منگنز (عنصر شیمیایی): خواص و کاربرد، تعیین درجه اکسیداسیون، حقایق جالب

یکی از مهم ترین فلز فولاد منگنز است. علاوه بر این، آن را به طور کلی عنصر کاملا غیر معمول است، که با حقایق جالب در ارتباط است. مهم برای موجودات زنده، آن را در آماده سازی بسیاری از آلیاژهای، مواد شیمیایی لازم است. منگنز - یکی از عناصر شیمیایی، یک عکس از که در زیر دیده می شود. این بود خواص و ویژگی های خود مورد بحث در این مقاله است.

عنصر شیمیایی مشخصه

اگر ما در مورد منگنز به عنوان یک عنصر صحبت از سیستم تناوبی، اولین چیزی که باید برای توصیف موقعیت خود را در آن است.

1. این است که در دوران بزرگ چهارم، گروه هفتم، زیر گروه واقع شده است.
2. شماره سریال - 25. منگنز - یک عنصر، به اتهام هسته به 25 اتم برابر است. تعداد الکترون همان نوترون است - 30.
3. ارزش جرم اتمی - 54.938.
4. تعیین عنصر شیمیایی منگنز - منگنز.
5. نام لاتین - منگنز است.

واقع بین کروم و آهن، که شباهت آن توضیح می دهد با آنها را در ویژگی های فیزیکی و شیمیایی.

منگنز - یک عنصر شیمیایی: فلز انتقالی

اگر ما یک ساختار الکترونی اتم داده در نظر بگیریم، فرمول آن را به شکل داشته باشد: 1S 2S ^{2 2 2} 2P ⁶ 3S 3P ⁶ 4S ² 3D ^5. آن آشکار می شود که عنصر گزارش تماس - یک فلز واسطه از د، خانواده است. پنج الکترون در بحث 3D-زیرسطح در مورد پایداری اتم است که در خواص شیمیایی آن آشکار می شود.

به عنوان فلز کاهش منگنز است، اما بسیاری از ترکیبات آن قادر به آشکار و به اندازه کافی قوی توانایی اکسید کننده است. این به خاطر این درجات مختلف اکسیداسیون و ظرفیت است که عنصر فعال. این از ویژگی های این خانواده از فلزات است.

بنابراین، منگنز - عنصر شیمیایی، واقع در میان اتم های دیگر، و داشتن ویژگی های خاص خود را دارد. در نظر بگیرید چه این خواص را در جزئیات بیشتر است.

منگنز - یک عنصر شیمیایی است. درجه اکسیداسیون

ما در حال حاضر فرمول الکترونی اتم اشاره کرد. به گفته او، این عنصر قادر به حالات اکسیداسیون مثبت تر است. آنها عبارتند از:

• 0؛
• 2.
• 3؛
• 4؛
• 6؛
• 7.

ظرفیت اتم IV است. پایدار ترین این ترکیبات که در آن ارزش ها در منگنز 2، 4، 6 رخ می دهد. بالاترین درجه از اکسیداسیون ترکیبات اجازه می دهد تا به عمل اکسیدان به عنوان قوی. به عنوان مثال: KMnO _4، منگنز ₂ O _7.

ترکیبات با دو عامل کاهش هیدروکسید هستند، منگنز (II) دارای خواص آمفوتریک، با غلبه اساسی است. درجه متوسط شاخص اکسیداسیون ترکیب آمفوتریک تشکیل می دهد.

تاریخچه کشف

منگنز - یک عنصر شیمیایی است که باز شده است را در یک بار، اما به تدریج و توسط دانشمندان مختلف است. با این حال، اتصالات خود را، مردم از زمان های قدیم استفاده می شود. اکسید منگنز (IV) برای ذوب شیشه ای استفاده شده است. یک ایتالیایی اعلام کرد که علاوه بر این از این ترکیب رنگ رنگ خود را بنفش در تولید مواد شیمیایی شیشه ای. همراه با این، همان ماده کمک می کند تا برای از بین بردن کدورت در شیشه های رنگی.

بعدها در اتریش دانشمند قائم مدیریت قطعه ای از منگنز فلزی دریافت، اقدام در pyurolizit درجه حرارت بالا (اکسید منگنز (IV))، پتاس و ذغال سنگ است. با این حال، این نمونه بسیاری از ناخالصی حال، برای از بین بردن که او می تواند، به طوری که باز برگزار نشد.

بعد از آن هنوز یک دانشمند دیگر به عنوان یک مخلوط که در آن بخش قابل توجهی برای فلز خالص را به خود اختصاص سنتز شده است. این برگمن بود، قبل از آن کشف عنصر نیکل است. با این حال، این موضوع را قبل از پایان آن بود که نه.

منگنز - یک عنصر شیمیایی است که آماده شده و جدا شده در قالب یک ماده ساده برای اولین بار در سال 1774 موفق Karlu Sheele. با این حال، او آن را با I. هان، که روند ذوب شدن قطعه فلز به اتمام است. اما حتی آنها قادر به طور کامل آن را از ناخالصی ها خلاص کنید و یک عملکرد 100٪ بود.

با این وجود، آن است که این بار از کشف اتم بود. این دانشمندان همان تلاش کرده اند تا به یک نام به عنوان پیشگامان. آنها manganezium مدت انتخاب شد. با این حال، پس از کشف منیزیم سردرگمی آغاز شد و نام منگنز به جریان (H. دیوید، 1908) تغییر یافت.

از آنجا که منگنز - یک عنصر شیمیایی است که خواص بسیار ارزشمند برای بسیاری از فرآیندهای متالورژیکی هستند، در طول زمان لازم شد به هنوز راه به تولید آن را در شکل خالص ترین را پیدا کنید. این مشکل توسط دانشمندان در سراسر جهان حل شد، اما قادر به تنها در سال 1919 از طریق کار R. Agladze حل و فصل شود - دانشمند شوروی و مواد شیمیایی. این است که، او یک روش است که می توانید از سولفات و کلرید منگنز توان با الکترولیز برای به دست آوردن فلز خالص محتوای ماده 99،98٪ در بر داشت. در حال حاضر این روش در سراسر جهان استفاده می شود.

که در طبیعت

منگنز - یکی از عناصر شیمیایی، یک عکس از یک ماده ساده که در زیر دیده می شود. در طبیعت، بسیاری از ایزوتوپ از اتم وجود دارد، تعداد نوترون که در آن تا حد زیادی متفاوت است. بنابراین، عدد جرمی در محدوده 44 تا 69. متفاوت است با این حال، تنها ایزوتوپ پایدار آن از یک عنصر به ارزش ⁵⁵ منگنز، دیگران نیمه عمر جزئی کوتاه، یا مقادیر بیش از حد کوچک است.

از آنجا که منگنز - عنصر شیمیایی است که در آن درجه اکسیداسیون، بطور قابل توجهی متفاوت است، و ترکیبات در طبیعت آن را به شکل بسیار. در حالت خالص، عنصر است که در تمام یافت نشد. مواد معدنی و سنگ معدن دائمی همسایه خود را - آهن است. مجموع ممکن است به تعیین برخی از سنگ مهم ترین، که شامل منگنز.

1. پیرولوزیت. ترکیب از فرمول: MnO _{2 در} * NH ₂ O.
2. مولکول پسیلوملان MnO2 * mMnO * nH2O.
3. منگانیت MNO فرمول * OH.
4. برونیت نادرتر از دیگران است. فرمول منگنز ₂ O _3.
5. هوسمانیت منگنز فرمول * منگنز ₂ O _4.
6. Rodonite منگنز ₂ (سیلیس _{3) 2.}
7. سنگ کربنات منگنز.
8. تمشک رودوکروزیت مشاجره یا - MnCO _3.
9. بنفش - منگنز ₃ PO _4.

علاوه بر این، ممکن است به تعیین مواد معدنی، که همچنین شامل عنصر تحت بررسی است. آنها عبارتند از:

• کلسیت؛
• سیدریت؛
• مواد معدنی خاک رس؛
• کلسدونی؛
• اپال،
• شن و ماسه و گل و لای ترکیب.

علاوه بر استخراج معادن و رسوبی سنگ ها، مواد معدنی، منگنز - عنصر شیمیایی است که در ترکیب گنجانده شده عبارتند از:

1. موجودات گیاه. بزرگترین درایوهای این عنصر عبارتند از: شاه بلوط آب، خزه، دیاتومها.
2. قارچ عامل زنگ.
3. برخی از انواع باکتری.
4. حیوانات زیر است: مورچه قرمز، سخت پوستان، نرم تنان.
5. مردم - از نیاز روزانه حدود 3-5 میلی گرم.
6. اقیانوس ها حاوی 0.3٪ آب این عنصر.
7. محتوای کل در پوسته 0.1 درصد وزن.

به طور کلی، 14 عنصر مشترک بیشتر از همه از سیاره ما است. در میان آهن فلزات سنگین پس از او دوم.

خواص فیزیکی

از نقطه نظر خواص منگنز به عنوان یک ماده ساده، چندین ویژگی های فیزیکی اساسی برای آن وجود دارد.

1. در یک ماده ساده آن یک فلز به اندازه کافی سخت (شاخص مقیاس Mohs 4) است. رنگ - سفید نقره ای، هوا پوشش داده شده با یک فیلم اکسید محافظ بر روی بخش براق است.
2. نقطه ذوب 1246 ⁰ C.
3. جوش - 2061 ⁰ C.
4. خواص رسانا از خوب، پارامغناطیس است.
5. تراکم فلزی 7.44 گرم / سانتی متر ^{3 است.}
6. وجود دارد در قالب چهار پلی مورف (α، β، γ، σ)، متفاوت در ساختار و شبکه شکل و تراکم بسته بندی از اتم. نیز متفاوت دمای ذوب آنها.

در متالورژی سه شکل اساسی استفاده از منگنز: β، γ، σ. آلفا به ندرت، از آن است در خواص آن بیش از حد شکننده است.

خواص شیمیایی

از نقطه نظر شیمیایی، منگنز - عنصر شیمیایی است که شارژ یون متفاوت تا حد زیادی 2-7. این برگ خود را بر فعالیت های آن است. شکل رایگان از منگنز در هوا بسیار کمی با آب واکنش نشان می دهد، محلول در اسیدهای رقیق می با این حال، شما باید فقط افزایش درجه حرارت از فلز به عنوان فعالیت به طور چشمگیری افزایش می دهد.

بنابراین، آن را قادر به واکنش با است:

• نیتروژن؛
• کربن؛
• هالوژنها؛
• سیلیکون؛
• فسفر؛
• گوگرد و دیگر غیر فلزات.

هنگامی که فلز بدون هوا گرم می شود به راحتی به حالت بخار عبور می کند. بسته به درجه اکسیداسیون، که در نمایشگاه منگنز و ترکیبات آن می تواند هر دو عوامل کاهش و اکسید کننده. برخی خواص آمفوتریک. بنابراین، ویژگی اساسی از این ترکیبات، که آن را 2. آمفوتری - 4، و یک اسید اکسید کننده قوی به بالاترین ارزش 7.

با وجود این واقعیت که منگنز - یک فلز واسطه ترکیبات پیچیده چند برای او می باشد. این به خاطر ساختار الکترونی پایدار را از اتم، برای 3D-زیر لایه آن شامل 5 الکترون.

مواد و روش ها برای آماده سازی

سه روش اصلی که در آن منگنز در صنعت (عنصر شیمیایی) آماده شده است وجود دارد. چگونه به عنوان خوانده شده عنوان لاتین، ما در حال حاضر تعیین شده - manganum. اگر ما آن را به روسی ترجمه، از آن خواهد شد "بله، در واقع روشن رنگ خود". بنابراین نام منگنز آن مورد نیاز است به نمایشگاه خواص شناخته شده از زمان بسیار کهن است.

با این حال، با وجود محبوبیت، آن را در یک شکل خالص برای استفاده فقط در 1919 اداره می شود. این است که با روش های زیر انجام می شود.

1. الکترولیز، عملکرد محصول 99.98٪ است. به این ترتیب، منگنز در صنایع شیمیایی.
2. Silicothermic یا بازیابی با استفاده از سیلیکون است. با این روش این است که تلفیقی از سیلیکون و منگنز اکسید (IV) وجود دارد، و در نتیجه یک فلز خالص. عملکرد در حدود 68 درصد است، زیرا ترکیب منگنز است توسط تولید با سیلیکون در سیلیسید. این روش در صنعت متالورژی استفاده می شود.
3. روش Aluminothermic - یک عملیات بازیابی با استفاده از آلومینیوم. همچنین عملکرد بیش از حد بالا، منگنز آلوده به ناخالصی نمی دهد.

تولید فلز برای بسیاری از فرآیندهای در متالورژی انجام مهم است. حتی علاوه بر کم منگنز قادر به شدت از خواص این آلیاژها را تحت تاثیر قرار است. ثابت شده است که آن را حل بسیاری از فلزات، پر کردن شبکه بلوری آن است.

اکتشاف و تولید این عنصر روسیه رتبه اول در جهان است. همچنین، این فرآیند در کشورهایی مانند انجام:

• چین می باشد.
• آفریقای جنوبی است.
• قزاقستان.
• گرجستان است.
• اوکراین.

استفاده در صنعت

منگنز - یکی از عناصر شیمیایی، استفاده از آن نه تنها در متالورژی مهم است. بلکه در مناطق دیگر. علاوه بر این فلز در شکل خالص، از اهمیت بزرگ و ترکیبات مختلف این اتم هستند. معنی کردن آنهایی که اصلی.

1. انواع مختلفی از آلیاژهای، که، با توجه به منگنز خواص منحصر به فرد وجود دارد. به عنوان مثال، فولاد هدفیلد بسیار قوی و با دوام است که آن را برای قطعات ذوب بیل مکانیکی، ماشین آلات پردازش سنگ، چرخ، آسیاب، عناصر زره استفاده می شود.
2. دی اکسید منگنز - آبکاری اکسیداتیو اتصال عنصر، از آن استفاده هنگام ایجاد یک depolarizer.
3. بسیاری از منگنز ترکیبات برای سنتز مواد آلی مختلف مورد نیاز است.
4. پرمنگنات پتاسیم (پرمنگنات پتاسیم و یا) است که در طب به عنوان یک عامل ضد عفونی کننده قوی استفاده می شود.
5. این عنصر در ترکیب برنز، برنج شامل، آلیاژ خود را با مس، که در خدمت به ساخت توربین هواپیما، تیغه، و سایر قطعات را تشکیل میدهد.

نقش بیولوژیکی

نیاز روزانه برای منگنز انسان 3/5 میلی گرم است. کمبود این عنصر منجر به ظلم و ستم از سیستم عصبی، اختلالات خواب و اضطراب، سرگیجه. نقش خود را به طور کامل درک نشده است، اما روشن است که، اول از همه، آن تاثیر گذار است:

• رشد؛
• فعالیت غدد جنسی؛
• کار هورمون؛
• تشکیل خون است.

این عنصر در تمام گیاهان، حیوانات، مرد، که نقش مهمی بیولوژیکی آن ثابت می کند است.

اطلاعات جالب در مورد آیتم

منگنز - یکی از عناصر شیمیایی، حقایق جالب که می تواند هر کسی را تحت تاثیر قرار، و آن را روشن چقدر مهم است. در اینجا آنهایی که پایه ترین، که علامت آن در تاریخ فلزی یافت می شود.

1. در زمان جنگ داخلی در اتحاد جماهیر شوروی، یکی از محصولات صادراتی برای اولین بار آن سنگ حاوی مقدار زیادی از منگنز است.
2. اگر دی اکسید منگنز به فیوز با هیدروکسید پتاسیم و نیترات و پس از آن محصول در آب حل شد، تبدیل شروع تعجب آور است. اول، راه حل های سبز و سپس به رنگ آبی تبدیل خواهد شد بعد از تغییر خواهد کرد - بنفش. در نهایت، تمشک و به تدریج سقوط خواهد رسوب قهوه ای است. اگر مخلوط به لرزش، و سپس دوباره سبز ترمیم و دوباره اتفاق می افتد. این به این پرمنگنات پتاسیم و نام خود را، که به عنوان "آفتاب پرست معدنی" ترجمه می کند.
3. اگر در زمین به کود حاوی منگنز، سپس گیاه بهره وری را افزایش می دهد و افزایش نرخ فتوسنتز. زمستان دانه گندم بهتر تشکیل خواهد شد.
4. بزرگترین تکه از رودونیت منگنز مواد معدنی 47 تن وزن داشت و در اورال پیدا شد.
5. است یک آلیاژ سه تایی به نام manganin وجود دارد. این است که از عناصر مانند مس، منگنز و نیکل تشکیل شده است. این در آن است که یک مقاومت الکتریکی بزرگ، که در درجه حرارت بستگی ندارد اما تحت تاثیر فشار منحصر به فرد است.

البته، این است که همه وجود ندارد در مورد این فلز است. منگنز - یکی از عناصر شیمیایی، حقایق جالب توجه است که بسیار متنوع است. به خصوص اگر ما در مورد خواص است که آن اعطا آلیاژهای مختلف صحبت کنید.