Марганец

Знаете ли вы, что более 90% марганца используется в металлургии и производстве стали? Причина в его полезной химической активности. С другой стороны, он играет существенную роль для живых организмов, даже если найти его в чистом виде в природе невозможно. Узнайте его историю, каковы его характеристики, кто его открыл, а также другую информацию.

Что такое марганец?

Это переходный металл, похожий на железо, реакционноспособный, тугоплавкий и легко окисляемый. Хоть он и твёрдый, но, как правило, это хрупкий химический элемент. Благодаря множеству степеней окисления его соединений его можно отличить от других элементов. С другой стороны, он содержится в различных минералах, наиболее распространенными из которых являются диоксид марганца и карбонат.

Символ марганца

Mn Эта символика происходит от черной магнезии, которая сегодня представляет собой минерал пиролюзит, который раньше назывался магнесом , потому что его путали с камнем магнетитом. В 16 веке стеклодувы добавили к названию две буквы «н», и позже ему было присвоено нынешнее название.

Характеристики марганца

Он имеет атомную массу 54,93 г/моль и плотность 7430 кг/м³ при 20°C. Кроме того, элемент в чистом виде имеет четыре аллотропные формы, наиболее известные из которых — альфа и гамма. Тогда обратите внимание на другие характеристики металла:

  • Химическая активность : При высоких температурах реагирует с большинством неметаллических элементов, водой, кислотами и галогенами.
  • Плавление и кипение : Имеет высокие температуры плавления и кипения.
  • Состояние : При комнатной температуре твердый.
  • Изменения : Окисляется и горит на воздухе, а во влажном воздухе образует оксиды.
  • Цвет : В чистом виде он ярко-белый, но известно, что его соединения окрашены.
  • Текстура : Кристаллическая и мягкая.
  • Запах : Не имеет запаха.
  • Температура : изменяет свою кристаллическую структуру под воздействием климатических изменений.
  • Твердость : 6 баллов по шкале Мооса, но в то же время хрупкий.
  • Магнитный порядок : обычно это не ферромагнитный элемент, хотя он может меняться при специальной обработке.
  • Состояние: Твердое.

Химические и физические свойства марганца

  1. Атомный номер : 25
  2. Плотность : 7430 кг/м³
  3. Ржавчина : Сильная кислота
  4. Ковалентный радиус (Å) : 139 пм.
  5. Электронная конфигурация : [Ar]3d 5 4s 2
  6. Точка кипения : 2061 °С (2334 К).
  7. Атомная масса (г/моль) : 54,938049 ед.
  8. Энтальпия плавления : 12,05 кДж/моль.
  9. Скорость звука : 5150 м/с при 293,15 К.
  10. Первый потенциал ионизации (эВ) : 717,3 кДж/моль.
  11. Температура плавления : 1246°C (1519K).
  12. Энтальпия испарения : 226 кДж/моль.
  13. Атомный радиус (Å) : 161 пм (радиус Бора)
  14. Удельная теплоемкость : 480 Дж/(К-кг)
  15. Степени окисления : 7, 6, 4, 2, 3.
  16. Электроотрицательность : 1,55 (по шкале Полинга).
  17. Электронов на уровень : 2, 8, 13, 2

Происхождение марганца

Согласно истории марганца, египтяне и римляне использовали соединения этого элемента, чтобы обесцветить или придать цвет стеклу. Кроме того, были обнаружены французские наскальные рисунки, содержащие остатки элемента. Также в некоторых железных рудниках древних спартанцев, которые использовали этот материал для закалки своих мечей.

Позднее его открытие совершил Карл Вильгельм Шееле в 1771 году. Однако официальная заслуга принадлежит химику Йохану Готлибу Гану, поскольку он смог выделить его в 1774 году. Швед осуществил восстановление оксида марганца в элемент, соединив его с углеродом.

Для чего используется марганец?

Это металл, используемый в химической и металлургической промышленности. Он также является жизненно важным элементом человеческого организма, поскольку участвует в формировании и развитии костной ткани. Другие области применения этого металла касаются:

  • Снижает шум двигателя и повышает октановое число топлива.
  • Используется в малобюджетном производстве нержавеющей стали.
  • Обычно его легируют алюминием для большей устойчивости к коррозии.
  • В стандартных одноразовых батарейках.
  • Его оксид используют для окисления бензилового спирта.
  • Диоксид марганца – это соединение, используемое для создания красок.
  • Соединение элемента используется для противодействия загрязняющему эффекту железа в стекле.
  • Разными составами можно красить керамику и стекло.
  • Некоторые страны используют его в качестве сырья при изготовлении монет.

Соединения марганца

Все соединения этого химического элемента, за исключением перманганата, парамагнитны. Другими словами, они притягиваются магнитным полем, потому что у них есть неспаренные электроны. Некоторые примеры:

  • Оксид марганца IV.
  • Манганат калия.
  • Перманганат калия.
  • Перманганат кальция.
  • Перманганат натрия.

Таким образом, марганец — химически активный, окисляемый, тугоплавкий, твердый и хрупкий химический элемент, входящий в состав переходных металлов. Хотя в чистом виде он не встречается, его можно получить из многих минералов, например пиролюзита. Кроме того, его применение включает устранение детонации двигателя, производство одноразовых батарей и более дешевую нержавеющую сталь.