.

KMnO4 çözeltisine katı bir alkali eklendiğinde,

yeşil manganat.

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

KMnO4, konsantre hidroklorik asit ile ısıtıldığında oluşur.

Cl2 gazı mevcuttur.

2KMnO4 (c) + 16HCl (kons.) = 2MnCl2 + 5Cl2 + 8H2O + 2KCl

Bu reaksiyonlarda, permanganatın güçlü oksitleyici özellikleri kendini gösterir.

KMnO4'ün indirgeyici ajanlarla etkileşiminin ürünleri, çözeltinin asitliğine bağlıdır. reaksiyonun gerçekleştiği yer.

Asidik çözeltilerde renksiz bir Mn2+ katyonu oluşur.

MnO4 – + 8H+ +5e–  Mn2+ + 4H2 O; (E0 = +1,53 V).

Nötr çözeltilerden kahverengi bir MnO2 çökeltisi çöker.

MnO4 – +2H2 O +3e–  MnO2 + 4OH– .

Alkali çözeltilerde yeşil anyon MnO4 2– oluşur.

Yürütücü:

Olay No.

Potasyum permanganat ticari olarak manganezden elde edilir.

(alkali bir çözelti içinde anotta oksitlenmesi) veya piroluzitten (MnO2 ön-

K2 MnO4'e oksitlenir ve daha sonra anotta KMnO4'e oksitlenir).

Manganez bileşikleri (+6)

Manganatlar, MnO4 2– anyonlu tuzlardır, parlak yeşil bir renge sahiptirler.

Anyon MnO4 2─ yalnızca kuvvetli alkali ortamlarda kararlıdır. Suyun ve özellikle asidin etkisi altında manganatlar orantısız olarak bileşikler oluştururlar.

Mn'nin oksidasyon durumları 4 ve 7'dir.

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

Bu nedenle H2 MnO4 asidi mevcut değildir.

Manganatlar, MnO2'nin alkaliler veya karbonat ile kaynaştırılmasıyla elde edilebilir.

bir oksitleyici ajan varlığında mi.

2MnO2 (c) + 4KOH (l) + O2 = 2K2 MnO4 + 2H2O

Manganatlar güçlü oksitleyici ajanlardır ama etkilenirlerse

daha da güçlü bir oksitleyici ajanla permanganatlara dönüşürler.

orantısızlık

Manganez bileşikleri (+4)

en kararlı Mn bileşiğidir. Bu oksit doğada bulunur (mineral piroluzit).

MnO2 oksit, çok güçlü kristal yapıya sahip siyah-kahverengi bir maddedir.

cal kafes (rutil TiO2 ile aynı). Bu nedenle MnO 2 olmasına rağmen amfoterik, alkali çözeltiler ve seyreltik asitlerle (TiO2 gibi) reaksiyona girmez. Konsantre asitlerde çözünür.

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

Reaksiyon laboratuvarda Cl2 üretmek için kullanılır.

MnO2 konsantre sülfürik ve nitrik asitte çözündüğünde Mn2+ ve O2 oluşur.

Böylece, çok asidik bir ortamda MnO2,

Mn2+ katyon.

MnO2 alkalilerle sadece eriyiklerde reaksiyona girerek karışık

herhangi bir oksit. Oksitleyici bir ajanın varlığında alkali eriyiklerde manganatlar oluşur.

MnO2 oksit sanayide ucuz oksitleyici ajan olarak kullanılmaktadır. Özellikle, redoks etkileşim

2 O2 salınımı ile ayrışır ve oluşur

Mn2 O3 ve Mn3 O4 oksitlerin oksidasyonu (MnO. Mn2 O3).

Hidroksit Mn (+4), permanganat ve mangan redüksiyonu sırasında izole edilmez.

nötr veya hafif alkali ortamda ve ayrıca oksidasyon sırasında ganat

Mn (OH) 2 ve MnOOH çözeltilerden koyu kahverengi bir hidratlı çökelti

MnO2.

Mn(+3) oksit ve hidroksit temel bir karaktere sahiptir. bunlar sağlam

kahverengi, suda çözünmez ve kararsız maddeler.

Seyreltik asitlerle etkileşime girdiğinde orantısızlaşırlar.

4 ve 2 oksidasyon durumlarında Mn bileşikleri oluştururlar. 2MnOOH + H2SO4 = MnSO4 + MnO2 + 2H2O

Konsantre asitlerle aynı şekilde reaksiyona girerler.

MnO2, yani asidik ortamda Mn2+ katyonuna dönüşürler. Alkali bir ortamda, havada kolayca MnO2'ye oksitlenirler.

Manganez bileşikleri (+2)

Sulu çözeltilerde Mn(+2) bileşikleri asidik ortamda stabildir.

Oksit ve hidroksit Mn (+2) baziktir, kolayca çözünür

hidratlı bir Mn2+ katyonu oluşturmak için asitlerde iyonlaşır.

MnO oksit - gri-yeşil refrakter kristal bileşik

(erime noktası - 18420 C). Kar- ayrıştırılarak elde edilebilir.

oksijen yokluğunda bonate.

MnCO3 = MnO + CO2.

MnO suda çözünmez.

Yürütücü:

Yürütücü:

Olay No.

Uzun bir süre, bu elementin bileşiklerinden biri, yani dioksiti (piroluzit olarak bilinir), çeşitli mineral manyetik demir cevheri olarak kabul edildi. Sadece 1774'te İsveçli kimyagerlerden biri, piroluzitte keşfedilmemiş bir metal olduğunu keşfetti. Bu mineralin kömürle ısıtılması sonucunda aynı bilinmeyen metali elde etmek mümkün olmuştur. İlk başta mangan olarak adlandırıldı, daha sonra modern isim ortaya çıktı - manganez. Bir kimyasal element, daha sonra tartışılacak olan birçok ilginç özelliğe sahiptir.

Yedinci grubun ikincil bir alt grubunda yer alır periyodik tablo(önemli: ikincil alt grupların tüm elementleri metaldir). elektronik formül 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d5 (tipik d-eleman formülü). Serbest bir madde olarak manganez gümüşi beyaz bir renge sahiptir. Kimyasal aktivitesi nedeniyle doğada sadece oksitler, fosfat ve karbonat gibi bileşikler halinde bulunur. Madde refrakterdir, erime noktası 1244 santigrat derecedir.

İlginç! Doğada, atom kütlesi 55 olan sadece bir kimyasal element izotopu bulunur. Kalan izotoplar yapay olarak elde edilir ve atom kütlesi 53 olan en kararlı radyoaktif izotop (yarı ömrü yaklaşık olarak uranyum ile aynıdır) ).

Manganezin oksidasyon durumu

Altı farklı oksidasyon durumuna sahiptir. Sıfır oksidasyon durumunda, element organik ligandlarla (örneğin, P(C5H5)3) ve ayrıca inorganik ligandlarla karmaşık bileşikler oluşturabilir:

  • karbon monoksit (dimangan dekakarbonil),
  • azot,
  • fosfor triflorür,
  • nitrik oksit.

+2 oksidasyon durumu, manganez tuzları için tipiktir. Önemli: Bu bileşikler tamamen indirgeyici özelliklere sahiptir. +3 oksidasyon durumuna sahip en kararlı bileşikler, Mn2O3 oksit ve ayrıca bu oksit Mn(OH)3'ün hidratıdır. +4, MnO2'de ve amfoterik oksit-hidroksit MnO(OH)2 en kararlı olanlardır.

Manganez +6'nın oksidasyon durumu, sadece sulu bir çözeltide bulunan permanganik asit ve tuzları için tipiktir. +7 oksidasyon durumu, permanganik asit, sadece sulu bir çözeltide bulunan anhidriti ve ayrıca tuzlar - permanganatlar (perkloratlara bir analoji) - güçlü oksitleyici ajanlar için tipiktir. İlginç bir şekilde, potasyum permanganatı azaltırken (günlük yaşamda buna potasyum permanganat denir), üç farklı reaksiyon mümkündür:

  • Sülfürik asit varlığında MnO4-anyonu Mn2+'ya indirgenir.
  • Ortam nötr ise, MnO4- iyonu MnO(OH)2 veya MnO2'ye indirgenir.
  • Alkali varlığında, MnO4- anyonu manganat iyonu MnO42-'ye indirgenir.

Kimyasal bir element olarak manganez

Kimyasal özellikler

Normal koşullar altında, etkin değildir. Bunun nedeni, atmosferik oksijene maruz kaldığında ortaya çıkan oksit filmidir. Metal tozu hafifçe ısıtılırsa yanar ve MnO2'ye dönüşür.

Isıtıldığında, hidrojenin yerini alarak su ile etkileşime girer. Reaksiyonun bir sonucu olarak, pratik olarak çözünmeyen nitröz oksit hidrat Mn(OH)2 elde edilir. Bu madde su ile daha fazla etkileşimi engeller.

İlginç! Hidrojen manganez içinde çözünür ve sıcaklık arttıkça çözünürlük artar (metalde bir gaz çözeltisi elde edilir).

Çok güçlü ısıtma ile (1200 santigrat derecenin üzerindeki sıcaklık) nitrojen ile etkileşime girer ve nitrürler elde edilir. Bu bileşikler, sözde berthollidler için tipik olan farklı bir bileşime sahip olabilir. Bor, fosfor, silikon ve erimiş halde - karbon ile etkileşime girer. Son reaksiyon, manganezin kok ile indirgenmesi sırasında gerçekleşir.

Seyreltik sülfürik ve hidroklorik asitlerle etkileşime girdiğinde bir tuz elde edilir ve hidrojen açığa çıkar. Ancak güçlü sülfürik asit ile etkileşim farklıdır: reaksiyon ürünleri tuz, su ve kükürt dioksittir (başlangıçta sülfürik asit kükürtlü hale getirilir; ancak kararsızlık nedeniyle kükürtlü asit, kükürt dioksit ve suya ayrışır).

Seyreltik nitrik asit ile reaksiyona girdiğinde nitrat, su ve nitrik oksit elde edilir.

Altı oksit oluşturur:

  • nitröz veya MnO,
  • oksit veya Mn2O3,
  • azot oksit Mn3O4,
  • dioksit veya MnO2,
  • manganez anhidrit MnO3,
  • manganez anhidrit Mn2O7.

İlginç! Atmosferik oksijenin etkisi altındaki azot oksit, yavaş yavaş bir okside dönüşür. Permanganat anhidrit serbest formda izole edilmemiştir.

Nitröz oksit, sözde fraksiyonel oksidasyon durumuna sahip bir bileşiktir. Asitlerde çözündüğünde bivalent manganez tuzları oluşur (Mn3+ katyonlu tuzlar kararsızdır ve Mn2+ katyonlu bileşiklere indirgenir).

Dioksit, oksit, nitröz oksit en kararlı oksitlerdir. Manganez anhidrit kararsızdır. Diğer kimyasal elementlerle analojiler var:

  • Mn2O3 ve Mn3O4, bazik oksitlerdir ve benzer demir bileşiklerine benzer özelliklerdedir;
  • MnO2, özellikleri bakımından alüminyum ve üç değerlikli krom oksitlerine benzer bir amfoterik oksittir;
  • Mn2O7 - asit oksit, özellikleri en yüksek klor okside çok benzer.

Kloratlar ve perkloratlarla analojiyi görmek kolaydır. Manganatlar, kloratlar gibi dolaylı olarak elde edilir. Ancak permanganatlar hem doğrudan, yani bir anhidrit ve metal oksit / hidroksitin su varlığında reaksiyona girmesiyle hem de dolaylı olarak elde edilebilir.

Analitik kimyada, Mn2+ katyonu beşinci analitik gruba düştü. Bu katyonu tespit etmek için birkaç reaksiyon vardır:

  • Amonyum sülfür ile etkileşime girdiğinde, bir MnS çökeltisi çöker, rengi ten rengidir; mineral asitler eklendiğinde çökelti çözülür.
  • Alkalilerle reaksiyona girdiğinde, beyaz bir Mn (OH) 2 çökeltisi elde edilir; bununla birlikte, atmosferik oksijen ile etkileşime girdiğinde, çökeltinin rengi beyazdan kahverengiye değişir - Mn(OH)3 elde edilir.
  • Mn2+ katyonlu tuzlara hidrojen peroksit ve bir alkali çözelti eklenirse, koyu kahverengi bir MnO(OH)2 çökeltisi oluşur.
  • Mn2+ katyonlu tuzlara oksitleyici bir madde (kurşun dioksit, sodyum bizmutat) ve güçlü bir nitrik asit çözeltisi eklendiğinde, çözelti kıpkırmızı olur, bu da Mn2+'nın HMnO4'e oksitlendiği anlamına gelir.

Kimyasal özellikler

manganez değerleri

Element yedinci gruptadır. Tipik manganez - II, III, IV, VI, VII.

Sıfır değerlik, serbest bir madde için tipiktir. İki değerlikli bileşikler Mn2+ katyonlu tuzlardır, üç değerlikli bileşikler oksit ve hidroksittir, dört değerlikli bileşikler dioksit ve ayrıca oksit-hidroksittir. Hekza- ve heptavalent bileşikler, Mn042- ve MnO4- anyonlu tuzlardır.

Manganez nasıl alınır ve neyden elde edilir? Manganez ve demir-mangan cevherlerinden ve ayrıca tuz çözeltilerinden. Üç Farklı yollar manganez elde etmek:

  • kok kurtarma,
  • aluminotermi,
  • elektroliz.

İlk durumda, kok, karbon monoksit kadar indirgeyici bir madde olarak kullanılır. Metal, demir oksitlerin bir karışımının olduğu cevherden geri kazanılır. Sonuç hem ferromangan (demirli bir alaşım) hem de karbürdür (karbür nedir? bir metalin karbonlu bir bileşiğidir).

Daha saf bir madde elde etmek için metallotermi yöntemlerinden biri kullanılır - alüminotermi. Önce piroluzit kalsine edilir ve Mn2O3 elde edilir. Elde edilen oksit daha sonra alüminyum tozu ile karıştırılır. Reaksiyon sırasında çok fazla ısı açığa çıkar, sonuç olarak ortaya çıkan metal erir ve alüminyum oksit onu bir cüruf "kapak" ile kaplar.

Manganez orta aktiviteli bir metaldir ve Beketov serisinde hidrojenin solunda ve alüminyumun sağında yer alır. Bu, Mn2+ katyonu ile tuzların sulu çözeltilerinin elektrolizi sırasında, metal katyonunun katotta indirgendiği anlamına gelir (çok seyreltik bir çözeltinin elektrolizi sırasında, su da katotta indirgenir). Sulu bir MnCl2 çözeltisinin elektrolizi sırasında aşağıdaki reaksiyonlar meydana gelir:

MnCl2 Mn2+ + 2Cl-

Katot (negatif yüklü elektrot): Mn2+ + 2e Mn0

Anot (pozitif yüklü elektrot): 2Cl- - 2e 2Cl0 Cl2

Nihai reaksiyon denklemi:

MnCl2 (el-z) Mn + Cl2

Elektroliz, en saf metalik manganezi verir.

Faydalı video: manganez ve bileşikleri

Başvuru

Manganezin kullanımı oldukça geniştir. Hem metalin kendisi hem de çeşitli bileşikleri kullanılır. Metalurjide çeşitli amaçlarla serbest formda kullanılır:

  • çelik eritme sırasında “deoksidizör” olarak (oksijen bağlanır ve Mn2O3 oluşur);
  • alaşım elementi olarak: yüksek aşınma direncine ve darbe direncine sahip güçlü çelik elde edilir;
  • sözde zırhlı çelik kalitesini eritmek için;
  • bronz ve pirinç bileşeni olarak;
  • bakır ve nikel içeren bir alaşım olan manganin oluşturmak için. Bu alaşımdan çeşitli elektrikli cihazlar, örneğin reostatlar yapılır.

Zn-Mn galvanik hücrelerin üretimi için MnO2 kullanılır. Elektrik mühendisliğinde MnTe ve MnAs kullanılır.

Manganez uygulaması

Genellikle potasyum permanganat olarak adlandırılan potasyum permanganat, hem günlük yaşamda (tıbbi banyolar için) hem de endüstride ve laboratuvarlarda yaygın olarak kullanılmaktadır. Permanganatın ahududu rengi, ikili ve üçlü bağları olan doymamış hidrokarbonlar bir çözeltiden geçirildiğinde kaybolur. Güçlü bir şekilde ısıtıldığında, permanganatlar ayrışır. Bu, manganatlar, MnO2 ve oksijen üretir. Bu, laboratuvarda kimyasal olarak saf oksijen elde etmenin bir yoludur.

Permanganik asit tuzları sadece dolaylı olarak elde edilebilir. Bunun için MnO2 katı alkali ile karıştırılır ve oksijen varlığında ısıtılır. Katı manganat elde etmenin bir başka yolu da permanganatların kalsinasyonudur.

Manganatların çözeltileri güzel bir koyu yeşil renge sahiptir. Bununla birlikte, bu çözeltiler kararsızdır ve orantısız bir reaksiyona girer: koyu yeşil renk ahududuya dönüşür ve kahverengi bir çökelti de çöker. Reaksiyon sonucunda permanganat ve MnO2 elde edilir.

Manganez dioksit, laboratuarda potasyum kloratın (berthollet tuzu) ayrışması için bir katalizör olarak ve ayrıca saf klor elde etmek için kullanılır. İlginç bir şekilde, MnO2'nin hidrojen klorür ile etkileşiminin bir sonucu olarak, bir ara ürün elde edilir - MnCl2 ve klora ayrışan son derece kararsız bir MnCl4 bileşiği. Mn2+ katyonlu nötr veya asitleştirilmiş tuz çözeltileri, uçuk pembe bir renge sahiptir (Mn2+, 6 su molekülü ile bir kompleks oluşturur).

Faydalı video: manganez yaşamın bir unsurudur

Çözüm

takova kısa bir açıklaması manganez ve kimyasal özellikleri. Orta aktiviteye sahip gümüşi beyaz bir metaldir, sadece ısıtıldığında su ile etkileşime girer ve oksidasyon derecesine bağlı olarak hem metalik hem de metalik olmayan özellikler gösterir. Bileşikleri endüstride, evde ve laboratuvarlarda saf oksijen ve klor üretmek için kullanılır.

benzer gönderiler