Марганец это металл или неметалл: Марганец. Описание, свойства, происхождение и применение металла

Марганец -общая характеристика элемента, химические свойства хрома и его соединений

Шкала степеней окисления марганца:

+7 — Mn₂O₇ , MnO₄^— ,HMnO₄ ,KMnO₄

+ 6 — MnO₄^2- , K₂MnO₄

+4 — MnO₂ , Mn(SO₄)₂ ,MnF₄ ,K₃[MnF

+3 — Mn₂O₃, MnO(OH),Mn₂(SO₄)₃ ,MnF , K₃[MnF₆]

+ 2 — Mn²⁺ , MnO, Mn(OH)₂ , MnSO₄ ,MnCl₂

0 — Mn

По электроотрицательности (1,60) марганец занимает промежуточное положение между типичными металлами (Na, К, Са, Мg) и неметаллами (F, O,N, Cl).  Соединения Мn^‖‖ — оксид и гидроксид — проявляют основные свойства, соединения Мn^‖‖‖ и Мn ^IV — амфотерные свойства, для соединений Мn^VI и Мn^VII  характерно почти полное преобладание кислотных свойств. Марганец образует многочисленные соли и бинарные соединения.

В природе — четырнадцатый по химической распространенности элемент (восьмой среди металлов; второй, после железа, тяжелый металл).

     Марганец Мn. Серебристо-белый (с серым оттенком) металл, более твердый и хрупкий по сравнению с железом. В виде мелкого порошка пирофорен. На воздухе покрывается оксидной пленкой. Пассивируется в воде, поглощает водород, но не реагирует с ним.

При нагревании сгорает в кислороде воздуха, реагирует с хлором и серой:

Mn→(O₂, до450^oC) MnO₂ →( O₂, до 800^oC) Mn₂O₃

                 Mn→MnO+( Mn^IIMn₂^II)O₄   “окалина “ ( O2, выше 800^oC)

                Mn+Cl₂→MnCl_{2 ,}      (200^oC)              Mn+S→ MnS  (до1580^oC)

В ряду напряжений марганец стоит левее водорода, из разбавленных кислот НCl и Н₂SO₄ вытесняет водород:

Мn _{(порошок)} + 2Н⁺ = Мn²⁺ + Н₂↑

Взаимодействует с кислотами-окислителями при нагревании, также образуя соли марганца (II):

Мn + 2Н₂SO_{4(конц. )} = МnSO₄ + SO₂↑+ 2Н₂O

3Мn + 8HNO_3(разб.) = 3Мn(NO₃)₂ + 2NO↑ + 4Н₂O

      Получение марганца в промышленности — восстановление пиролюзита МnO₂  или гаусманита (Мn^IIMn^III)O₄ коксом или алюминием:

МnO₂ + С _(кокс) = Мn + СO₂ (600 °С)

3(Мn^II Mn^III)O₄ + 8Аl = 9Мn + 4А1₂O₃(700-900 °С)

Наиболее чистый марганец выделяют электролизом раствора из солей марганца (П), например:

2MnSO₄+2H₂O→2Mn↓+O₂↑+2H₂SO₄  (40^oC, эликтролиз)

Промышленно важен сплав с железом — ферромарганец (> 70 % Мn), его получают восстановлением оксидных руд марганца и железа.

Применяется марганец для изготовления специальных и тугоплавких сплавов, зеркального чугуна и марганцевых твердых сталей, в качестве катализатора в органическом синтезе.

     Оксид марганца (IV) МnO₂. Черный, с коричневым оттенком, при нагревании разлагается. Из раствора осаждается в виде черного гидрата МnO₂ nН₂O. Не проявляет амфотерных свойств в силу малой реакционной способности по отношению к воде, разбавленным кислотам НCl и Н₂SO₄, азотной кислоте и щелочам в растворе. Типичный окислитель в растворе и расплаве, менее характерны свойства восстановителя.

Применяется для промышленного производства марганца, как деполяризатор в «батарейках» (сухих гальванических элементах), компонент минеральных пигментов, осветлитель стекла.

Уравнения важнейших реакций:

4МnO₂ = 2Мn₂O₃ + O₂ (530-585 °С)

2МnO₂ + 2Н₂SO_4(конц.) = МnSO₄ + O₂↑ + 2Н₂O (кипячение)

МnO₂ + 4НС1_(конц.) = МnС1₂ + С1₂↑ + 2Н₂O

МnO₂ + Н₂SO_{4(гор. )} + КNO₂ = МnSO₄ + КNO₃ + Н₂O

МnO₂ + 2Н₂SO₄ + 2FeSO₄ = МnSO₄ + Fе₂(SO₄)₃ + 2Н₂O

МnO₂ + 2КОН + КNO₃ = К₂MnO₄ + KNO₂ + Н₂O (350-450 °С)

ЗМnO₂ + ЗК₂CO₃ + КС1O₃ = ЗК₂MnO₄+ КС1 + ЗCO₂ (400 °С)

В природе самое распространенное соединение марганца — минерал пиролюзит

Манганат калия К₂MnO₄. Оксосоль. Темно-зеленый, плавится под избыточным давлением О₂. В растворе устойчив только в сильнощелочной среде. Зеленая окраска раствора отвечает иону МnO₄^2-. Медленно разлагается при разбавлении раствора водой, быстро — при подкислении. Проявляет окислительно-восстановительные свойства.

Качественная реакция — появление фиолетовой окраски при подкислении раствора. Промежуточный продукт при синтезе КMnO₄.

Уравнения важнейших реакций:

3K₂MnO_4(конц) +2H₂O→(t) 2KMnO₄+MnO₂↓+4KOH

3K₂MnO_4(разб)+4HCl=2KMnO₄+MnO₂↓+2H₂O+4KCl

K₂ MnO₄ +8HCl_(конц)=MnCl₂+2Cl₂↑+4H₂O+2KCl

3K₂MnO₄+2H₂O+4CO_2(г)=2KMnO₄+MnO₂↓+4KHCO₃

2K₂ MnO₄+Cl_{2(насыщ)}=2KMnO₄+2KCl

2K₂MnO₄+2H₂O→ H₂↑+2KMnO₄+KOH (эликтролиз)

     Получение: сплавление МnO₂ с сильными окислителями (KNO₃, КClO₃).

    Перманганат калия КМnO4. Оксосоль. Красно-фиолетовый (почти черный). При нагревании разлагается без плавления. Умеренно растворим в воде (интенсивно-фиолетовая окраска раствора отвечает иону МnO₄), гидролиза нет. Медленно разлагается в воде, серной кислоте, щелочах. Сильный окислитель в растворе и при сплавлении; в сильнокислотной среде восстанавливается до Мn^II , в нейтральной среде – до Mn ^IV в сильнощелочной среде — до Мn^VI

  Качественная реакция на ион МnO₄ — исчезновение фиолетовой окраски раствора при восстановлении в кислотной среде.

Применяется как окислитель углеводородов до карбоновых кислот, реактив в фотографии, антисептик в медицине, средство для очистки газов и отбеливания тканей, твердый источник кислорода. Распространенный окислитель в лабораторной практике.    Уравнения важнейших реакций:

2КMnO₄= К₂MnO₄ + МnO₂ + O₂     (200—240°С)

4КМnO₄ + 2Н₂O→МnO₂↓+ 3O₂↑ + 4КОН   (t)

2КМnO_4(т) + 16НСl_{(конц. )} = 2МnС1₂ + 5С1₂↑ + 8Н₂O + 2КС1        (80°С)

2КМnO_4(т) + 2Н₂SO_4(96%) = 2КНSO₄ + Мn₂O₇ + Н₂O        (на холоду)

4КМnO_{4(насыщ.)} + 4КОН _(15%) = 4К₂МnO₄+ O₂↑ + 2Н₂O    (100 °С)

2КМnO₄ + 2(NН₃• Н₂O)= 2МnO₂↓ + N₂↑ + 4Н₂O+ 2КОН   (50 °С)

2МnO₄^—  + 16Н⁺  +10I^— = 5I₂+2Мn²⁺  + 8Н₂O

2МnO₄^—  + 6Н⁺ + 5Н₂O_2(разб.) = 2Мn²⁺  + 5O₂↑+ 8Н₂O

2МnO₄^—  + 6Н⁺ + 5SO₃^2- =2Мn²⁺  + 5SO₄^2- + ЗН₂O

МnO₄^—  + 8Н⁺ + 5Fе²⁺ = Мn²⁺ + 5Fе³⁺ + 4Н₂O

2МnO₄^—  + 6Н⁺ + 5NO₂^—  = 2Мn²⁺ + 5NО₃^—  + 3Н₂O

2МnO₄^— + 3Н₂S _{(насыщ. )} = 2МnO₂↓ + 3S↓ + 2Н₂O + 2OН^—

2МnO₄^— + Н₂O + 3SO₃^2- = 2МnO₂↓ + 3SO₄^2-+ 2OH^—

2МnO₄^— + 2Н₂O + ЗМn²⁺ = 5МnO₂↓ + 4Н⁺  (50-80 °С)

2МnO4^— + 2OH^—_(конц.) + SO₃^2-  = 2МnO₄^2-+ SO₄^2- + Н₂O

      Получение — электролиз раствора К₂MnO₄

Марганец в воде что это такое

Абсолютно все химические элементы, занесенные в таблицу Менделеева, встречаются в природе, одни редко, а другие относятся к распространенным. Одним из таких является Марганец. Соединения этого элемента находятся на четырнадцатом месте по распространению в окружающей нас природе, а его содержание в земле составляет 0,1 мас. %.

В периодической системе Д. И. Менделеева марганец расположен в побочной подгруппе VII группы четвертого периода и относится к переходным элементам, проявляя положительные степени окисления. Атомный номер элемента — 25. В составе формул химических соединений читается как «марганец».

В быту всем известен перманганат калия («марганцовка») — тёмно-фиолетовые с отблеском черного кристаллы, которые в воде образуют раствор, имеющий ярко выраженный цвет фуксии.

История открытия марганца

Свое название и известность марганец приобрел благодаря шведскому химику Карлу Вильгельму Шееле, который в 1774 году установил, что в пиролюзите содержится марганец. Химик Юхан Готлиб Ган скатывал из образцов пиролюзита шарики и, добавляя в них масло, нагревал в тигле с древесным углем. В итоге получались металлические шарики, вес которых был вдвое меньше изначального. Шееле не удалось выделить элементарный марганец в чистом виде, поэтому в своих трудах он указывал, что в минерале содержится новый элемент.

Первое время металл носил название «магнезия», впоследствии в 1787 году он был переименован в «магнезиум». Однако и это название пришлось изменить, потому что в 1808 г. Хэмфри Дэви открыл химический элемент «магний», который также назвал «магнезиум».

В кругу российских ученых элемент долгое время носил название «пиролюзит», а благодаря А. И. Шереру в 1807 году металл, полученный из пиролюзита, назвали «марганец», а сам минерал носил название «черный марганец».

Химические и физические свойства марганца

Электроотрицательность марганца позволяет элементу проявлять свойства металлов и неметаллов. Так, в соединениях, в состав которых входит МnII, марганец проявляет основные свойства, в соединениях с МnIII и Мn IV — амфотерные свойства, МnVI и МnVII — кислотные свойства.

При нагревании до 450ºС элементарный марганец сгорает в кислороде воздуха, образуя оксид MnO₂, который при последующем прогреве до 800ºС превращается в оксид Mn₂O₃.

В порошковом мелкодисперсном состоянии марганец проявляет большую склонность к вступлению в химические реакции.
В природе элемент не встречается в чистом виде. В промышленности марганец получают путем восстановления пиролюзита или гаусманита действием кокса или алюминия. Если необходимо получить марганец более чистого состава, его получают электролизом раствора солей. Способность марганца проявлять различные степени окисления (от 0 до +7) привело к тому, что элемент может образовывать огромное число различных солей и минералов.

Марганец в воде относится к металлам, и имеет пять аллотропных модификаций: с кубической и с тетрагональной кристаллическими решетками. В качестве простого вещества представлен в виде твердого, но хрупкого металла серебристо-белого цвета с плотностью 7,2 г/см3. На воздухе покрывается оксидной пленкой с пестрыми пятнами. Марганец способен проводить электрический ток. Температура его плавления составляет 1245°С, при дальнейшем нагреве до 2120°С закипает.

Применение марганца

Высокое распространение соединений марганца позволяет использовать его в трех основных направлениях:

• промышленное;
• бытовое;
• биологическое.

В промышленности марганец используется как легирующий металл для придания сплавам коррозинностойкости, твердости, а также для получения солей.

В быту марганец применяется в виде раствора солей перманганата калия в качестве средства с антисептическими действиями для обработки кожи, слизистых оболочек, а также при посадке растений и обработке почвы.

Биологическое назначение марганца не менее важное. Он входит в десятку самых важных микроэлементов для нормального функционирования животных организмов и растений. Соединения марганца участвуют в образовании белковых комплексов, аминокислот и ферментов, в гидролизе АТФ и активации нуклеазы. При его недостаточном количестве снижается усвоение витамина В1, и появляется риск развития диабета.

Переизбыток соединений марганца в организме оказывает негативное влияние, в первую очередь, на нервную систему. Снижение интеллектуальной способности, головокружения, судороги и боли в спине, отравления — это лишь малый перечень последствий накоплений марганца в костях, почках, кишечнике.

Откуда марганец в воде

При проверке водопроводной воды или воды из скважины в составе не редко можно обнаружить марганец. Но что такое марганец в воде из скважины? Можно ли пить эту воду? Без риска для здоровья допустимая норма потребления марганца в сутки (по ГОСТу):

• Норма марганца в воде для взрослого —  до 5 мг;
• Содержание марганца в питьевой воде для подростков — 2 мг;
• Норма по марганцу в воде для детей в возрасте до 1 года — 1 мг.

Содержание марганца в воде из скважины или колодца зависит от сезона, например, зимой из-за застоя воды его скапливается больше, от температуры, PH и объема техногенного загрязнения воды.

ВОЗ установил пдк по марганцу в питьевой воде — содержание элемента не должно быть более 0,05 мг/л. Однако в России был установлена иная норма содержания марганца в воде: в централизованных системах до 0,1 мг/л, в скважинах, родниках и иных открытых источниках — не более 0,5 мг/л. Для питьевой и технической воды нормы марганца не отличаются.

Как проверить воду на марганец

Определить марганец в воде, не имея специальных анализаторов, сложно. Есть несколько признаков марганца в воде, которые дают повод задуматься, о необходимости проведения анализа:

• если в воде присутствует железо, то марганец в ней тоже есть;
• при повышенной концентрации соединений марганца вода темнеет и мутнеет;
• при отстаивании образуется темный осадок;
• остается черный налет на посуде после кипячения;
• при повышенном содержании марганца в воде присутствуют неприятный запах и вяжущий вкус;
• образуется темный налет на трубах вплоть до засорения.
• Санитарные станции и частные лаборатории проводят количественный анализ проб воды и предоставляют результаты в течение недели. Одним из методов определения содержания марганца в воде является фотометрическое определение марганца в воде.

Чем вреден марганец в воде

Как влияет марганец в воде на человека? Без сомнения превышение допустимых концентраций марганца опасно для здоровья, поэтому важно ответственно относиться к водоподготовке, в частности, к очистке воды. Чаще всего минерал находится в виде двухвалентного иона, который легко растворяется в воде. Действия очистных фильтров основываются на связывании свободных ионов и переводе их в твердодисперсные нерастворимые формы, которые в виде осадка удерживаются в фильтрующих устройствах. Подробнее о том, как очистить воду от марганца из скважины, колодца или водопровода можно прочитать в статье «Как очистить воду от марганца».

Цены и новости на рынке химии

Новости и события

В 2020 году производство минеральных удобрений в России выросло по сравнению с 2019 годом на 5, 5% и составило почти 55 млн тонн. Сегодня российские производители выпускают более 60 видов минераль…

Приволжское управление Федеральной службы по экологическому, технологическому и атомному надзору (Ростехнадзор) в период с 8 по 16 декабря 2020 года провело внеплановую выездную проверку объекта …

О реализации конкретных российско-белорусских планов на территории региона Иван Белозерцев заявил на оперативном совещании в правительстве области в понедельник, 15 февраля 2021 года. Он напомнил…

В расширенном совещании Приволжского управления Федеральной службы по экологическому, технологическому и атомному надзору принял сегодня участие Президент Республики Татарстан Рустам Минниханов. …

Финансовый директор компании Питер О’Брайен заявил, что размещение компании на бирже может состояться лишь ближе к запуску Амурского газохимического комплекса, который планируют достроить в 2024 …

Уровень экспортных поставок каучука синтетического по итогам 2020 г. в сравнении с уровнем предыдущего года снижен на 1%. Годом ранее экспорт каучука упал на 2, 1%. *Информа…

Информация

В 2020 году производство минеральных удобрений в России выросло
Приволжское управление Ростехнадзора провело внеплановую выездную проверку строительство цеха производства перекиси водорода ПАО «Химпром»
Глава Пензенской области о реализации конкретных российско-белорусских планов на территории региона

В 2020 году производство минеральных удобрений в России выросло
Приволжское управление Ростехнадзора провело внеплановую выездную проверку строительство цеха производства перекиси водорода ПАО «Химпром»
Глава Пензенской области о реализации конкретных российско-белорусских планов на территории региона

Каталог организаций и предприятий

ЗАО «Марганец-Трейдинг» являющийся торговым домом ОАО «Марганец Коми» предлагает закупать для нужд Вашего предприятия марганцевую руду Парнокского месторождения, марганцевый агломерат, а также феррохром, ферросилиций, ферросиликохром и ферромарганец.

МАРГАНЕЦ.

Вам огромный выбор ферросплавов с нашего склада или под заказ, а именно: феррованадий, ферровольфрам, ферромолибден, ферротитан, марганец, марганец металлический, силикокальций, ферромарганец, ферросиликомарганец, ферросилиций, феррониобий, феррохром и другие…

…

Марганец…

…

Предложения на покупку и продажу продукции

Пигмент белого цвета, или как его еще называют диоксид титана, представляет собой порошок, состоящий из прозрачных кристаллов и применяющийся в различных областях современной промышленности. Краситель…

Научно-производственное предприятие ООО «АгроХим Технология» ищет дилера в Вашем регионе, по продаже комплексных минеральных удобрений марки ACTIVE для основных сельскохозяйственных культур. Выгодна…

Карбамид ГОСТ 2081-2010, производства «Газпром нефтехим Салават» и других заводов России. Отгрузка самовывоз, доставка авто или железнодорожным транспортом в крытых вагонах мешки по 50 кг — 67, 2 тонн. ..

Минеральные удобрения в ассортименте: Азотные, Сложные комплексные все серии NPKS. Отгрузка по всей России железнодорожным и авто транспортом, отгружаем навалом насыпью в минераловозах или фасованную …

Карбамид ГОСТ 2081-2010, производства «Газпром нефтехим Салават» и других заводов России. Отгрузка самовывоз, доставка авто или железнодорожным транспортом в крытых вагонах мешки по 50 кг — 67, 2 тонн…

Минеральные удобрения в ассортименте: Азотные, Сложные комплексные все серии NPKS. Отгрузка по всей России железнодорожным и авто транспортом, отгружаем навалом насыпью в минераловозах или фасованную …

Марганец

Марганец
Атомный номер	25
Внешний вид простого вещества	твёрдый, хрупкий металл светло-серого цвета
Свойства атома
Атомная масса (молярная масса)	54,93805 а.  е. м. (г/моль)
Радиус атома	135 пм
Энергия ионизации (первый электрон)	716,8 (7,43) кДж/моль (эВ)
Электронная конфигурация	[Ar] 3d5 4s2
Химические свойства
Ковалентный радиус	117 пм
Радиус иона	(+7e) 46 (+2e) 80 пм
Электроотрицательность (по Полингу)	1,55
Электродный потенциал	0
Степени окисления	7, 6, 5, 4, 3, 2, 0, −1
Термодинамические свойства простого вещества
Плотность	7,21 г/см³
Молярная теплоёмкость	26,3[1]Дж/(K·моль)
Теплопроводность	(7,8) Вт/(м·K)
Температура плавления	1 517 K
Теплота плавления	(13,4) кДж/моль
Температура кипения	2 235 K
Теплота испарения	221 кДж/моль
Молярный объём	7,39 см³/моль
Кристаллическая решётка простого вещества
Структура решётки	кубическая
Параметры решётки	8,890 Å
Отношение c/a	—
Температура Дебая	400 K

Ма́рганец —элемент побочной подгруппы седьмой группы четвёртого периода периодической системы химических элементов Д. И. Менделеева, атомный номер 25. Обозначается символом Mn (лат. Manganum, ма́нганум, в составе формул по-русски читается как марганец, например, KMnO4 — калий марганец о четыре; но нередко читают и как манган). Простое вещество марганец (CAS-номер: 7439-96-5) — металл серебристо-белого цвета. Известны пять аллотропных модификаций марганца — четыре с кубической и одна с тетрагональной кристаллической решёткой.

История и распространённость в природе

Марганец — 14-й элемент по распространённости на Земле, а после железа — второй тяжёлый металл, содержащийся в земной коре (0,03 % от общего числа атомов земной коры). Сопутствует железу во многих его рудах, однако встречаются и самостоятельные месторождения марганца. В чиатурском месторождении (район Кутаиси) сосредоточено до 40 % марганцевых руд. Марганец, рассеянный в горных породах вымывается водой и уносится в Мировой океан. При этом его содержание в морской воде незначительно (10⁻⁷—10⁻⁶%), а в глубоких местах океана его концентрация возрастает до 0,3 % вследствие окисления растворённым в воде кислородом с образованием нерастворимого в воде оксида марганца, который в гидратированной форме (MnO₂·xH₂O) и опускается в нижние слои океана, формируя так называемые железо-марганцевые конкреции на дне, в которых количество марганца может достигать 45 % (также в них имеются примеси меди, никеля, кобальта). Такие конкреции могут стать в будущем источником марганца для промышленности.

В России является остродефицитным сырьём, известны месторождения: «Усинское» в Кемеровской области, «Полуночное» в Свердловской, «Порожинское» в Красноярском крае, «Южно-Хинганское» в Еврейской автономной области, «Рогачёво-Тайнинская» площадь и «Северо-Тайнинское» поле на Новой Земле.

Марганцевые руды

Минералы марганца

Получение

1. Алюминотермическим методом, восстанавливая оксид Mn₂O₃, образующийся при прокаливании пиролюзита:

4MnO₂ → 2Mn₂O₃ + О₂

Mn₂O₃ + 2Al → 2Mn + Al₂O₃

2. Восстановлением железосодержащих оксидных руд марганца коксом. Этим способом в металлургии обычно получают ферромарганец (≅80 % Mn).

3. Чистый металлический марганец получают электролизом

Физические свойства

Некоторые свойства приведены в таблице. Другие свойства марганца:

• Работа выхода электрона: 4,1 эВ
• Коэффициент линейного температурного расширения: 0,000022 см/см/°C (при 0 °C)
• Электропроводность: 0,00695·10⁶ Ом⁻¹·см⁻¹
• Теплопроводность: 0,0782 Вт/см·K
• Энтальпия атомизации: 280,3 кДж/моль при 25 °C
• Энтальпия плавления: 14,64 кДж/моль
• Энтальпия испарения: 219,7 кДж/моль
• Твёрдость
  • по шкале Бринелля: Мн/м²
  • по шкале Мооса: 6
• Давление паров: 121 Па при 1244 °C
• Молярный объём: 7,35 см³/моль

Химические свойства

Характерные степени окисления марганца: +2, +3, +4, +6, +7 (+1, +5 мало характерны).

При окислении на воздухе пассивируется. Порошкообразный марганец сгорает в кислороде (Mn + O₂ → MnO₂). Марганец при нагревании разлагает воду, вытесняя водород (Mn + 2H₂O →(t) Mn(OH)₂ + H₂↑), образующийся гидроксид марганца замедляет реакцию.

Марганец поглощает водород, с повышением температуры его растворимость в марганце увеличивается. При температуре выше 1200 °C взаимодействует с азотом, образуя различные по составу нитриды.

Углерод реагирует с расплавленным марганцем образуя карбиды Mn₃C и другие. Образует также силициды, бориды, фосфиды.

C соляной и серной кислотами реагирует по уравнению:

Mn + 2H⁺ → Mn²⁺ + H₂↑

С концентрированной серной кислотой рекция идёт по уравнению:

Mn + 2H₂SO₄(конц.) → MnSO₄ + SO₂↑ + 2H₂O

С разбавленой азотной кислотой реакция идёт по уравнению:

3Mn + 8HNO₃(разб. ) → 3Mn(NO₃)₂ + 2NO↑ + 4H₂O

В щелочном растворе марганец устойчив.

Марганец образует следующие оксиды: MnO, Mn₂O₃, MnO₂, MnO₃ (не выделен в свободном состоянии) и марганцевый ангидрид Mn₂O₇.

Mn₂O₇ в обычных условиях жидкое маслянистое вещество тёмно-зелёного, очень неустойчивое; в смеси с концентрированной серной кислотой воспламеняет органические вещества. При 90 °C Mn₂O₇ разлагается со взрывом. Наиболее устойчивы оксиды Mn₂O₃ и MnO₂, а также комбинированный оксид Mn₃O₄ (2MnO·MnO₂, или соль Mn₂MnO₄).

При сплавлении оксида марганца (IV) (пиролюзит) со щелочами в присутствии кислорода образуются манганаты:

2MnO₂ + 4KOH + O₂ → 2K₂MnO₄ + 2H₂O

Раствор манганата имеет тёмно-зелёный цвет. При подкислении протекает реакция:

3K₂MnO₄ + 3H₂SO₄ → 3K₂SO₄ + 2HMnO₄ + MnO(OH)₂↓ + H₂O

Раствор окрашивается в малиновый цвет из-за появления аниона MnO₄⁻ и из него выпадает коричневый осадок гидроксида марганца (IV).

Марганцевая кислота очень сильная, но неустойчивая, её невозможно сконцентрировать более, чем до 20 %. Сама кислота и её соли (перманганаты) — сильные окислители. Например, перманганат калия в зависимости от pH раствора окисляет различные вещества, восстанавливаясь до соединений марганца разной степени окисления. В кислой среде — до соединений марганца (II), в нейтральной — до соединений марганца (IV), в сильно щелочной — до соединений марганца (VI).

При прокаливании перманганаты разлагаются с выделением кислорода (один из лабораторных способов получения чистого кислорода). Реакция идёт по уравнению (на примере перманганата калия):

2KMnO₄ →(t) K₂MnO₄ + MnO₂ + O₂↑

Под действием сильных окислителей ион Mn²⁺ переходит в ион MnO₄⁻:

2Mn₂SO₄ + 5PbO₂ + 6HNO₃ → 2HMnO₄ + 2PbSO₄ + 3Pb(NO₃)₂ + 2H₂O

Эта реакция используется для качественного определения Mn²⁺ (см. в разделе «Определение методами химического анализа»).

При подщелачивании растворов солей Mn (II) из них выпадает осадок гидроксида марганца (II), быстро буреющий на воздухе в результате окислления. Подробное описание реакции см. в разделе «Определение методами химического анализа».

Соли MnCl₃, Mn₂(SO₄)₃ неустойчивы. Гидроксиды Mn(OH)₂ и Mn(OH)₃ имеют основной характер, MnO(OH)₂ — амфотерный. Хлорид марганца (IV) MnCl₄ очень неустойчив, разлагается при нагревании, чем пользуются для получения хлора:

MnO₂ + 4HCl →(t) MnCl₂ + Cl₂↑ + 2H₂O

Применение в промышленности

Марганец в виде ферромарганца применяется для «раскисления» стали при её плавке, то есть для удаления из неё кислорода. Кроме того, он связывает серу, что также улучшает свойства сталей. Введение до 12-13 % Mn в сталь(так называемая Сталь Гадфильда), иногда в сочетании с другими легирующими металлами, сильно упрочняет сталь, делает её твердой и сопротивляющейся износу и ударам(эта сталь резко упрочняется и становится тверже при ударах). Такая сталь используется для изготовления шаровых мельниц, землеройных и камнедробильных машин, броневых элементов и т. д. В «зеркальный чугун» вводится до 20 % Mn.

Сплав 83 % Cu, 13 % Mn и 4 % Ni (манганин) обладает высоким электросопротивлением, мало изменяющимся с изменением температуры. Поэтому его применяют для изготовления реостатов и пр.

Марганец вводят в бронзы и латуни.

Значительное количество диоксида марганца потребляется при производством марганцево-цинковых гальванических элементов, MnO₂ используется в таких элементах в качестве окислителя-деполяризатора.

Соединения марганца также широко используются как в тонком органическом синтезе (MnO₂ и KMnO₄ в качестве окислителей), так и промышленном органическом синтезе (компоненты катализаторов окисления углеводородов, например, в производстве терефталевой кислоты окислением p-ксилола, окисление парафинов в высшие жирные кислоты).

Цены на металлический марганец в слитках чистотой 95 % в 2006 году составили в среднем 2,5 долл/кг.

Арсенид марганца обладает гигантским магнитокалорическим эффектом (усиливающимся под давлением). Теллурид марганца перспективный термоэлектрический материал(термо-э.д.с 500 мкВ/К).

Определение методами химического анализа

Марганец принадлежит к пятой аналитической группе катионов.

Специфические реакции, используемые в аналитической химии для обнаружения катионов Mn²⁺ следующие:

1. Едкие щёлочи с солями марганца (II) дают белый осадок гидроксида марганца (II):

MnSO₄+2KOH→Mn(OH)₂↓+K₂SO₄

Mn²⁺+2OH⁻→Mn(OH)₂↓

Осадок на воздухе меняет цвет на бурый из-за окисления кислородом воздуха.

Выполнение реакции. К двум каплям раствора соли марганца добавляют две капли раствора щёлочи. Наблюдают изменение цвета осадка.

2. Пероксид водорода в присутствии щёлочи окисляет соли марганца (II) до тёмно-бурого соединения марганца (IV):

MnSO₄+H₂O₂+2NaOH→MnO(OH)₂↓+Na₂SO₄+H₂O

Mn²⁺+H₂O₂+2OH⁻→MnO(OH)₂ ↓+H₂O

Выполнение реакции. К двум каплям раствора соли марганца добавляют четыре капли раствора щёлочи и две капли раствора H₂O₂.

3. Диоксид свинца PbO₂ в присутствии концентрированной азотной кислоты при нагревании окисляет Mn²⁺ до MnO₄⁻ с образованием марганцевой кислоты малинового цвета:

2MnSO₄+5PbO₂+6HNO₃→2HMnO₄+2PbSO₄↓+3Pb(NO₃)₂+2H₂O

2Mn²⁺+5PbO₂+4H⁺→2MnO₄⁻+5Pb²⁺+2H₂O

Эта реакция дает отрицательный результат в присутствии восстановителей, например хлороводородной кислоты и её солей, так как они взаимодействуют с диоксидом свинца, а также с образовавшейся марганцевой кислотой. При больших количествах марганца эта реакция не удаётся, так как избыток ионов Mn²⁺ восстанавливает образующуюся марганцевую кислоту HMnO₄ до MnO(OH)₂ и вместо малиновой окраски появляется бурый осадок. Вместо диоксида свинца для окисления Mn²⁺ в MnO₄⁻ могут быть использованы другие окислители, например персульфат аммония (NH₄)₂S₂O₈ в присутствии катализатора — ионов Ag⁺ или висмутата натрия NaBiO₃:

2MnSO₄+5NaBiO₃+16HNO₃→2HMnO₄+5Bi(NO₃)₃+NaNO₃+2Na₂SO₄+7H₂O

Выполнение реакции. В пробирку вносят стеклянным шпателем немного PbO₂, а затем 5 капель концентрированной азотной кислоты HNO₃ и нагревают смесь на кипящей водяной бане. В нагретую смесь добавляют 1 каплю раствора сульфата марганца (II) MnSO₄ и снова нагревают 10—15 мин, встряхивая время от времени содержимое пробирки. Дают избытку диоксида свинца осесть и наблюдают малиновую окраску образовавшейся марганцевой кислоты.

При окислении висмутатом натрия реакцию проводят следующим образом. В пробирку помещают 1—2 капли раствора сульфата марганца (II) и 4 капли 6 н. HNO₃, добавляют несколько крупинок висмутата натрия и встряхивают. Наблюдают появление малиновой окраски раствора.

4. Сульфид аммония (NH₄)₂S осаждает из раствора солей марганца сульфид марганца (II), окрашенный в телесный цвет:

MnSO₄+(NH₄)₂S→MnS↓+(NH₄)₂SO₄

Mn²⁺+S^2-→MnS↓

Осадок легко растворяется в разбавленных минеральных кислотах и даже в уксусной кислоте.

Выполнение реакции. В пробирку помещают 2 капли раствора соли марганца (II) и добавляют 2 капли раствора сульфида аммония.

Биологическая роль и содержание в живых организмах

Марганец содержится в организмах всех растений и животных, хотя его содержание обычно очень мало, порядка тысячных долей процента, он оказывает значительное влияние на жизнедеятельность, то есть является микроэлементом. Марганец оказывает влияние на рост, образование крови и функции половых желёз. Особо богаты марганцем листья свёклы — до 0,03 %, а также большие его количества содержатся в организмах рыжих муравьёв — до 0,05 %. Некоторые бактерии содержат до нескольких процентов марганца.

Соединения марганца

Отравление марганцем

химический элемент Марганец Manganum-Manganesium — «Химическая продукция»

Что такое

Марганец — это химический элемент Mn элемент побочной подгруппы седьмой группы четвёртого периода периодической системы химических элементов Д. И. Менделеева с атомным номером 25. Обозначается символом Mn (лат. Manganum, ма́нганум, в составе формул по-русски читается как марганец, например, KMnO4 — калий марганец о четыре). Простое вещество марганец — металл серебристо-белого цвета. Наряду с железом и его сплавами относится к чёрным металлам. Известны пять аллотропных модификаций марганца — четыре с кубической и одна с тетрагональной кристаллической решёткой

Марганец класс химических элементов

Элемент Mn — относится к группе, классу хим элементов (побочной подгруппы седьмой группы четвёртого периода периодической системы химических элементов Д. И. Менделеева с атомным номером 25. )

Элемент Mn свойство химического элемента Марганец Manganum-Manganesium

Основные характеристики и свойства элемента Mn…, его параметры. Твёрдый, хрупкий металл серебристо-белого цвета

формула Марганец Manganum Manganesium химического элемента

Вот так выглядит химическая формула Марганеца:

Атомы Марганец Manganum-Manganesium химических элементов

Атомы Manganum-Manganesium хим. элемента

Manganum-Manganesium Марганец ядро строение

Строение ядра химического элемента Manganum-Manganesium — Mn,

История открытия Марганец Manganum-Manganesium

Открытие элемента Manganum-Manganesium — Один из основных минералов марганца — пиролюзит — был известен в древности как чёрная магнезия и использовался при варке стекла для его осветления. Его считали разновидностью магнитного железняка, а тот факт, что он не притягивается магнитом, Плиний Старший объяснил женским полом чёрной магнезии, к которому магнит «равнодушен». В 1774 г. шведский химик К. Шееле показал, что в руде содержится неизвестный металл. Он послал образцы руды своему другу химику Ю. Гану, который, нагревая в печке пиролюзит с углем, получил металлический марганец. В начале XIX века для него было принято название «манганум» (от немецкого Manganerz — марганцевая руда).

Марганец Manganum-Manganesium происхождение названия

Откуда произошло название Manganum-Manganesium …

Распространённость Марганец Manganum-Manganesium

Как любой хим. элемент имеет свою распространенность в природе, Mn …

Получение Марганец Manganum-Manganesium

Manganum-Manganesium — получение элемента

Физические свойства Марганец Manganum-Manganesium

Основные свойства Manganum-Manganesium приведены в таблице.
Другие свойства марганца:

• Работа выхода электрона: 4,1 эВ
• Коэффициент линейного температурного расширения: 0,000022 см/см/°C (при 0 °C)
• Электропроводность: 0,00695⋅10⁶ Ом⁻¹·см⁻¹
• Теплопроводность: 0,0782 Вт/см·K
• Энтальпия атомизации: 280,3 кДж/моль при 25 °C
• Энтальпия плавления: 14,64 кДж/моль
• Энтальпия испарения: 219,7 кДж/моль
• Твёрдость
  • по шкале Бринелля: Мн/м²
  • по шкале Мооса: 4
• Давление паров: 121 Па при 1244 °C
• Молярный объём: 7,35 см³/моль

Изотопы Manganum-Manganesium Марганец

Наличие и определение изотопов Manganum-Manganesium

Mn свойства изотопов Марганец Manganum-Manganesium

…

Химические свойства Марганец Manganum-Manganesium

Определение химических свойств Manganum-Manganesium Стандартные окислительно-восстановительные потенциалы по отношению к водородному электроду

Меры предосторожности Марганец Manganum-Manganesium

Внимание! Внимательно ознакомьтесь с мерами безопасности при работе с Manganum-Manganesium

Стоимость Марганец Manganum-Manganesium

Рыночная стоимость Mn, цена Марганец Manganum-Manganesium

Примечания

Список примечаний и ссылок на различные материалы про хим. элемент Mn

ФЕРРОМАРГАНЕЦ — НПП Фирма СодБи

Ферросплавы — сплавы железа с кремнием, марганцем, хромом и др. элементами, используемые при выплавке стали (для раскисления и легирования жидкого металла, связывания вредных примесей, придания металлу требуемой структуры и свойств), а также при получении других Ферросплавов (т. н. передельные Ферросплавы). К Ферросплавам условно относят некоторые сплавы, содержащие железо лишь в виде примесей (например, силикомарганец, силикокальций) и, кроме того, некоторые металлы и неметаллы в технически чистом виде (металлический марганец, металлический хром, кристаллический кремний). Стандартное содержание компонентов в Ферросплавах обусловлено химическим составом сырья, условиями выплавки Ферросплавов и введения их в жидкую сталь. Широкое применение ферросплавов в металлургии обусловлено их физическими и химическим свойствами — температура плавления ферросплавов ниже температуры плавления чистого металла, что облегчает его растворение и приводит к уменьшению угара ведущего элемента. Таким образом, восстановление окислов ведущего элемента ферросплава происходит при более низкой температуре, быстрее, полнее и с меньшими энергетическими затратами.

ГОСТ 4755-91.

Ферромарганец — это сплав, основными компонентами которого являются марганец и железо. Добавление марганца повышает твердость стали, ее антикоррозийные свойства и устойчивость к разрыву. Ферромарганец широко применяется для легирования стали и ее раскисления, а также для обмазки сварочных электродов.

Химический состав различных марок ферромарганца (по ГОСТ):

Химический состав различных марок ферромарганца (по ISO):

Ферромарганец с титаном ТУ 14-141-19-92.

Химический состав различных марок ферромарганца с титаном (по ТУ 14-141-19-92):

Примечания:

1. По согласованию с потребителем сплавы всех марок могут поставляться с содержанием хрома до 10,0%

Форма поставки:

1. Поставляется в кусках не более 80 мм. Плотность 6,8 г/см3. Температура плавления 1450-1550 °C.

Марганец (Mn) — химические свойства, воздействие на здоровье и окружающую среду

Части периодической таблицы

Когда элементы объединяются, чтобы сформировать соединения, есть два основных типа соединение, которое может возникнуть. Ионные связи образуются, когда есть передача электронов от одного вида к другому, производя заряженные ионы, которые очень сильно притягиваются друг к другу электростатическим взаимодействия и ковалентных связей , которые возникают, когда атомы делят электронов на нейтральные молекулы. В целом металл и неметаллы объединяются с образованием ионных соединений , а неметаллы соединяются с другими неметаллами с образованием ковалентных соединений (молекулы).

Поскольку металлы расположены левее в периодической таблице, они имеют низкую энергию ионизации и низкое сродство к электрону, поэтому они относительно легко теряют электроны и с трудом их получают. Они также имеют относительно мало валентных электронов и могут образовывать ионы (и тем самым удовлетворять правилу октетов) легче, теряя свою валентность электронов с образованием положительно заряженных катионов .

• Металлы основной группы обычно образуют такие же заряды, как и номер их группы: то есть металлы группы 1А, такие как натрий и калий образуют заряд +1, металлы группы 2А, такие как магний и кальций образуют 2+ зарядов, а металлы группы 3А, такие в виде алюминия образуют 3+ заряда.
• Металлы, следующие за переходными металлами (в сторону нижняя часть групп 4A и 5A) могут потерять либо их крайние s и p электронов, образующих заряды, идентичные их номер группы, или они могут потерять только p электронов, пока сохраняя свои два s электронов, образуя заряды, которые являются номер группы минус два. Другими словами, олово и свинец в Группе 4A может образовывать 4+ или 2+ зарядов, а висмут в группе 5A может формируют заряд 5+ или 3+.
• Переходные металлы обычно способны образовывать 2+ заряда теряя валентность s электронов, но также могут терять электроны со своих орбиталей d с образованием других зарядов. Большинство переходных металлов могут образовывать более одного возможного заряда. в ионных соединениях.

Неметаллы находятся правее в таблице Менделеева и имеют высокие энергии ионизации и высокое сродство к электрону, поэтому они относительно легко получают электроны и с трудом теряют их. Они также имеют большее количество валентных электронов и уже близко к полному октету из восьми электронов. Неметаллы набирать электроны, пока у них не будет того же количества электронов, что и у ближайший благородный газ (группа 8А), образующий отрицательно заряженные анионы которые имеют заряды, равные номеру группы минус восемь. То есть, неметаллы группы 7A образуют заряды 1, неметаллы группы 6A образуют 2- заряды, а металлы группы 5А образуют 3- заряды.Группа 8А элементы уже имеют восемь электронов в их валентных оболочках и имеют малая тенденция к приобретению или потере электронов, и образуют ионные или молекулярные соединения.

Ионные соединения удерживаются вместе в регулярном массиве, называемом кристаллом решетка силами притяжения между противоположно заряженными катионы и анионы. Эти силы притяжения очень сильны, и поэтому большинство ионных соединений имеют очень высокие температуры плавления.(За Например, хлорид натрия, NaCl, плавится при 80 ° C, а оксид алюминия, Al ₂ O ₃ , плавится при 2054 ° C. ) Ионные соединения: обычно твердые, жесткие и хрупкие. Ионные соединения не проводят электричество, потому что ионы не могут двигаться в твердой фазе, но ионные соединения могут проводить электричество, когда они растворяются в воды.

Когда неметаллы объединяются с другими неметаллами, они имеют тенденцию делиться электроны в ковалентных связях вместо образования ионов, что приводит к образование нейтральных молекул.(Имейте в виду, что поскольку водород также неметалл, сочетание водорода с другим неметаллом также будет образовывать ковалентную связь.) Молекулярные соединения могут быть газы, жидкости или твердые вещества с низкой температурой плавления и включают широкий спектр веществ. (См. Галерея молекул для примеры.)

Когда металлы соединяются друг с другом, обычно описывается соединение. как металлическое соединение (вы уже догадались).В этом модели, каждый атом металла отдает один или несколько своих валентных электронов создать море электронов , которое окружает все атомы, удерживая вещества вместе за счет притяжения между катионами металлов и отрицательно заряженные электроны. Поскольку электроны в электроне море может свободно перемещаться, металлы очень легко проводят электричество, в отличие от молекулы, где электроны более локализованы. Атомы металлов могут проходят друг мимо друга легче, чем в ионных соединениях (которые удерживаются в фиксированных положениях притяжениями между катионами и анионы), позволяя металлу раскалывать листы или втягивать провод.Различные металлы можно легко комбинировать, чтобы получить . сплавы , физические свойства которых могут сильно отличаться от их составляющие металлы. Сталь — это сплав железа и углерода, которое намного тверже самого железа; хром, ванадий, никель и другие металлы также часто добавляют в железо, чтобы сделать стали различных типы. Латунь — это сплав меди и цинка, который используется в сантехнике, электрических деталях и музыкальных инструментах. Бронза — это сплав меди и олова, который намного тверже, чем медь; когда бронза была открыта древними цивилизациями, она ознаменовала значительный шаг вперед от использования менее прочных каменных орудий.

фактов о марганце | Живая наука

Марганец — очень твердый, хрупкий переходный металл серо-белого цвета, который естественным образом содержится в различных минералах, но не сам по себе.Марганец — один из наиболее распространенных элементов в земной коре, широко распространенный по поверхности планеты.

Марганец жизненно важен для метаболических функций человека и животных. Многие сплавы, содержащие марганец, используются в производстве стали, стекла и даже для того, чтобы сделать алюминий в банках из-под соды тоньше и прочнее.

Только факты

• Атомный номер (количество протонов в ядре): 25
• Атомный символ (в Периодической таблице элементов): Mn
• Атомный вес (средняя масса атома): 54.938
• Плотность: 4,29 унции на кубический дюйм (7,43 грамма на куб см)
• Фаза при комнатной температуре: твердое вещество
• Точка плавления: 2282 градуса по Фаренгейту (1250 градусов Цельсия)
• Точка кипения: 3740 F (2060 C)
• Число естественных изотопов (атомы одного и того же элемента с другим числом нейтронов): 1. Существует также 21 очень короткоживущий радиоактивный или искусственный изотоп с чрезвычайно коротким периодом полураспада.
• Наиболее распространенные изотопы: Mn-55 (100 процентов естественного содержания)

(Изображение предоставлено: Грег Робсон / Creative Commons, Андрей Маринкас Shutterstock)

История

Марганец использовался с древних времен, писатель Джон Эмсли написал в статье в Nature Chemistry.Пещерные художники во Франции использовали черную руду (диоксид марганца или пиролюзит) по крайней мере 30 000 лет назад. Плиний Старший, римский философ, писал в первом веке нашей эры, что он также использовался в производстве стекла, чтобы сделать стекло прозрачным и как черный пигмент в керамике.

В 1740 году немецкий химик Иоганн Генрих Потт заметил, что пиролюзит содержит новый земной металл, а не железо, как обычно считалось, согласно Chemicool, и Игнатий Готфрид Кайм, австрийский химик, впервые выделил марганец в 1770 году.Изолированный металл был нечистым, и несколько попыток очистить марганец потерпели неудачу. Йохан Готтлиб Ган, шведский химик, приблизился к этому в 1774 году, когда он произвел белый, твердый, хрупкий металл.

Кто знал?

• Марганец — это переходный металл, согласно Chemicool. Переходные металлы пластичны, пластичны и проводят электричество и тепло.
• По данным Лос-Аламосской национальной лаборатории, слово «марганец» происходит от латинского слова «магниты», «magnes». Однако сам по себе марганец не магнит.В сочетании с алюминием, сурьмой и медью получаемые сплавы обладают высокой ферромагнитностью.
• Чистый марганец химически активен, горит в кислороде, ржавеет в воде и растворяется в разбавленных кислотах, согласно данным Lenntech.
• По данным Lenntech, марганец в почвах присутствует в большом количестве, он содержится как в оксидах, так и в гидроксидах.
• По данным Королевского химического общества, марганец является пятым по распространенности металлом в земной коре.
• Марганец необходим для фотосинтеза и используется для создания кислорода, согласно Chemicool.
• В 1950-х годах, по словам Эмсли, в статье, опубликованной в журнале Nature, было обнаружено, что марганец жизненно важен для жизни человека.
• Марганец необходим для метаболических функций, согласно Chemicool. Человеческие тела содержат от 10 до 20 миллиграммов, и, поскольку их нельзя хранить, людям необходимо постоянно пополнять запасы с помощью диеты.
• Некоторые из продуктов с наибольшей концентрацией марганца включают шпинат, чай, некоторые травы, злаки, рис, соевые бобы, яйца, орехи, оливковое масло, стручковые бобы и устрицы, согласно Lenntech.
• Марганец в основном содержится в костях, печени, почках и поджелудочной железе, по данным Медицинского центра Университета Мэриленда, и помогает организму формировать соединительную ткань, кости, факторы свертывания крови и половые гормоны.
• Согласно Lenntech, марганец необходим не только для людей, но и для всех видов. Некоторые виды могут хранить и накапливать марганец, включая диатомовые водоросли, моллюски и губки.
• Однако слишком много марганца может быть токсичным. Согласно Lenntech, симптомы могут включать галлюцинации, забывчивость, повреждение нервов, тупость, слабость мышц, головные боли и бессонницу.Он также может вызывать болезнь Паркинсона, эмболию легких, бронхит, импотенцию у мужчин и шизофрению.
• Слишком малое количество марганца может вызвать ожирение, непереносимость глюкозы, свертывание крови, кожные заболевания, низкий уровень холестерина, нарушения скелета, неврологические симптомы и даже изменение цвета волос, согласно Lenntech.
• По данным Медицинского центра Университета Мэриленда, марганец может быть полезен при лечении остеопороза, артрита, предменструального синдрома, диабета и эпилепсии.
• По данным Королевского химического общества, поскольку он сам по себе хрупкий, он в основном используется в сплавах.
• Марганец используется для производства прозрачного стекла, для десульфурации и раскисления стали при производстве стали, а также для снижения октанового числа бензина. Он также используется как черно-коричневый пигмент в краске и как наполнитель в сухих батареях. По данным Chemicool, его сплавы делают алюминий в банках для безалкогольных напитков жесткостью.
• По данным лаборатории Джефферсона, фиолетовый цвет аметистов вызван марганцем.
• По словам Джона Эмсли, недостаток марганца в осадочных породах, датируемых периодом от 400 до 1800 миллионов лет назад, указывает на то, что уровень кислорода в океане был низким.
• По данным Королевского химического общества, марганец в основном добывается в Китае, Африке, Австралии и Габоне. Металл обычно находится в оксидах и отделяется восстановлением натрием, магнием или алюминием или электролизом.
• По данным Lenntech, ежегодно добывается не менее 25 миллионов тонн марганцевой руды.
• По данным Геологической службы США, примерно от 85 до 90 процентов добываемого марганца используется в сталеплавильном производстве.

Текущие исследования

Одна из основных областей исследований, связанных с марганцем, — это здоровье. Известно, что марганец необходим для правильного функционирования человеческих систем, и слишком много марганца вредно для вас. Проводится много исследований по изучению воздействия избытка марганца.

Одна серия исследований посвящена изучению потенциальной связи между воздействием марганца на детей и их интеллектуальной функцией.Исследование группы исследователей из США и Бангладеш, опубликованное в 2011 году в журнале NeuroToxicology Вассерманом и др. расширил предыдущее исследование, в котором изучалось только влияние мышьяка на детей. Исследователи проверили уровни марганца у 299 детей в возрасте от 8 до 11 лет. Исследование показало, что существует значительная связь между различными маркерами марганца и перцептивным мышлением и навыками памяти.

Несколько дополнительных исследований, последовавших за предыдущим, были опубликованы в последующие годы, включая одно, опубликованное в журнале Environmental Health Perspectives в 2015 году Вассерманом и др.с примерно 300 10-летними детьми. В другом исследовании, опубликованном в 2016 году в журнале Environmental Health Родригес и др., Было изучено более 500 детей в возрасте от 2 до 3 лет. В обоих исследованиях участвовали группы ученых из США и Бангладеш, работавшие с бангладешскими детьми. В обоих исследованиях были взяты образцы крови и измерены уровни марганца и мышьяка (а также свинца во втором исследовании). Как и в исследовании 2011 года, исследователи обнаружили, что снижение уровня марганца (а также мышьяка и свинца) в питьевой воде свидетельствует об увеличении рабочей памяти и других когнитивных функций.Будут продолжены исследования для определения долгосрочного воздействия высоких уровней воздействия марганца на интеллект детей.

Другое исследование, опубликованное в журнале Environmental Health Perspectives Рохманом и др., Группой ученых из Швеции и Бангладеш, провело аналогичное исследование, посвященное поведению, а также когнитивным способностям 10-летних детей Бангладеш. В исследовании проверялась группа детей с момента беременности матери до 10 лет, и повышенное воздействие марганца в раннем возрасте, по-видимому, привело к повышенному риску поведенческих проблем, когда детям было 10 лет.

Дополнительные ресурсы

марганец | Использование, факты и соединения

Марганец (Mn) , химический элемент, один из серебристо-белых, твердых, хрупких металлов группы 7 (VIIb) периодической таблицы. Он был признан элементом в 1774 году шведским химиком Карлом Вильгельмом Шееле во время работы с минералом пиролюзитом и в том же году выделен его соратником Йоханом Готлибом Ганом. Хотя он редко используется в чистом виде, марганец необходим для выплавки стали.

Encyclopædia Britannica, Inc.

Британская викторина

118 Названия и символы таблицы Менделеева

Периодическая таблица Менделеева состоит из 118 элементов. Насколько хорошо вы знаете их символы? В этом тесте вам будут показаны все 118 химических символов, и вам нужно будет выбрать название химического элемента, который представляет каждый из них.

Свойства элемента

атомный номер	25
атомный вес	54,938
точка плавления	1,246 ° C (2275 ° F)
точка кипения	2062 ° C ( 3,744 ° F)
плотность	7,21–7,44 г / см 3 при 20 ° C (68 ° F)
степени окисления	+2, +3, +4, +5, + 6, +7
электронная конфигурация	[Ar] 3 d 5 4 s 2

Возникновение, применение и свойства

Марганец в сочетании с другими элементами широко распространен в земной коре.Марганец уступает только железу среди переходных элементов по содержанию в земной коре; он примерно похож на железо по своим физическим и химическим свойствам, но тверже и хрупче. Он встречается в ряде крупных месторождений, из которых наиболее важные руды (в основном оксиды) состоят в основном из диоксида марганца (MnO ₂ ) в форме пиролюзита, романехита и вата. Марганец необходим для роста растений и участвует в усвоении нитратов зелеными растениями и водорослями.Это важный микроэлемент у высших животных, у которых он участвует в действии многих ферментов. Недостаток марганца вызывает атрофию яичек. Избыток этого элемента у растений и животных токсичен.

Марганцевые руды преимущественно добываются в Австралии, Южной Африке, Китае, Габоне и Бразилии. Большие площади дна океана покрыты конкрециями марганца, также называемыми полиметаллическими конкрециями, конкрециями марганца с некоторым количеством железа, кремния и алюминия. Количество марганца в конкрециях оценивается намного больше, чем в земельных запасах.

Большая часть производимого марганца используется в виде ферромарганцевых и силикомарганцевых сплавов для производства чугуна и стали. Марганцевые руды, содержащие оксиды железа, сначала восстанавливают в доменных или электрических печах углеродом с получением ферромарганца, который, в свою очередь, используется в сталеплавильном производстве. Добавление марганца, который имеет большее сродство к сере, чем железо, превращает легкоплавкий сульфид железа в стали в тугоплавкий сульфид марганца. Сталь, произведенная без марганца, раскалывается при горячей прокатке или ковке.Стали обычно содержат менее 1% марганца. Марганцовистая сталь используется для очень тяжелых условий эксплуатации; Содержащий 11–14 процентов марганца, он обеспечивает твердую, износостойкую и самообновляющуюся поверхность поверх прочного небьющегося сердечника. Чистый марганец, полученный электролитическим способом, в основном используется для получения цветных сплавов меди, алюминия, магния и никеля, а также для производства химикатов высокой чистоты. Практически все промышленные сплавы алюминия и магния содержат марганец для улучшения коррозионной стойкости и механических свойств. Алюминиевые банки содержат около 1,5% марганца. (Для получения подробной информации о добыче, рафинировании и применении марганца, см. переработка марганца.)

Оформите подписку Britannica Premium и получите доступ к эксклюзивному контенту. Подпишись сейчас

Весь природный марганец представляет собой стабильный изотоп марганца-55. Он существует в четырех аллотропных модификациях; Сложная кубическая структура так называемой альфа-фазы является формой, устойчивой при обычных температурах. По общей химической активности марганец чем-то напоминает железо.На воздухе металл окисляется поверхностно, а на влажном воздухе ржавеет. Он горит на воздухе или в кислороде при повышенных температурах, как и железо; медленно разлагает воду в холодной и быстро при нагревании; и легко растворяется в разбавленных минеральных кислотах с выделением водорода и образованием соответствующих солей в степени окисления +2.

Марганец довольно электроположителен, очень легко растворяется в разбавленных неокисляющих кислотах. Хотя он относительно не реагирует с неметаллами при комнатной температуре, он реагирует со многими при повышенных температурах.Таким образом, марганец горит в хлоре с образованием хлорида марганца (II) (MnCl ₂ ), реагирует с фтором с образованием фторида марганца (II) (MnF ₂ ) и фторида марганца (III) (MnF ₃ ), горит в азоте при температуре около 1200 ° C (2200 ° F) с образованием нитрида марганца (II) (Mn ₃ N ₂ ) и сгорает в кислороде с образованием оксида марганца (II, III) (Mn ₃ O ₄ ). Марганец также напрямую соединяется с бором, углеродом, серой, кремнием или фосфором, но не с водородом.

Соединения

Из широкого разнообразия соединений, образованных марганцем, наиболее стабильные находятся в степенях окисления +2, +6 и +7. Примерами их являются, соответственно, соли марганца (с марганцем в качестве иона Mn ²⁺ ), манганаты (MnO ₄ ^2-) и перманганаты (MnO ₄ ^— ). Как и в случае титана, ванадия и хрома, наивысшая степень окисления (+7) марганца соответствует общему количеству 3 d и 4 s электронов.Это состояние встречается только в перманганате оксогрупп (MnO ₄ ^— ), гептоксиде марганца (Mn ₂ O ₇ ) и фториде триоксида марганца (MnO ₃ F), которые показывают некоторое сходство с соответствующими соединения галогенов — например, в нестабильности оксида. Марганец в степени окисления +7 сильно окисляется, обычно восстанавливаясь до марганца в состоянии +2. Промежуточные степени окисления известны, но, за исключением некоторых соединений в состояниях +3 и +4, они не имеют особого значения.

Основные промышленные соединения марганца включают несколько оксидов. Оксид марганца (II) или монооксид марганца (MnO) используется в качестве исходного материала для производства солей марганца, в качестве добавки к удобрениям и в качестве реагента в текстильной печати. Он встречается в природе как зеленый минерал манганозит. Его также можно получить в промышленных масштабах путем нагревания карбоната марганца в отсутствие воздуха или пропускания водорода или монооксида углерода над диоксидом марганца.

Наиболее важным соединением марганца является диоксид марганца, в котором марганец находится в степени окисления +4, а черный минерал пиролюзит является главным источником марганца и всех его соединений.Он также широко используется в качестве химического окислителя в органическом синтезе. Диоксид марганца используется в качестве катодного материала в сухих аккумуляторных батареях. Его получают непосредственно из руды, хотя значительные количества также получают синтетическим путем. Синтетический оксид получают разложением нитрата марганца; по реакции сульфата марганца, кислорода и гидроксида натрия; или электролизом водного раствора сульфата марганца.

Различные соли марганца также имеют коммерческое значение.Сульфат марганца (MnSO ₄ ) добавляют в почву для стимулирования роста растений, особенно цитрусовых. Кроме того, он является хорошим восстановителем, особенно полезным при производстве сушилок для краски и лака. Перманганат калия темно-фиолетового цвета (KMnO ₄ ) имеет множество применений, особенно в качестве дезинфицирующего средства, очистителя воды и антисептика.

Эта статья была последней отредактирована и обновлена ​​Адамом Августином, управляющим редактором Справочного содержания.

Узнайте больше в этих связанных статьях Britannica:

• месторождение полезных ископаемых: месторождения марганца

  Марганец очень похож на железо по химии, а также по способу его распределения и концентрации в горных породах.Дело в том, что марганец, как и железо, имеет два важных валентных состояния: Mn ²⁺ и Mn ⁴⁺ . В состоянии +2 марганец образует растворимые соединения…

• Керамика: Живопись

  Марганец дает цвета, варьирующиеся от ярко-красно-пурпурного, похожего на перманганат калия, до темно-пурпурно-коричневого, который может быть почти черным.Баклажановый пурпур китайцев был получен из этого оксида. Сурьма дает отличный желтый цвет.…

• Керамика: Цветная глазурь

  … или баклажан, изредка можно увидеть глазурь, полученную из марганца. Чаши для Brinjal, украшенные гравированными цветами, имеют баклажан в сочетании с пятнистой зеленой и желтой глазурью.(Brinjal, на самом деле, означает баклажан или баклажан, который является любимым блюдом в некоторых частях Востока.) Чаши с выгравированными драконами и…

Марганец — Информация об элементе, свойства и применение

Расшифровка: Химия в ее элементе: марганец (Promo) Вы слушаете Химию в ее элементе, представленную вам Chemistry World , журналом Королевского химического общества. (Окончание промо) Крис Смит Здравствуйте! На этой неделе элемент, который лежит в основе фотосинтеза растений, борется со свободными радикалами, укрепляет сталь, создает загадочные узелки на дне океана и даже смешивается с магнием. Вот Рон Каспи. Рон Каспи Мне всегда кажется, что марганцу, к сожалению, не уделяют должного внимания. Это пятый по распространенности металл в земной коре и второй по распространенности переходный металл после железа, но, скажем, марганец и многие люди подумают о гораздо более знакомом магнии.Есть веская причина, по которой названия этих двух элементов настолько похожи до степени смешения, но мы вернемся к этому через минуту. Существует более 300 различных минералов, содержащих марганец. Крупные наземные месторождения находятся в Австралии, Габоне, Южной Африке, Бразилии и России. Еще более увлекательными являются загадочные три триллиона тонн марганцевых конкреций, покрывающих большие части дна океана. Эти конкреции никогда не покрываются постоянно накапливающимся осадком. Им удается всегда оставаться над отложениями из-за постоянных толканий и поворотов их хранителей, мелких животных, которые живут на дне океана.В разработку методов добычи конкреций было вложено почти полмиллиарда долларов, но они обнаружены настолько глубоко, в основном на глубине от 4 до 6 километров, что добыча по-прежнему коммерчески нецелесообразна. Марганец — чрезвычайно универсальный элемент. Он может существовать в шести различных степенях окисления. В природе он обычно находится либо в восстановленном состоянии +2, которое легко растворяется в воде, либо в состоянии +4, в котором образуются многие типы нерастворимых оксидов. Форма +3 марганца используется в качестве мощного оружия для грибов сухой гнили, разрушающих древесину.Древесина содержит много лигнина — полимера, который практически не разрушается биологическими системами; неразрушимый, если вы не используете марганец. Грибковый фермент, пероксидаза марганца, окисляет атомы марганца +2 до марганца +3, которые затем отправляются в крошечные промежутки внутри деревянной решетки. Марганец +3 обладает высокой реакционной способностью и может разрушать химические связи лигнина, делая его доступным в качестве пищи для грибов. Грибы — не единственные организмы, которые используют возможности химии марганца. Марганец является важным элементом для всех форм жизни.Это абсолютно необходимо для активности нескольких ферментов, которые должны связать атом марганца, прежде чем они смогут функционировать, в том числе супероксиддисмутазы, фермента, который защищает нас от вредного воздействия токсичных кислородных радикалов. Одна из важнейших биологических реакций, фотосинтез, полностью зависит от марганца. Это главный игрок в реакционном центре фотосистемы II, где молекулы воды превращаются в кислород. Без марганца не было бы фотосинтеза в том виде, в каком мы его знаем, и не было бы кислорода в атмосфере.Хотя биология открыла марганец рано, человечеству потребовалось немного больше времени. Уже в Древнем Египте стеклодувы, которым надоело свое зеленоватое стекло, основанное на добавлении в смесь небольших количеств определенных минералов, они могли делать совершенно прозрачное стекло. Тогда они этого не осознавали, но эти минералы, которые ласково назывались Sapo vitri или стеклянным мылом, были оксидами марганца. Отличные руды были найдены в районе Магнезии, регионе северной Греции, к югу от Македонии, и именно так начались проблемы с марганцевыми названиями.Различные руды этого региона, в состав которых входили и магний, и марганец, назывались просто магнезией. В 1600-х годах термин magnesia alba или белая магнезия был принят для обозначения минералов магния, в то время как черная магнезия или черная магнезия использовались для более темных оксидов марганца. Кстати, известные магнитные минералы, которые были обнаружены в этом регионе, получили название Lapis magnis или камень магнезии, который со временем стал сегодняшним магнитом. Некоторое время в отношении марганца и магния существовала полная путаница, но в конце 18 -го века группа шведских химиков во главе с Торберном Бергманом была убеждена, что марганец — это отдельный элемент.В 1774 году Шееле, член группы, представил свои выводы Стокгольмской академии, а позже в том же году Иоганн Ган, другой член группы, стал первым человеком, который очистил марганец и доказал, что это элемент. На это ушло еще несколько лет, но к 1807 году название марганец было принято всеми. Сегодня марганец используется в бесчисленных промышленных целях. Безусловно, наиболее важным является производство стали. Когда сэр Генри Бессемер изобрел процесс производства стали в 1856 году, его сталь распалась при горячей прокатке или ковке; проблема была решена позже в том же году, когда Роберт Фостер Мушет, другой англичанин, обнаружил, что добавление небольшого количества марганца в расплавленное железо решает проблему. Поскольку марганец имеет большее сродство к сере, чем железо, он превращает легкоплавкий сульфид железа в стали в тугоплавкий сульфид марганца. С тех пор вся сталь содержит марганец. Фактически, около 90% всего производимого сегодня марганца используется в производстве стали. От загадочных конкреций на дне океана до разложения древесины, от древнего стекловарения до современного производства стали, от борьбы с кислородными радикалами до фотосинтеза — марганец всегда играл захватывающую роль в химии, геологии и биологии наша планета, роль, которая серьезно недооценивается. Крис Смит Рон Каспи. В следующий раз к дерзкому химическому веществу с некоторыми практическими, а также менее чем практическими применениями, если вы не шутник. Андреа Селла Сплавы, содержащие висмут, использовались для предохранительных клапанов и котлов, плавились, если температура поднималась слишком высоко, и классическая шутка, изобретенная в викторианские времена, заключалась в отливке ложек из сплава, состоящего из 8 частей висмута и 5 частей свинца. и 3 части жести. Его температура плавления достаточно низка, чтобы ложка растворилась в чашке горячего чая, к удивлению ничего не подозревающего посетителя. Крис Смит Андреа Селла, которая расскажет историю висмута на следующей неделе на «Химии в ее стихии». Я надеюсь, ты сможешь присоединиться к нам. Я Крис Смит, спасибо за внимание и до свидания! (Промо) (Окончание промо)

Марганец — MMTA

25 Mn 54,938049

См. Металлические нормы для марганца

Химический элемент	Марганец	Температура плавления ° C	1244
Химический символ	Мн	Температура кипения ° C	1962
Атомный номер	25	Плотность г / см 3	7. 4
Атомный вес	54.938049	Оксид	MnO и MnO2

Недвижимость

Марганец — твердый, хрупкий, серебристый металл, принадлежащий к 7-й группе Периодической таблицы, и 12-й по содержанию элемент в земной коре. В чистом виде марганец является химически активным и в виде порошка будет гореть в кислороде. Он вступает в реакцию с водой (ржавеет подобно железу) и растворяется в разбавленных кислотах.Марганец обладает многими свойствами, аналогичными своему соседу, железу. Марганец не встречается в природе в чистом виде и обычно встречается в сочетании с кислородом. Название марганец происходит от латинского слова magnes, что означает магнит, поскольку минерал, в котором он в основном находится, обладает магнитными свойствами.

История

Задолго до того, как марганец был впервые выделен в качестве элемента, он использовался доисторическими наскальными художниками региона Ласко во Франции (около 30 000 лет назад). Для рисования пещерные художники использовали черную руду, диоксид марганца. Совсем недавно его минералы добывались в Германии, Италии и Англии и в течение сотен лет использовались в коммерческих целях стеклодувами, чтобы удалить бледно-зеленоватый оттенок природного стекла, вызванный следами ионов железа (Fe2 +) в песке. из которого он сделан. Этот минерал получил название пиролюзит (диоксид марганца). Считалось, что пиросулит содержит железо из-за его магнитных свойств, но в 1740 году стеклодув обнаружил, что это не так, и смог выделить перманганат калия (KMnO4), один из самых сильных окислителей, известных ранним химикам.В 1700-х годах многие химики безуспешно пытались выделить марганец из его руды, пиролюзита. В конце концов, это было достигнуто Готлибом Ганом из Швеции в 1774 году. Некоторые утверждали, что ему не следовало отдавать должное, поскольку 3 годами ранее Игнатий Кайм опубликовал диссертацию, в которой описывался точно такой же метод производства марганца.

Источники

Марганец встречается во многих минеральных рудах, таких как биксбиит, манганит, пиролюзит, родохрозит, родонит и романохит, хотя основными рудами являются только пиролюзит, романахит и манганит. Основными регионами добычи этих руд являются Южная Африка, Россия, Габон, Австралия, Бразилия, Грузия и Украина. Из этих стран Южная Африка производит 80% ресурсов марганца, Украина — 10%, а остальные страны вместе составляют остальную часть. Добывается более 25 миллионов тонн марганцевой руды в год, чтобы достичь мирового уровня производства металлического марганца на уровне 6,2 миллиона тонн в год с мировыми запасами в 3,2 миллиарда тонн.

Марганцевые руды добывались в Германии, Англии и Италии еще во времена Римской империи, когда стеклодувы использовали марганец для удаления бледно-зеленого оттенка натурального стекла.

Использует

Чистый марганец слишком хрупок для многих современных промышленных применений, и сегодня 90% марганца идет в производство стали и чугуна. Из этих 90% около 70% приходится на изготовление сплавов, где только 1% марганцевых сплавов (FeMn, SiMn) добавляется в сталь для улучшения прочности, рабочих свойств и износостойкости. Существует также сплав, называемый «марганцевой сталью», который содержит около 13% марганца и достаточно прочен, чтобы его можно было использовать для изготовления железнодорожных путей, землеройных машин, сейфов, шлемов, ружейных стволов и решеток в тюремных камерах.Остальные 30% используются в качестве сульфидообразователя и раскислителя.

10% потребления марганца помимо железа / стали идет на производство сухих аккумуляторных батарей (производится 20 миллиардов в год), в которых диоксид марганца используется в качестве поляризатора, а также алюминиевых банок, электронных схем, фунгицидов, пестицидов и кормов для животных.

Ссылки

• Эмсли, Джон. Nature’s Building Blocks, A-Z Guide to the Elements, New Edition , Oxford University Press, 2011

• Грей, Теодор. Элементы, визуальное исследование каждого известного атома во Вселенной , Black Dog & Leventhal Publishers, Inc., Нью-Йорк, 2009 г.

• Штвертка, Альберт. Руководство по элементам, 3-е издание , Oxford University Press, 2012

Марганец последний раз модифицирован: 24 июня 2016 г., MMTA

Конкреции, использование, факты, руда, сплавы, металл

На главную »Металлы» Использование марганца

Взято из информационного бюллетеня USGS 2014-3087, август 2014 г., Уильям Ф.Пушка.

Марганец: Марганец имеет атомный номер 25 и химический символ Mn.

Что такое марганец?

Марганец — это металлический элемент серебра с атомным номером 25 и химическим символом Mn. Он не встречается в природе как элемент. Он встречается во многих минералах, таких как манганит, сугилит, пурпурит, родонит, родохрозит и пиролюзит. Он также содержится во многих минералоидах, таких как псиломелан и вад.

Сталелитейные заводы Использование марганца: Наиболее важным применением марганца является производство стали. Марганец придает стали прочность и твердость. Без марганца сталь, используемая для изготовления броневых листов, челюстей дробилок и ударных инструментов, не была бы такой прочной. Правообладатель иллюстрации iStockphoto / Huyangshu.

Из чего сделана сталь?

Многие правильно ответят, что сталь сделана из железа. Гораздо меньше людей знают, что он также сделан из марганца.Хотя количество марганца, используемого для производства тонны стали, невелико, он так же важен, как и железо, для производства этого фундаментального строительного блока современного общества.

Проще говоря, без марганца не сделаешь сталь. Внутреннее потребление марганца составляет около 500 000 метрических тонн в год, преимущественно в сталелитейной промышленности. Соединенные Штаты полностью зависят от импорта этого количества марганца.

Марганец составляет примерно 0,1 процента земной коры, что делает его 12-м по содержанию элементом.Вначале его использовали в основном в пигментах и ​​окислителях в химических процессах. Значение марганца для человеческого общества резко возросло с развитием современной технологии производства стали в 1860-х годах. Марганец необходим и незаменим в сталеплавильном производстве, а в его мировой горнодобывающей промышленности доминируют всего несколько стран. Поэтому он считается одним из важнейших минеральных ресурсов США.

До 90 процентов потребления марганца как в Соединенных Штатах, так и во всем мире приходится на сталелитейную промышленность.Марганец удаляет кислород и серу, когда железная руда (соединение железа и кислорода) превращается в железо. Это также важный сплав, который помогает превращать железо в сталь.

В качестве сплава снижает хрупкость стали и придает прочность. Количество используемого марганца на тонну стали довольно невелико — от 6 до 9 килограммов. Около 30 процентов из них используется при переработке железной руды, а остальные 70 процентов используются в качестве сплава в конечном стальном продукте.

Цветное стекло марганцевой банки: Древние египтяне и римляне использовали пиролюзит, минерал диоксида марганца, для контроля цвета стекла. Небольшие добавки обесцвечивали стекло, удаляя зеленовато-желтое изменение цвета, вызванное примесями железа, тогда как более крупные добавки окрашивали стекло в розовый, фиолетовый или черный цвет. Диоксид марганца до сих пор используется в качестве красителя. Фото Скотта Джексона, Геологическая служба США.

Другие виды использования марганца

Марганец также используется в виде сплава с такими металлами, как алюминий и медь. Важные неметаллургические применения включают катоды батарей, мягкие ферриты, используемые в электронике, микроэлементы в удобрениях, микроэлементы в кормах для животных, химикаты для очистки воды, красители для грунтовки автомобилей, кирпичи, фритты, стекло, текстиль и плитку.Продукт «Марганцево-фиолетовый» используется для окрашивания пластмасс, порошковых покрытий, художественной глазури и косметики.

Марганец в драгоценных камнях: Некоторые драгоценные камни содержат значительное количество марганца и часто получают свой цвет из-за этого элемента. По часовой стрелке сверху слева: родохрозит (карбонат марганца), родонит (оксид марганца), пурпурит (фосфат марганца), спессартин (марганцево-алюминиевый гранат).

Марганцевый пигмент: Вид на банку с пиролюзитовым пигментом.Порошкообразный пиролюзит можно смешивать с маслом или множеством других носителей для использования в качестве стойкого черного пигмента.

Пустынный лак: Черный «пустынный лак» — это тонкое покрытие из оксида марганца, которое покрывает открытые поверхности некоторых скал в засушливых районах. Считается, что микробы, концентрирующие марганец, способствуют его образованию. На фотографии выше показаны петроглифы, созданные индейцами, которые осторожно соскребали через пустынный лак для создания своих художественных символов.Это обнажение называется «Газетная скала» и находится в парке штата Ньюспейпер-Рок недалеко от Монтичелло, штат Юта. Правообладатель иллюстрации iStockphoto / Гейр-Олав Люнгфьель.

Откуда берется марганец?

Элементарный марганец легко соединяется с кислородом, углеродом и кремнием, образуя длинный список минералов марганца. Марганцевые руды обычно содержат от 25 до 45 процентов марганца, в основном в виде оксидов (или гидроксидов) и карбонатных минералов.

Марганцевые руды широко распространены, но большая часть мировых запасов поступает из небольшого числа районов добычи марганца.Большинство марганцевых руд происходит из обширных слоев богатых марганцем осадочных пород, которые образовались в древних океанах в особых условиях. Это произошло, когда изменения в степени окисления океанской воды сначала вызвали высокую концентрацию растворенного марганца, а затем осаждали различные минералы марганца, которые стали концентрироваться на морском дне. Эти слои теперь находятся в коренных породах континентов.

Шаровидная марганцевая руда: Шаровидный псиломелан, обнаруженный в остаточных глинах, образовавшихся в результате выветривания известняка и доломита на юге Западной Вирджинии.Эти руды были добыты во время Второй мировой войны, когда импорт марганцевой руды из-за пределов США был невозможен.

Марганцевые руды

Некоторые минералы марганца и минералоиды считаются «первичными рудами», потому что они достаточно богаты марганцем, чтобы быть рудными. Остальные — «вторичные руды». Это происходит в зонах, где исходное содержание марганца в отложениях было естественно обогащено более молодыми геологическими процессами.

Почти все марганцевые руды подвергаются обогащению вблизи участков рудника с целью повышения содержания марганца перед дальнейшей переработкой.Большинство из них также выплавляются с образованием сплавов ферромарганца и силикомарганца. Именно эти сплавы, а не сама марганцевая руда, используются в большинстве металлургических приложений.

Марганцевая руда морского дна: Марганцевые конкреции, собранные в 1982 году в Тихом океане. Марганцевые конкреции часто богаты марганцем, железом, никелем, медью и кобальтом. Узелок составляет около четырех дюймов в поперечнике. Изображение Creative Commons Вальтера Кёлле.

Марганцевые конкреции

Дополнительным потенциальным источником марганца являются железомарганцевые конкреции и корки, которые встречаются на морском дне во многих частях Мирового океана. Эти клубеньки размером от бобов до картофеля в настоящее время являются объектом разведки и исследований, в основном сосредоточенных на экваториальной части Тихого океана. Если производство этих конкреций окажется технически, экономически и юридически жизнеспособным, они могут стать основным источником марганца.

Некоторые исследователи предполагают, что участки морского дна можно вырубить, оставить под паром, а затем снова собрать урожай на десятилетия в будущем. Некоторые части морского дна в мире могут давать устойчивый выход ферромарганцевой руды.

Марганцевый рудник: Фотография марганцевого рудника Маматван в районе Калахари в Южной Африке. На этом карьере добывается толстый пласт марганцевой руды. Уступы рудника повторяют осадочную слоистость рудного тела. Фото Уильяма Кэннона, Геологическая служба США.

Спрос и предложение на марганец

Большая часть мировой марганцевой руды производится несколькими странами, включая Южную Африку, Австралию, Китай и Габон. Девяносто процентов доказанных запасов марганца также находятся в этих четырех странах, а также в Бразилии и Украине.

В Соединенных Штатах нет запасов марганца, как во многих других промышленно развитых странах, особенно в Европе. Вся марганцевая руда, потребляемая в Соединенных Штатах, импортируется из таких источников, как Габон, Австралия, Южная Африка и Бразилия.

Несмотря на то, что в Соединенных Штатах есть производители марганцевых ферросплавов и марганцевых химикатов, страна по-прежнему импортирует большое количество марганцевых сплавов, химикатов и металлов для удовлетворения своих потребительских потребностей.

Значительные объемы импорта ферромарганца поступают из Южной Африки, Китая, Украины и Республики Корея. Силикомарганец импортируется из Южной Африки, Грузии, Норвегии и Австралии. Спрос на марганец исторически тесно связан с производством стали, и ожидается, что он будет расти в будущем.

Марганцевая руда: Кремнисто-марганцевая руда, образовавшаяся в виде брекчии в пределах разлома Сент-Клер на юге Западной Вирджинии. Эти руды были добыты во время Второй мировой войны, когда импорт марганцевой руды из-за пределов США был невозможен.Известные месторождения марганца в США небольшие и содержат руду низкого качества. При нынешних ценах они нерентабельны.

Обеспечение внутренних поставок марганца

Хотя общих мировых запасов достаточно для удовлетворения прогнозируемого спроса, из-за их полной зависимости от импорта марганцевой руды в Соединенных Штатах давно высказывались опасения относительно продолжения поставок марганца в свете возможных политических или военных сбоев в производстве. производство или цепочки поставок.

Несмотря на то, что в Соединенных Штатах имеются большие ресурсы обогащенных марганцем горных пород, в основном в штатах Мэн и Миннесота, их содержание марганца значительно ниже марганцевых руд, доступных в других частях мира, поэтому их добыча в настоящее время экономически невыгодна.

В мире нет дефицита марганцевой руды. На наземных месторождениях марганца преобладает великий марганцевый район Калахари в Южной Африке, на который приходится примерно 70 процентов известных мировых ресурсов марганца (запасы плюс идентифицированный материал, экономичность которого еще не полностью доказана). В результате ожидается, что Южная Африка продолжит играть доминирующую роль в мировых поставках марганца и в будущем.

Марганцевые конкреции на морском дне: Фотография железо-марганцевых конкреций на морском дне к северу от желоба Пуэрто-Рико. Узелки имеют диаметр около 2-4 сантиметров. Глубина воды 5339 метров. Изображение Геологической службы США.

Добыча марганца на морском дне

Если глубоководная разработка морского дна станет рентабельной, источники марганцевой руды могут значительно переместиться с суши в океан.Предполагаемые ресурсы конкреций марганца значительно превосходят ресурсы суши и могут значительно диверсифицировать мировые источники марганца. Большая часть ресурсов находится в международных водах. Значительные ресурсы марганца на морском дне также находятся в исключительной экономической зоне США и полностью находятся под юрисдикцией Соединенных Штатов.

Найдите другие темы на Geology.com:

Скалы: Галереи фотографий вулканических, осадочных и метаморфических пород с описаниями.	Минералы: Информация о рудных минералах, драгоценных камнях и породообразующих минералах.
Вулканы: Статьи о вулканах, вулканических опасностях и извержениях прошлого и настоящего.	Драгоценные камни: Яркие изображения и статьи об алмазах и цветных камнях.
Общая геология: Статьи о гейзерах, маарах, дельтах, перекатах, соляных куполах, воде и многом другом!	Магазин геологии: Молотки, полевые сумки, ручные линзы, карты, книги, кирки твердости, золотые кастрюли.
	Алмазы: Узнайте о свойствах алмаза, его разнообразных применениях и открытиях. No related posts. Добавить комментарий Отменить ответ Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены * ➤