Доклад : Марганец (работа 1) 


Полнотекстовый поиск по базе:

Главная >> Доклад >> Биология и химия


Марганец (работа 1)




МАРГАНЕЦ

Доклад Турбановой Светланы. 11а класс.

Марганец (лат. Manganum), Mn, химический элемент VII группы периодической системы Менделеева; атомный номер 25, атомная масса 54,9380. В природе элемент представлен одним стабильным изотопом 55Mn.

Историческая справка.

Древнеримский натуралист Плиний упоминает о чёрном камне, который использовали для обесцвечивания жидкой стеклянной массы; речь шла о минерале пиролюзите MnO2. В Грузии пиролюзит с древнейших времён служил присадочным материалом при получении железа. Долгое время пиролюзит называли чёрной магнезией и считали разновидностью магнитного железняка. В 1774 эксперименты показали, что это соединение неизвестного металла, а другой шведский учёный Ю. Ган, сильно нагревая смесь пиролюзита с углём, получил марганец, загрязнённый углеродом.

Распространение в природе.

Среднее содержание марганца в земной коре 0,1 %, в большинстве изверженных пород 0,06-0,2 % по массе, где он находится в рассеянном состоянии в форме Mn2+ (аналог Fe2+). На земной поверхности Mn2+ легко окисляется, здесь известны также минералы Mn3+ и Mn4+ . В биосфере марганец энергично мигрирует в восстановительных условиях и малоподвижен в окислительной среде. Наиболее подвижен в кислых водах тундры и лесных ландшафтов, где он находится в форме Mn2+.Его содержание здесь часто повышено и культурные растения местами страдают от избытка; в почвах, озёрах, болотах образуются железо-марганцевые конкреции, озёрные и болотные руды. В сухих степях и пустынях в условиях щелочной окислительной среды малоподвижен, культурные растения часто нуждаются в марганцевых микроудобрениях.

Тип кристаллической решетки - металлическая решетка.

Физические и химические свойства.

Тяжелый серебристо-белый металл. Плотность М. 7,2-7,4 г/см3, tпл 1245 С; tкип 2150 C. Марганец имеет 4 полиморфные модификации: -Mn (кубическая объёмноцентрированная решётка с 58 атомами в элементарной ячейке), -Mn (кубическая объёмноцентрированная с 20 атомами в ячейке), -Mn (тетрагональная с 4 атомами в ячейке) и -Mn (кубическая объёмноцентрированная). Атомный радиус 1,30. Ионные радиусы Mn2+ 0,91, Mn4+ 0,52, Mn7+ 0,46. Химически марганец достаточно активен, при нагревании энергично взаимодействует с неметаллами - кислородом (образуется смесь окислов марганца разной валентности), азотом (Mn4N, Mn2N1, Mn3N2), серой (MnS, MnS2), углеродом (Mn3C, Mn23C6, Mn7C3, Mn5C6), фосфором (Mn2P, MnP) и др. При комнатной температуре на воздухе не изменяется; очень медленно реагирует с водой. В кислотах (соляной, разбавленной серной) легко растворяется, образуя соли двухвалентного марганца. При нагревании в вакууме легко испаряется даже из сплавов. Марганец образует сплавы со многими химическими элементами; большинство металлов растворяется в отдельных его модификациях и стабилизирует их. В низших степенях окисления марганец проявляет основные свойства, в промежуточных - амфотерные, в высоких - кислотные. Марганец в кислой и слабокислой среде является сильным окислителем и энегргично связывает элетроны. Гораздо слабее его действие в нейтральной и щелочной средах. Двуокись марганца является в кислой среде сильным окислителем. Восстанавливающие свойства: Mn+2H2SO4=MnSO4+SO2+2H2O

В соединениях марганец обычно проявляет валентность от 2 до 7 (наиболее устойчивы степени окисления +2, +4 и +7). С увеличением степени окисления возрастают окислительные и кислотные свойства соединений марганца.

Соединения Mn(+2) - восстановители. Окись MnO - порошок серо-зелёного цвета; обладает основными свойствами, нерастворима в воде и щелочах, хорошо растворима в кислотах. Гидроокись Mn(OH)2 - белое вещество, нерастворимое в воде. Соединения Mn(+4) могут выступать и как окислители: MnO2+4HCl = MnCl2 + Cl2 + 2H3O и как восстановители :

MnO2 + KClO3 + 6KOH = ЗК2МnO4 + KCl + ЗН2О

Двуокись MnO2 - черно-бурого цвета, соответствующая гидроокись Mn(OH)4 - темно-бурого цвета. Оба соединения в воде нерастворимы, оба амфотерны с небольшим преобладанием кислотной функции. Из соединений Mn(+6) соли манганаты. Весьма важны соединения Mn(+7) - марганцовая кислота, марганцовый ангидрид. Соединений с водородом не образует.

Получение.

Наиболее чистый М. получают в промышленности по способу советского электрохимика Р. И. Агладзе электролизом водных растворов MnSO4 с добавкой (NH4)2SO4 при pH = 8,0-8,5. Процесс ведут с анодами из свинца и катодами из титанового сплава АТ-3 или нержавеющей стали. Чешуйки марганца снимают с катодов и, если необходимо, переплавляют. Галогенным процессом, например хлорированием руды Mn, и восстановлением галогенидов получают марганец с суммой примесей около 0,1 %. Менее чистый получают алюминотермиейпо реакции: 3Мn3O4 + 8Al = 9Mn + 4Al2O3, а также электротермией.

Применение.

Основной потребитель марганца - чёрная металлургия, расходующая в среднем около 8-9 кг М. на 1 т выплавляемой стали. Выплавляют его в доменных и электрических печах. Высокоуглеродистый ферромарганец служит для раскисления и десульфурации стали; средне- и малоуглеродистый - для легирования стали. Малолегированная конструкционная и рельсовая сталь содержит 0,9-1,6 % Mn; высоколегированная, очень износоустойчивая сталь с 15 % Mn и 1,25 % C. В России производится безникелевая нержавеющая сталь, содержащая 14 % Cr и 15 % Mn. Марганец используется также в сплавах на нежелезной основе. Сплавы меди с марганцом применяют для изготовления турбинных лопаток; марганцовые бронзы - при производстве пропеллеров и других деталей, где необходимо сочетание прочности и коррозионной устойчивости. Гальваническое покрытие применяется для защиты металлических изделий от коррозии. В медицине некоторые соли марганца (например, KMnO4) применяют как дезинфицирующие средства.

Марганец в организме.

Марганец широко распространён в природе, являясь постоянной составной частью растительных и животных организмов. Содержание марганца в растениях составляет десятитысячные - сотые, а в животных - стотысячные - тысячные доли процента. Среди растений значительное количество М. накапливают некоторые ржавчинные грибы, водяной орех, ряска, бактерии, водоросли, среди животных - рыжие муравьи, некоторые моллюски и ракообразные. Марганец - активатор ряда ферментов, участвует в процессах дыхания, фотосинтезе, биосинтезе нуклеиновых кислот и др., усиливает действие инсулина и других гормонов, влияет на кроветворение. Марганец обнаружен во всех органах и тканях человека. Суточная потребность животных и человека в марганце - несколько мг (ежедневно человек получает 3-8 мг ).

Предельно допустимая концентрация соединений марганца в воздухе - 0,3 мг/м3.

Список литературы

«Общая химия» Н.Л. Глинка, Большая Советская Энциклопедия.

Похожие работы:

  • Марганец в организме человека

    Реферат >> Медицина, здоровье
    ... работы центральной нервной системы. Марганец помогает устранить половое бессилие, ... и уменьшить нервную раздражительность. Марганец активирует многие ферменты: дипептидазы, ... ткани и органы. Особенно интенсивно марганец накапливается в печени в последние три ...
  • Марганец и его соединения

    Реферат >> Химия
    ... четырёхвалентного и семивалентного. Сильные окислители переводят марганец шестивалентный в семивалентный. 2K2MnO4+Cl22 2KMnO4 ... Соединения семивалентного марганца. В семивалентном состоянии марганец проявляет только окислительные свойства. Среди ...
  • Металлы жизни. Марганец

    Реферат >> Химия
    ... Кафедра неорганической и аналитической химии СОДЕРЖАНИЕ 1. Марганец - химический элемент. 2 2. Природные ресурсы. 3 3. Получение ... в биологических системах 9 8. Применение 11 1. Марганец - химический элемент. Марганец - d-элемент VII группы периодической ...
  • Микроэлементы (цинк, железо, марганец) в системе "почва-растение" при возрастающих дозах внесения фосфорных удобрений

    Дипломная работа >> Ботаника и сельское хоз-во
    ... его легкорастворимых форм. 1.1.3 Марганец Марганец – один из наиболее распространённых ... появлением у растений признаков хлороза. 1.2.3 Марганец Марганец, как железо и цинк, относится ... , гидролиза (Burnell, 1986). Марганец участвует в белковом обмене через ...
  • Біологічна роль марганцю в організмі людини і тварин

    Курсовая работа >> Биология
    ... в організмі 1.1 Марганець в організмі Марганець (Mn). Середній вмі ... складу ферментів є їх активатором [1, 4, 7, 9]. Марганець тварини одержують з кормом і частково з водою ... і бути продукти, які містять марганець. Список літератури Бабенко Г.А., Решеркина ...
  • Металлы жизни

    Реферат >> Химия
    ... Вследствие довольно высокой активности, марганец легко окисляется, в особенности ... вяжущее и антисептическое средство. МАРГАНЕЦ. Марганец принадлежит к весьма распространённым ... Вследствие довольно высокой активности, марганец легко окисляется, в особенности ...
  • Оценка загрязнения атмосферного воздуха создаваемого деятельностью локомотивного депо станции Перерва

    Курсовая работа >> Экономика
    ... Максимально разовый выброс (г/с) Железа оксид Марганец и его соединения Пыль неорганическая ... разовый выброс (г/с) Железа оксид Марганец и его соединения Пыль неорганическая ... разовый выброс (г/с) Железа оксид Марганец и его соединения Пыль неорганическая ...
  • Тяжелые металлы и их влияние на растения

    Реферат >> Биология
    ... некоторых случаях — гибель всего растения. Марганец Марганец находится в почвах в среднем в ... совершающиеся с помощью железа. Марганец усиливает гидролитические процессы, в ... в значительной степени накапливать марганец; такие растения называют манганофилами ...
  • Влияние тяжелых металлов на растения

    Курсовая работа >> Биология
    ... а) кобальт; б) молибден; в) никель; г) марганец; д) медь; е) цинк. 3) заключение 4) ... некото­рых случаях — гибель всего растения. МАРГАНЕЦ Марганец находится в почвах в среднем в ... совершающиеся с помощью железа. Марганец усиливает гидролитические процессы, в ...
  • История изучения и использования природных вод на Урале

    Реферат >> География
    ... -8 Цинк – 4 Полевской Железо – 9 Марганец – 11 Медь – 32 Нефтепродукты-8 Цинк ... 2,2 Азот нитритов – 7,6 Железо – 52 Марганец – 13 Сысертский р-н Азот аммония – 4,4 ... водных объектах Свердловской области: железо, марганец, цинк, нефтепродукты, азот аммонийный и ...