Oksidit	MnO	Mn203	Mn02	(MnO3)	Mn207
Ominaisuudet	lausutaan perus	perus	amfoteerinen	hapan	voimakkaasti hapan
Hydroksidit	Mn(OH)2	Mn(OH)3	Mn(OH)4H2MnO3	H2MnO4	HMnO4
Ominaisuudet	lausutaan perus	perus	amfoteerinen	hapan	erittäin hapan
Otsikot	mangaani(II)hydroksidi; Mn(II)-suolat	mangaani(III)hydroksidi; Mn(III)-suolat	mangaani(IV)hydroksidi; manganaatti (IV)	mangaani (VI) happo; manganaatti (VI)	mangaani (VII) happo; permanganaatit
Vahvistavat happamia ominaisuuksia
Perusominaisuuksien vahvistaminen

Mangaani (II) yhdisteet. Mangaani(II)oksidilla ja -hydroksidilla on vain emäksisiä ominaisuuksia. Ne eivät liukene veteen, mutta liukenevat helposti happoihin muodostaen kaksiarvoisia mangaanisuoloja.

Useimmat kaksiarvoiset mangaanisuolat liukenevat hyvin veteen ja hydrolysoituvat kationissa. Heikosti liukenevia suoloja ovat välituotesuolat - sulfidi, fosfaatti ja karbonaatti.

Kiteisessä tilassa mangaani (II) suolat ovat vesiliuoksissa käytännöllisesti katsoen värittömiä.

Kaksiarvoista mangaanihydroksidia muodostuu epäsuorasti - alkalin vaikutuksesta suolaliuoksiin. Muodostumishetkellä muodostuu valkoinen sakka (useammin havaittu kiinteänä), joka ilmassa muuttuu vähitellen ruskeaksi ilmakehän hapen vaikutuksesta:

2Mn(OH)2(s) + 2H2O(l)+O2(g) → 2Mn(OH)4(s)

Mangaani (II) muodostaa monimutkaisia ​​yhdisteitä, joiden koordinaatioluku on kuusi. Vesiliuoksissa kationiset kompleksit tunnetaan vesikompleksin muodossa [ Mn(H2O) 6 ] 2+ ja ammoniakki [ Mn(NH3) 6 ] 2+ ja anioninen – tiosyanaatti [ Mn(N.S.C.) 6 ] 4– ja syanidi [ Mn(CN) 6 ] 4- . Mutta kaksiarvoisen mangaanin monimutkaiset yhdisteet ovat epästabiileja ja hajoavat nopeasti vesiliuoksissa.

Mangaani (II) yhdisteillä on pelkistäviä ominaisuuksia, jotka hapettavat neutraalissa ympäristössä mangaaniksi (IV), voimakkaasti emäksisessä ympäristössä mangaaniksi (VI) ja happamassa ympäristössä mangaaniksi (VII):

3MnSO 4 (a) + 2KClO 3 (a) +12KOH (a) → 3K 2 MnO 4 (a) + 2KCl (a) + 3K 2 SO 4 (a) + 6H 2 O (l)

2MnSO 4 (c) + 5PbO 2 (t) + 6HNO 3 (c) → 2HMnO 4 (c) + 3Pb (NO 3) 2 (c) + 2 PbSO 4 (c) + 2H 2 O (l)

Jos in vitro Mn 2+ osoittaa korjaavia ominaisuuksia, sitten in vivo Mn 2+ korjaavat ominaisuudet ilmenevät heikosti bioligandien stabiloivan vaikutuksen vuoksi.

Mangaani (III) yhdisteet. Kolmiarvoisen mangaanin suolat ovat väriltään tummia ja niillä on taipumus muodostaa monimutkaisia ​​suoloja (happokomplekseja). Kaikki mangaani(III)suolat ovat epästabiileja. Happamassa liuoksessa ne pelkistyvät helposti mangaani(II)-suoloiksi. Neutraalissa liuoksessa yksinkertaiset suolat hydrolysoituvat helposti muodostaen hydroksidia Mn(III), joka muuttuu ilmassa nopeasti mangaani(IV)hydroksidiksi. Mangaani(III)hydroksidi - Mn203ּ H2O tai MnО(OH) esiintyy luonnossa mineraalina manganita(ruskea mangaanimalmi). Keinotekoisesti valmistettua mangaani(III)hydroksidia käytetään mustanruskeana maalina. Mangaani(III)oksidi muuttuu sekaoksidiksi kuumennettaessa yli 940 o C:n lämpötilaan ilmassa tai yli 1090 o C:n lämpötilaan happivirrassa. Mn304 vakaa koostumus, jota käytetään painoanalyysissä.

Mangaani(IV)-yhdisteet. Oksidi Mn(IV) Mangaanin stabiilin happiyhdiste normaaleissa olosuhteissa. Mn02 ja sitä vastaavat hydroksidit ovat käytännössä liukenemattomia veteen.

Mn02 näyttää redox kaksinaisuus. Happamassa ympäristössä se toimii voimakkaana hapettimena (+ 1,23 V), pelkistäen Mn(II). Yksi kloorin valmistusmenetelmistä perustuu tähän ominaisuuteen:

MnO 2 (s) + 4HCl (c) → MnCl 2 (c) + Cl 2 (g) + 2H 2O (l)

Alkalisessa ympäristössä hapettimien vaikutuksen alaisena Mn(IV) hapettuu Mn(VI).

Mangaani(IV)hydroksidi esittelee amfoteerinen luonne– hapan ja emäksinen yhtä paljon.

Mangaani(IV)suolat ovat epästabiileja ja hajoavat vesiliuoksissa muodostaen suoloja Mn(II).

Mangaani(VI)-yhdisteet. Kuusiarvoista mangaanioksidia ei ole eristetty vapaassa muodossa. Mangaani(VI)hydroksidilla on hapan luonne. Vapaa mangaani (VI) happo on epästabiili ja epäsuhtainen vesiliuoksessa seuraavan kaavion mukaisesti:

3H2Mn04 (c) → 2HMn04 (c) + Mn02 (s) + 2H20 (l).

Manganaatit (VI) muodostuvat fuusioimalla mangaanidioksidia alkalin kanssa hapettimien läsnä ollessa, ja niillä on smaragdinvihreä väri. Voimakkaasti emäksisessä ympäristössä manganaatit (VI) ovat melko stabiileja. Emäksisiä liuoksia laimentaessa tapahtuu hydrolyysi, johon liittyy epäsuhtautuminen:

3K2Mn04 (c) + 2H20 (l) → 2KMn04 (c) + Mn02 (s) + 4KOH (c).

Manganaatit (VI) ovat voimakkaita hapettimia, jotka pelkistyvät happamassa ympäristössä Mn(II), ja neutraalissa ja emäksisessä ympäristössä – jopa Mn02. Voimakkaiden hapettimien vaikutuksesta manganaatit (VI) voivat hapettua Mn(VII):

2K2Mn04 (c) + Cl2 (g) → 2KMn04 (c) + 2KCl (c).

Kuumennettaessa yli 500 o C:een manganaatti (VI) hajoaa tuotteiksi:

manganaatti (IV) ja happi:

2K2Mn04(t) → K2Mn03(t) + 02(g).

Mangaani (VII) yhdisteet. Mangaani (VII) oksidi - Mn207 vapautuu tummanvihreänä öljymäisenä nesteenä, kun väkevä rikkihappo reagoi kaliumpermanganaatin kanssa:

2KMnO 4 (t) + H 2 SO 4 (k) = K 2 SO 4 (c) + Mn 2 O 7 (l) + H 2 O (l).

Mangaani (VII) oksidi on stabiili 10 o C asti ja hajoaa räjähdysmäisesti seuraavan kaavion mukaisesti:

Mn 2 O 7 (l) → 2MnO 2 (s) + O 3 (g).

Vuorovaikutuksessa Mn207 permangaanihappoa muodostuu veden kanssa HMnO4, jonka väri on violetti-punainen:

Mn 2 O 7 (l) + H 2 O (l) = 2HMnO 4 (c) (vain MnO 4 – ja H + -ionien muodossa).

Vedetöntä permangaanihappoa ei ollut mahdollista saada liuoksessa, se on stabiili 20 %:n pitoisuuteen asti; Tämä erittäin vahva happo Näennäinen dissosiaatioaste liuoksessa, jonka pitoisuus on 0,1 mol/dm 3, on 93 %.

Permangaanihappo on voimakas hapetin. Vuorovaikuttaa entistä energisemmin Mn207, syttyvät aineet syttyvät kosketuksessa sen kanssa.

Permangaanihapon suoloja kutsutaan permanganaatit. Näistä tärkein on kaliumpermanganaatti, joka on erittäin vahva hapetin. Sen hapettavat ominaisuudet orgaanisia ja epäorgaanisia aineita kohtaan kohtaavat usein kemiallisessa käytännössä.

Toipumisaste permanganaatti-ioni riippuu ympäristön luonteesta:

hapan ympäristö Mn(II) (Mn 2+ suolat)

MnO4 - +8H + +5ē = Mn2+ +4H20, E 0 = +1,51 B

Permanganaatti neutraali väliaine Mn(IV) (mangaani(IV)oksidi)

MnO 4 - +2H 2O+3ē=MnO 2 +4OH - ,E 0 = +1,23 B

emäksinen ympäristö Mn(VI) (manganaatit M 2 MnO 4)

MnO 4 - +ē = MnO 4 2-, E 0 = +0,56 B

Kuten voidaan nähdä, permanganaateilla on voimakkaimmat hapettavat ominaisuudet happamassa ympäristössä.

Manganaattien muodostuminen tapahtuu voimakkaasti emäksisessä liuoksessa, joka estää hydrolyysiä K2MnO4. Koska reaktio tapahtuu yleensä melko laimeissa liuoksissa, permanganaatin pelkistymisen lopputuote emäksisessä ympäristössä, kuten neutraalissa ympäristössä, on MnO 2 (katso epäsuhtaisuus).

Noin 250 o C:n lämpötilassa kaliumpermanganaatti hajoaa seuraavan kaavion mukaisesti:

2KMnO 4 (t) K 2 MnO 4 (t) + MnO 2 (t) + O 2 (g)

Antiseptisena aineena käytetään kaliumpermanganaattia. Vesiliuoksia, joiden pitoisuudet vaihtelevat välillä 0,01 - 0,5 %, käytetään haavojen desinfiointiin, kurlaamiseen ja muihin tulehdusta ehkäiseviin toimenpiteisiin. Onnistuneesti 2-5 % kaliumpermanganaattiliuoksia käytetään ihon palovammoihin (iho kuivuu eikä kuplia muodostu). Eläville organismeille permanganaatit ovat myrkkyjä (ne aiheuttavat proteiinien hyytymistä). Niiden neutralointi suoritetaan 3-prosenttisella liuoksella H 2 O 2, happamaksi tehty etikkahapolla:

2KMnO4 +5H2O2 +6CH3COOH →2Mn(CH3COO)2 +2CH3COOC +8H2O+5O2

Mangaani on biologisesti aktiivinen hivenaine, jota löytyy elävistä organismeista. Ihmiskeho sisältää noin 12 mg mangaania, josta 43 % on luissa ja loput pehmytkudoksissa. Se on osa useita entsyymejä. Kaksiarvoinen mangaani tehostaa useiden eri luokkien entsyymien - transferaasien, hydrolaasien, isomeraasien - katalyyttistä aktiivisuutta. Mangaania sisältävä entsyymi glutamiinisyntetaasi katalysoi glutamiinin biosynteesiä glutamiinihaposta ja ammoniakista ATP:n mukana. ionit Mn 2+ stabiloivat nukleiinihappojen konformaatiota, osallistuvat DNA:n replikaatio-, RNA- ja proteiinisynteesiin. ionit Mn 3+ yhdessä Fe 3+ on osa transferriiniä, superoksididismutaasia ja happamaa fosfataasia – osa tyypillisiä metalloproteiineja.

Mangaani vaikuttaa hematopoieesiin, kasvuun, lisääntymiseen, mineraalien, lipidien ja hiilihydraattien aineenvaihduntaan sekä luuston kehitykseen.

Toksikologiassa kaliumpermanganaattia käytetään metanolin, novokaiinin ja kokaiinin laadulliseen havaitsemiseen.

Kaliumpermanganaattiliuosta käytetään titrausaineena pelkistysaineiden kvantitatiiviseen määritykseen: Fe 2+, C2O42-, poly- ja hydroksikarboksyylihapot, aldehydit, muurahais-, virtsa-, askorbiinihapot suoralla titrauksella ja useat hapettavat aineet (esimerkiksi nitraatit ja nitriitit) takaisintitrauksella.

Mangaaniyhdisteet ovat vahvoja myrkkyjä, jotka vaikuttavat keskushermostoon ja vaikuttavat munuaisiin, keuhkoihin ja sydämeen.

Mangaaniyhdisteet. Oksidit, hydroksidit.

Mangaani muodostaa useita oksideja. Vakaimmat ovat

МnО Мn2O3 МnO2 Мn2O7

Mangaani (VII) oksidi Mn2O7 on mustanvihreä öljyinen neste, yli 50°C:ssa se hajoaa muodostaen happea ja alempia oksideja ja räjähtää korkeammissa lämpötiloissa:

2Mn2O7 = 4MnO2 + 3O2.

Näyttää happamia ominaisuuksia. Reagoi veden kanssa muodostaen permangaanihappoa:

Mn207 + H2O = 2HMn04.

Mangaanioksidia voidaan saada vain epäsuorasti:

2KMnO4 + H2SO4 = Mn2O7 + K2SO4 + H2O.

Permangaanihappo on vahva happo, erittäin epästabiili, hajoaa yli 3°C:ssa:

4HMn04 = 4Mn02 + 2H20 + 302.

Mangaani(II)oksidi MnO ja vastaavat hydroksidit Mn(OH)2 ovat emäksisiä aineita.

Ne reagoivat happojen kanssa muodostaen mangaani (II) suoloja

MnO + 2HCl = MnCl2 + 2H20

Mn(OH)2 + 2HCl = MnCl2 + 2H20

Mn(OH)2 saadaan emästen vaikutuksesta liukoisiin Mn2+-suoloihin

MnCl2 + 2NaOH = Mn(OH)2↓ + 2H2O

Mn2+ + 2OH- = Mn(OH)2↓

valkoinen sakka

Epästabiilisuudesta johtuen Mn(OH)2 on jo hapettunut ilmassa, jolloin muodostuu Mn(OH)4

2Mn(OH)2 + O2 + 2H2O = 2Mn(OH)4

Tämä reaktio on kvalitatiivinen Mn2+-kationille

Mangaani (IV) Qoksidi eli mangaanidioksidi, MnO2 ja Mn(OH)4-hydroksidi ovat amfoteerisia aineita.

Kun MnO2 reagoi rikkihapon kanssa, muodostuu heikosti stabiilia mangaani (IV) sulfaattia.

МnО2 + 2H2SO4 = Mn(SO4)2 + 2 Н2O

Kun MnO2 fuusioidaan emästen kanssa, tapahtuu reaktio, jossa muodostuu manganiittia (IV), joita on pidettävä permanganaattihapon H4MnO4 suoloina

Mn02 + 4KOH = K4Mn04 + 2H20

Mangaani(IV)oksidilla, riippuen aineista, joiden kanssa se reagoi, voi olla sekä hapettimen että pelkistimen ominaisuuksia.

4HCl + Mn02 = MnCl2 + Cl2 + 2H20

2MnO2 + 3РbО2 + 6НNOz = 2НМnО4 + 3Рb(NO3)2 + 2Н2O

Ensimmäisessä reaktiossa MnO2 toimii hapettimena, toisessa - pelkistimenä.

Siten mangaanioksidien ja -hydroksidien sarjassa, joilla on eri hapetusaste, ilmenee yleinen kuvio: hapetusasteen kasvaessa hydroksidioksidien emäksinen luonne heikkenee ja hapan luonne lisääntyy.

Mangaanihapon suoloja kutsutaan permanganaateiksi.

Tunnetuin on kaliumpermanganaattisuola KMnO4 - tumman violetti kiteinen aine, kohtalaisesti veteen liukeneva. KMnO4-liuoksilla on tummanpunainen väri ja korkeilla pitoisuuksilla violetti, joka on ominaista MnO4-anioneille

Kaliumpermanganaatti hajoaa kuumennettaessa

2KMn04 = K2MnO4 + Mn02 + O2

Kaliumpermanganaatti on erittäin vahva hapetin, joka hapettaa helposti monia epäorgaanisia ja orgaanisia aineita. Mangaanin pelkistysaste riippuu suuresti ympäristön pH:sta.

Mangaanihapon suolat - permanganaatit - sisältävät permanganaatti-ionin MnO4-, liuoksessa ne ovat violetteja. Niillä on hapettavia ominaisuuksia. Mangaani (II) -yhdisteitä muodostuu happamassa ympäristössä:

2KMnO4 + 5K2SO3 + 3H2SO4 = 2MnSO4 + 6K2SO4 + 3H2O

neutraalissa - mangaani (IV):

2KMnO4 + 3K2SO3 + H2O = 2MnO2 + 3K2SO4 + 2KOH

alkalisessa mangaanissa (VI):

2KMnO4 + K2SO3 + 2KOH = 2K2MnO4 + K2SO4 + H2O

Kuumennettaessa ne hajoavat:

2KMn04 = K2MnO4 + Mn02 + O2.

Kaliumpermanganaatti saadaan seuraavan kaavion mukaisesti:

2Mn02 + 4KOH + O2 = 2K2Mn04 + 2H20;

sitten manganaatti muunnetaan permanganaatiksi sähkökemiallisen hapetuksen avulla, prosessin kokonaisyhtälö on muotoa:

2K2Mn04 + 2H20 = 2KMn04 + 2KOH + H2.

Kuuluu ryhmään VII. Sijaitsee neljännellä jaksolla kromin ja raudan välissä. Sen atominumero on 25. Mangaani kaava 3d 5 4s 2 .

Se avattiin vuonna 1774. Mangaani atomi painaa 54,938045. Sisältää isotooppia 55Mn ja luonnollista mangaani koostuu kokonaan siitä. Metallin hapetusaste vaihtelee välillä 2 - 7. Mn:n elektronegatiivisuus on 1,55. Siirtymämateriaali.

Liitännät mangaani 2 muodostavat oksideja ja dioksidia. Osoita elementin perusominaisuudet. Mangaanin muodostumat 3 ja mangaani 4 eroavat amfoteerisista ominaisuuksista. Metalliyhdistelmissä 6 ja 7 johtavat ominaisuudet ovat mangaanihapot. Alkuaine nro 25 muodostaa monenlaisia ​​suoloja ja erilaisia ​​binäärisiä yhdisteitä.

Mangaanin louhintaa tehdään kaikkialla sekä Venäjällä että naapurimaissa. Ukrainassa on erityinen Manganets – kaupunki, joka sijaitsee lukuisissa mangaanimalmimuodostelmissa.

Mangaanin kuvaus ja ominaisuudet

Hopeanvalkoinen väri hieman harmaalla sävyllä tekee siitä erottuvan mangaani. Yhdiste Elementissä on hiilen seos, joka antaa sille hopeanvalkoisen värin. Se on kovuutensa ja haurautensa suhteen rautaa parempi. Hienojen hioma-aineiden muodossa se on pyroforinen.

Kun se on vuorovaikutuksessa ilman kanssa, se tapahtuu mangaanin hapettumista. Se on peitetty oksidikalvolla, joka suojaa sitä myöhemmiltä hapetusreaktioilta.

Se liukenee veteen ja imee täysin vetyä reagoimatta sen kanssa. Kuumennettaessa se palaa hapessa. Reagoi aktiivisesti kloorin ja rikin kanssa. Kun se on vuorovaikutuksessa happamien hapettimien kanssa, se muodostuu mangaanisuolat.

Tiheys - 7200 kg/m3, sulamispiste - 1247°C, kiehumispiste - 2150°C. Ominaislämpökapasiteetti - 0,478 kJ. Siinä on sähkönjohtavuus. Kosketus kloorin, bromin ja jodin kanssa muodostaa dihalogenideja.

Korkeissa lämpötiloissa se on vuorovaikutuksessa typen, fosforin, piin ja boorin kanssa. Reagoi hitaasti kylmän veden kanssa. Kuumennettaessa elementin reaktiivisuus kasvaa. Lähtö on Mn(OH)2 ja vety. Kun mangaani yhdistyy hapen kanssa, se muodostuu mangaanioksidi. Ryhmää on seitsemän:

Mangaani(II)oksidi. Monoksidi. Ei ole vuorovaikutuksessa veden kanssa. Hapeutuu helposti muodostaen hauraan kuoren. Kun sitä kuumennetaan vedyn ja aktiivisen ryhmän metallien kanssa, se pelkistyy mangaaniksi. Siinä on vihreä ja harmaanvihreä kristalliväri. Puolijohde.

Mangaani (II, III) oksidi. Ruskeat kiteet - musta väri Mn3O4. Paramagneettinen. Luonnossa sitä esiintyy hausmanniittina.

Mangaani (II, IV) oksidi. Epäorgaaninen yhdiste Mn5O8. Voidaan pitää mm mangaani ortomanganiitti. Ei liukene veteen.

Mangaani (III) oksidi Ruskea - Mn2O3:n mustia kiteitä. Älä reagoi veden kanssa. Sitä löytyy luontaisesti mineraaleista brauniitti, kurnakiitti ja bixbyite.

Mangaani (IV) oksidi tai mangaanidioksidi MnO2. Veteen liukenematon tummanruskea jauhe. Mangaanin kestävä muodostuminen. Mineraali sisältää pyrolusiittia. Imee klooria ja raskasmetallisuoloja.

Mangaani(VI)oksidi. Tummanpunainen amorfinen elementti. Reagoi veden kanssa. Hajoaa täysin kuumennettaessa. Alkaliset reaktiot muodostavat suolakertymiä.

Mangaani(VII)oksidi. Öljyinen vihertävänruskea neste Mn2O7. Voimakas hapetin. Joutuessaan kosketuksiin syttyvien seosten kanssa, se sytyttää ne välittömästi. Se voi räjähtää iskusta, terävästä ja kirkkaasta valon välähdyksestä tai vuorovaikutuksesta orgaanisten komponenttien kanssa. Vuorovaikutuksessa H2O:n kanssa se muodostaa permangaanihappoa.

Mangaanisuolat ovat katalyyttejä happiprosessissa. Niitä käytetään kuivausrummuissa. Pellavansiemenöljyä, johon on lisätty tällaista kuivausainetta, kutsutaan kuivausöljyksi.

Mangaanin sovellukset

Mn:a käytetään laajalti rautametallurgiassa. Lisää seos rauta mangaani(ferromangaani). Mangaanin osuus siinä on 70-80%, hiiltä 0,5-7%, loput rautaa ja vieraita epäpuhtauksia. Teräksen valmistuksen elementti 25 yhdistää hapen ja rikin.

Käytetyt seokset kromi - mangaani, -mangaani, pii-mangaani. Terästuotannossa mangaanille ei ole muuta vaihtoehtoa.

Kemiallinen alkuaine suorittaa monia tehtäviä, mukaan lukien teräksen jalostus ja hapettumisenesto. Laajalti käytetty tekniikka sinkki mangaani. Zn:n liukoisuus magnesiumiin on 2 %, ja teräksen lujuus nousee tässä tapauksessa 40 %:iin.

Masuunissa mangaani poistaa rikkijäämiä valuraudasta. Tekniikka käyttää kolmikomponenttisia manganiiniseoksia, jotka sisältävät mangaani kupari ja nikkeliä. Materiaalille on ominaista korkea sähkövastus, johon ei vaikuta lämpötila, vaan paine.

Käytetään painemittareiden valmistukseen. Teollisuuden todellinen arvo on kupariseos - mangaani. Sisältö mangaania tässä on 70%, kuparia 30%. Sitä käytetään vähentämään haitallista tuotantomelua. Räjähdyspakkausten valmistuksessa juhlatilaisuuksiin käytetään seosta, joka sisältää elementtejä, kuten magnesium mangaani. Magnesiumia käytetään laajalti lentokoneiden rakentamisessa.

Tietyt mangaanisuolat, kuten KMnO4, ovat löytäneet sovelluksensa lääketeollisuudessa. Kaliumpermanganaatti on permanganaattihapon suola. Näyttää tumman violetilta. Se liukenee vesipitoiseen ympäristöön muuttaen sen violetiksi.

On voimakas hapetin. Antiseptinen, sillä on antimikrobisia ominaisuuksia. Mangaani vedessä hapettuu helposti muodostaen huonosti liukenevaa ruskeaa mangaanioksidia.

Kun se joutuu kosketuksiin kudosproteiinin kanssa, se muodostaa yhdisteitä, joilla on selvät supistavat ominaisuudet. Suurissa pitoisuuksissa mangaaniliuos sillä on ärsyttävä ja kauterisoiva vaikutus.

Kalium mangaani käytetään tiettyjen sairauksien hoitoon ja ensiavun antamiseen, ja jokaisessa ensiapulaukkussa on pullo kaliumpermanganaattikiteitä.

Mangaani on hyödyllinen ihmisten terveydelle. Osallistuu keskushermoston solujen muodostumiseen ja kehitykseen. Edistää B1-vitamiinin ja raudan imeytymistä. Säätelee verensokeria. Mukana luukudoksen rakentamisessa.

Osallistuu rasvahappojen muodostukseen. Parantaa refleksikykyjä, muistia, poistaa hermoston jännitystä ja ärtyneisyyttä. Imeytyy suolen seinämiin mangaani, vitamiinit B, E, fosfori, kalsium tehostavat tätä prosessia vaikuttaen kehoon ja aineenvaihduntaprosesseihin yleensä.

Ihmiselle välttämättömät mineraalit, kuten kalsiumia, magnesiumia, mangaania, kuparia, kaliumia, rautaa lisätään vitamiini- ja kivennäiskomplekseihin vitamiinin puutteen poistamiseksi.

Myös mikroelementtejä sinkki, mangaani ja raudalla on valtava rooli kasvien elämässä. Sisältyy fosfori- ja mineraalilannoitteisiin.

Mangaanin hinta

Mangaanimetalli sisältää jopa 95 % puhdasta mangaania. Sitä käytetään teräs- ja metallurgisessa teollisuudessa. Poistaa tarpeettomat epäpuhtaudet teräksestä ja antaa sille seostusominaisuuksia.

Ferromangaania käytetään metalliseoksen hapettumisen poistamiseen sulatusprosessin aikana poistamalla siitä happea. Sitoo rikkihiukkasia toisiinsa parantaen teräksen laatuominaisuuksia. Mangaani vahvistaa materiaalia ja tekee siitä kulutusta kestävämmän.

Metallia käytetään kuulamyllyjen, maansiirto- ja kivenmurskauskoneiden sekä panssarielementtien valmistukseen. Reostaatit on valmistettu mangadiiniseoksesta. Elementti nro 25 lisätään pronssiin ja.

Suuri prosenttiosuus mangaanidioksidista kuluu voltaic-kennojen luomiseen. Mn:n lisäyksen kanssa sitä käytetään hienossa orgaanisessa ja teollisessa synteesissä. Yhdisteet MnO2 ja KMnO4 toimivat hapettimina.

Mangaani on aine välttämätön rautametallurgiassa. Ainutlaatuinen fysikaalisista ja kemiallisista ominaisuuksistaan. Osta mangaania saatavana erikoistuneista vähittäismyymälöistä. Viisi kiloa metallia maksaa noin 150 ruplaa, ja tonni liitäntätyypistä riippuen maksaa noin 100-200 tuhatta ruplaa.

MÄÄRITELMÄ

Mangaani(IV)oksidi normaaleissa olosuhteissa se näkyy mustina ruskeina kiteinä, jotka hajoavat kuumennettaessa (kuva 1).

Bruttokaava - MnO 2. Mangaani(IV)oksidin moolimassa on 86,94 g/mol.

Riisi. 1. Mangaani(IV)oksidi. Ulkomuoto.

Ei reagoi veden kanssa. Hydraatti MnO 2 × nH 2 O saostuu liuoksesta. Se siirtyy liuokseen väkevien happojen vaikutuksesta. Sillä on redox-ominaisuuksia. Se on yleisin mangaaniyhdiste luonnossa.

Mangaanioksidin kemiallinen kaava 4

Mangaani(IV)oksidin kemiallinen kaava on MnO 2. Se osoittaa, että tämä molekyyli sisältää yhden mangaaniatomin (Ar = 55 amu) ja kaksi happiatomia (Ar = 16 amu). Kemiallisen kaavan avulla voit laskea mangaani(IV)oksidin molekyylipainon:

Mr(Mn02) = Ar(Mn) + 2 x Ar(O);

Mr(MnO 2) = 55 + 2 × 16 = 55 + 32 = 87.

Mangaanioksidin graafinen (rakenne)kaava 4

Mangaani (IV) oksidin rakennekaava (graafinen) on selkeämpi. Se näyttää kuinka atomit ovat yhteydessä toisiinsa molekyylin sisällä:

Esimerkkejä ongelmanratkaisusta

ESIMERKKI 1

Harjoittele	Muodosta kahden rautaoksidin kaavat, jos raudan massaosuudet niissä ovat 77,8 % ja 70,0 %.
Ratkaisu	Etsitään kunkin kuparioksidin massaosuus: ω1 (O) = 100 % - ω1 (Fe) = 100 % - 77,8 % = 22,2 %; ω 2 (O) = 100 % - ω 2 (Fe) = 100 % - 70,0 % = 30,0 %. Merkitään yhdisteen sisältämien alkuaineiden moolimäärää "x" (rauta) ja "y" (happi). Sitten moolisuhde näyttää tältä (pyöristämme D.I. Mendelejevin jaksollisesta taulukosta otettujen suhteellisten atomimassojen arvot kokonaislukuihin): x:y = ω1 (Fe)/Ar(Fe): co1 (O)/Ar(O); x:y = 77,8/56: 22,2/16; x:y = 1,39: 1,39 = 1:1. Tämä tarkoittaa, että ensimmäisen rautaoksidin kaava on FeO. x:y = w2(Fe)/Ar(Fe): w2(O)/Ar(O); x:y = 70/56: 30/16; x:y = 1,25: 1,875 = 1:1,5 = 2:3. Tämä tarkoittaa, että toisen rautaoksidin kaava on Fe 2 O 3.
Vastaus	FeO, Fe2O3

ESIMERKKI 2

Harjoittele	Kirjoita kaava vedyn, jodin ja hapen yhdisteelle, jos siinä olevien alkuaineiden massaosuudet ovat: ω(H) = 2,2%, ω(I) = 55,7%, ω(O) = 42,1%.
Ratkaisu	Alkuaineen X massaosuus koostumuksen NX molekyylissä lasketaan seuraavalla kaavalla: ω (X) = n × Ar (X) / M (HX) × 100 %. Merkitään yhdisteen sisältämien alkuaineiden moolimäärää "x" (vety), "y" (jodi), "z" (happi). Sitten moolisuhde näyttää tältä (D.I. Mendelejevin jaksollisesta taulukosta otetut suhteelliset atomimassat pyöristetään kokonaislukuihin): x:y:z = ω(H)/Ar(H): ω(I)/Ar(I): co(O)/Ar(O); x:y:z = 2,2/1: 55,7/127: 42,1/16; x:y:z = 2,2: 0,44: 2,63 = 5: 1:6. Tämä tarkoittaa, että vedyn, jodin ja hapen yhdisteen kaava on H5IO6.
Vastaus	H5IO6

Mangaanin saaminen

Pelkistetään pyrolusiitin kalsinoinnin aikana muodostunut oksidi Mn 2 O 3 aluminotermisellä menetelmällä:

Kemialliset ominaisuudet

Passivoituu hapettumisen aikana ilmassa. Jauhemangaani palaa hapessa:

Kuumennettaessa mangaani hajottaa vettä ja syrjäyttää vedyn:

Tässä tapauksessa muodostunut mangaanihydroksidikerros hidastaa reaktiota.

Mangaani imee vetyä ja sen liukoisuus mangaaniin kasvaa lämpötilan noustessa. Yli 1200 °C:n lämpötiloissa se reagoi typen kanssa muodostaen koostumukseltaan erilaisia ​​nitridejä.

Hiili reagoi sulan mangaanin kanssa muodostaen Mn3C-karbideja ja muita. Se muodostaa myös silisidejä, borideja ja fosfideja.

Reagoi kloorivety- ja rikkihappojen kanssa yhtälön mukaisesti:

Väkevällä rikkihapolla reaktio etenee yhtälön mukaisesti:

Laimealla typpihapolla reaktio etenee yhtälön mukaisesti:

Mangaani on stabiili emäksisessä liuoksessa.

Mangaanioksidit ja -hydroksidit

Oksidit	MnO	Mn203	Mn02	(MnO3)	Mn207
Ominaisuudet	lausutaan perus	perus	amfoteerinen	hapan	Voimakkaasti hapan
Hydroksidit	Mn(OH)2	Mn(OH)3	Mn(OH)4 H2MnO3	H2MnO4	HMnO4
Ominaisuudet	lausutaan perus	perus	amfoteerinen	hapan	erittäin hapan
Otsikot	mangaani(II)hydroksidi; Mn(II)-suolat	mangaani(III)hydroksidi; Mn(III)-suolat	mangaani(IV)hydroksidi; manganaatti (IV)	mangaani (VI) happo; manganaatti (VI)	mangaani (VII) permanganaatit;

Mangaanioksidit ja -hydroksidit

Mangaani (II) yhdisteet. Mangaani(II)oksidilla ja -hydroksidilla on vain emäksisiä ominaisuuksia. Ne eivät liukene veteen, mutta liukenevat helposti happoihin muodostaen kaksiarvoisia mangaanisuoloja.

Useimmat kaksiarvoiset mangaanisuolat liukenevat hyvin veteen ja hydrolysoituvat kationissa. Heikosti liukenevia suoloja ovat välituotesuolat - sulfidi, fosfaatti ja karbonaatti.

Kiteisessä tilassa mangaani (II) suolat ovat vesiliuoksissa käytännöllisesti katsoen värittömiä.

Kaksiarvoista mangaanihydroksidia muodostuu epäsuorasti - alkalin vaikutuksesta suolaliuoksiin. Muodostumishetkellä muodostuu valkoinen sakka (useammin havaittu kiinteänä), joka ilmassa muuttuu vähitellen ruskeaksi ilmakehän hapen vaikutuksesta:

2Mn(OH)2(s) + 2H2O(l)+O2(g) → 2Mn(OH)4(s).3MnSO 4 (a) + 2KClO 3 (a) +12KOH (a) → 3K 2 MnO 4 (a) + 2KCl (a) + 3K 2 SO 4 (a) + 6H 2 O (l)

2MnSO 4 (c) + 5PbO 2 (t) + 6HNO 3 (c) → 2HMnO 4 (c) + 3Pb (NO 3) 2 (c) + 2 PbSO 4 (c) + 2H 2 O (l).

Mangaani(II)oksidi MnO - vihreä kiinteä aine - voidaan saada pelkistämällä mangaani (IV) oksidia vetyvirrassa:
Mn02+H2=MnO+H20
MnO- tyypillinen emäksinen oksidi, ei reagoi veden kanssa. Se vastaa mangaani(II)hydroksidia, Mn(OH)2, joka on heikko emäs. Saostuu lihanvärisenä sakana alkalien vuorovaikutuksessa mangaani(II)-suolojen kanssa:
MnCl2+2NaOH=Mn(OH)2¯+2NaCl
Mn(OH)2+2HCl=MnCl2+2H20
Mangaani(II)suolat ovat pääsääntöisesti hyvin vesiliukoisia, paitsi Mn3(PO4)2, MnS, MnCO3.

Mangaani (III) yhdisteet. Kolmiarvoisen mangaanin suolat ovat väriltään tummia ja niillä on taipumus muodostaa monimutkaisia ​​suoloja (happokomplekseja ). Kaikki mangaani(III)suolat ovat epästabiileja. Happamassa liuoksessa ne pelkistyvät helposti mangaani(II)-suoloiksi. Neutraalissa liuoksessa yksinkertaiset suolat hydrolysoituvat helposti muodostaen hydroksidia Mn(III), joka muuttuu ilmassa nopeasti mangaani(IV)hydroksidiksi. Mangaani(III)hydroksidi - Mn203ּ H2O tai MnО(OH) esiintyy luonnossa mineraalina manganita(ruskea mangaanimalmi).

Kuitti

Luonnossa esiintyviä mineraaleja ovat brauniitti, kurnakiitti ja biksbyytti - mangaanioksidi, jossa on erilaisia ​​epäpuhtauksia.

Mangaani(II)oksidin hapetus:

Mangaani(IV)oksidin pelkistys:

Mangaani(IV)-yhdisteet. Oksidi Mn(IV) Mangaanin stabiilin happiyhdiste normaaleissa olosuhteissa. Mn02 ja sitä vastaavat hydroksidit ovat käytännössä liukenemattomia veteen.

Mangaanioksidin 4 valmistus:

· Laboratorio-olosuhteissa se saadaan kaliumpermanganaatin lämpöhajotuksella.

4KMnO4→4MnO2+2K2O+3O2

· mutta reaktio itse asiassa seuraa yhtälöä:

2KMnO4→MnO2+K2MnO4+O2

· Sitä voidaan valmistaa myös saattamalla kaliumpermanganaatti reagoimaan vetyperoksidin kanssa.

2KMnO4+H2O2→2KOH+2MnO2+2O2

· Yli 100 °C lämpötiloissa kaliumpermanganaatti pelkistyy vedyn vaikutuksesta:

2KMnO4+2H2→K2MnO4+MnO2+2H2O

Kemialliset ominaisuudet

1) Kun mangaani(IV)oksidi (pyrolusiitti) fuusioidaan alkalien kanssa hapen läsnä ollessa, muodostuu manganaatteja:

2) Mangaani(II)kloridi – vedettömässä tilassa se näyttää vaaleanpunaisilta lehdiltä ja saadaan käsittelemällä mangaania, sen oksidia tai karbonaattia kuivalla kloorivetyllä

MnO 2 + 4HCl = MnCl 2 + Cl 2 + 2H 2 O (klooria saadaan tästä reaktiosta laboratorioissa)

MnCO 3 + 2HCl = MnCl 2 + CO 2 + H 2 O

3) MnO 2 + KClO 3 + 6KOH = 3K 2 MnO 4 + KCl + 3H 2 O (reaktio tapahtuu fuusion aikana)

4) 2Mn02 + 2H2S04 = 2MnS04 + O2 + 2H20.

Mangaani(IV)hydroksidi esittelee amfoteerinen luonne– hapanta ja emäksistä yhtä paljon Mangaanidioksidia voidaan saada laboratoriossa kalsinoimalla Mn(NO 3) 2 ilmassa:

Mn(NO 3) 2 = MnO 2 + 2NO 2

Mangaani(VI)-yhdisteet. Kuusiarvoista mangaanioksidia ei ole eristetty vapaassa muodossa. Mangaani(VI)hydroksidilla on hapan luonne. Vapaa mangaani (VI) happo on epästabiili ja epäsuhtainen vesiliuoksessa seuraavan kaavion mukaisesti:

3H2Mn04 (c) → 2HMn04 (c) + Mn02 (s) + 2H20 (l).

Manganaatit (VI) muodostuvat fuusioimalla mangaanidioksidia alkalin kanssa hapettimien läsnä ollessa, ja niillä on smaragdinvihreä väri. Voimakkaasti emäksisessä ympäristössä manganaatit (VI) ovat melko stabiileja. Emäksisiä liuoksia laimentaessa tapahtuu hydrolyysi, johon liittyy epäsuhtautuminen:

3K2Mn04 (c) + 2H20 (l) → 2KMn04 (c) + Mn02 (s) + 4KOH (c).

Manganaatit (VI) ovat voimakkaita hapettimia, jotka pelkistyvät happamassa ympäristössä Mn(II), ja neutraalissa ja emäksisessä ympäristössä – jopa Mn02. Voimakkaiden hapettimien vaikutuksesta manganaatit (VI) voivat hapettua Mn(VII):

2K2Mn04 (c) + Cl2 (g) → 2KMn04 (c) + 2KCl (c).

Kuumennettaessa yli 500 o C:een manganaatti (VI) hajoaa tuotteiksi:

manganaatti (IV) ja happi:

2K2Mn04(t) → K2Mn03(t) + 02(g).

Mangaani (VII) yhdisteet. Mangaani (VII) oksidi - Mn207 vapautuu tummanvihreänä öljymäisenä nesteenä, kun väkevä rikkihappo reagoi kaliumpermanganaatin kanssa:

2KMnO 4 (t) + H 2 SO 4 (k) = K 2 SO 4 (c) + Mn 2 O 7 (l) + H 2 O (l).

Mangaani (VII) oksidi on stabiili 10 o C asti ja hajoaa räjähdysmäisesti seuraavan kaavion mukaisesti:

Mn 2 O 7 (l) → 2MnO 2 (s) + O 3 (g).

Vuorovaikutuksessa Mn207 permangaanihappoa muodostuu veden kanssa HMnO4, jonka väri on violetti-punainen:

Mn 2 O 7 (l) + H 2 O (l) = 2HMnO 4 (c) (vain MnO 4 – ja H + -ionien muodossa).

Vedetöntä permangaanihappoa ei ollut mahdollista saada liuoksessa, se on stabiili 20 %:n pitoisuuteen asti; Tämä erittäin vahva happo Näennäinen dissosiaatioaste liuoksessa, jonka pitoisuus on 0,1 mol/dm 3, on 93 %.

Permangaanihappo on voimakas hapetin. Vuorovaikuttaa entistä energisemmin Mn207, syttyvät aineet syttyvät kosketuksessa sen kanssa. Mangaani(VII)oksidi Mn 2 O 7 - mangaanianhydridi on vihreänruskea raskasöljy, joka saadaan väkevän rikkihapon vaikutuksesta kiinteään kaliumpermanganaattiin:

2KMnO 4 + H 2 SO 4 = Mn 2 O 7 + K 2 SO 4 + H 2 O

Mangaanisuolat

1) Manganaattiliuoksella on tummanvihreä väri. Kun happamaksi tehdään, reaktio tapahtuu:

2) Kalsinoituessaan permanganaatit hajoavat hapen vapautuessa (yksi laboratoriomenetelmistä puhtaan hapen tuottamiseksi). Reaktio etenee yhtälön mukaisesti (kaliumpermanganaatin esimerkkiä käyttäen):

3) Voimakkaiden hapettimien vaikutuksesta Mn 2+ -ioni muuttuu MnO 4 − -ioniksi:

4) Kaliumpermanganaattia käytetään antiseptisenä aineena. Vesiliuoksia, joiden pitoisuudet vaihtelevat välillä 0,01 - 0,5 %, käytetään haavojen desinfiointiin, kurlaamiseen ja muihin tulehdusta ehkäiseviin toimenpiteisiin. Onnistuneesti 2-5 % kaliumpermanganaattiliuoksia käytetään ihon palovammoihin (iho kuivuu eikä kuplia muodostu). Eläville organismeille permanganaatit ovat myrkkyjä (ne aiheuttavat proteiinien hyytymistä). Niiden neutralointi suoritetaan 3-prosenttisella liuoksella H 2 O 2, happamaksi tehty etikkahapolla:

2KMnO 4 + 5H 2 O 2 + 6CH 3 COOH → 2 Mn (CH 3 COO) 2 + 2 CH 3 COOK + 8 H 2 O + 5O 2

5) Permanganaatit hapettavat orgaanisia aineita sekä happamassa että emäksisessä ympäristössä:

· 2KMnO4 + 3H2SO4 + 5C2H5OH → 2MnSO4 + K2SO4 + 5CH3COH + 8H2O

· 4KMnO 4 + 2NaOH + C 2 H 5 OH → MnO 2 ↓ + 3CH 3 COH + 2K 2 MnO 4 + Na 2 MnO 4 + 4H 2 O

6) MnSO 4 + 2NaOH → Mn(OH) 2 ↓ + Na 2 SO 4

7) Kaikki liuoksissa virtaavat mangaani(II)-suolat ORR:ssa ovat pelkistäviä aineita:

3Mn(NO3)2 + 2KMnO4 + 2H2O → 5MnO2 + 4HNO3 + 2KNO3

8) Mangaani (II) suolat eivät hydrolysoi muodostaen vahvoja vesikomplekseja:

Mn2+ + 6H20 → 2+

MnCl2 + 6H20 → Cl2

9) Mn(CN) 2 – liukenematon valkoinen yhdiste, joka kompleksin muodostumisen vuoksi liukenee KCN:n läsnäollessa:

4KCN + Mn(CN) 2 = K 4 kaliumheksocianomanganaatti

Samoin:

4KF + MnF 2 = K 4

2KCl + MnCl 2 = K 2

Värien käyttö: