Mangan (chemisches Element): Eigenschaften, Anwendung, Bezeichnung, Oxidationsstufe, Wissenswertes

2024 Autor: Angel Austin | [email protected]. Zuletzt bearbeitet: 2023-12-17 05:21

Eines der wichtigsten Metalle für die Metallurgie ist Mangan. Zudem handelt es sich generell um ein eher ungewöhnliches Element, mit dem interessante Fakten verbunden werden. Wichtig für lebende Organismen, benötigt bei der Herstellung vieler Legierungen, Chemikalien. Mangan ist ein chemisches Element, von dem unten ein Foto zu sehen ist. Es sind seine Eigenschaften und Merkmale, die wir in diesem Artikel betrachten werden.

Eigenschaft eines chemischen Elements

Wenn wir über Mangan als Element des Periodensystems sprechen, dann sollten wir zunächst seine Stellung darin charakterisieren.

1. Befindet sich in der vierten Hauptperiode, der siebten Gruppe, sekundäre Untergruppe.
2. Ordnungszahl - 25. Mangan ist ein chemisches Element, dessen Atomkernladung +25 beträgt. Die Anzahl der Elektronen ist gleich, Neutronen - 30.
3. Der Wert der Atommasse ist 54.938.
4. Bezeichnung des chemischen Elements Mangan - Mn.
5. Lateinischer Name - Mangan.

Situiert zwischen Chrom und Eisen, was seine Ähnlichkeit mit ihnen in physikalischen und chemischen Eigenschaften erklärt.

Mangan - chemisches Element: Übergangsmetall

Wenn wir die elektronische Konfiguration eines reduzierten Atoms betrachten, dann sieht seine Formel so aus: 1s²2s²2p 6 ^3s2^3p6^4s2^3d 5. Es wird offensichtlich, dass das Element, das wir betrachten, ein Übergangsmetall aus der d-Familie ist. Fünf Elektronen auf der 3d-Unterebene zeigen die Stabilität des Atoms an, die sich in seinen chemischen Eigenschaften manifestiert.

Als Metall ist Mangan ein Reduktionsmittel, aber die meisten seiner Verbindungen können ziemlich starke Oxidationsfähigkeiten aufweisen. Dies liegt an den unterschiedlichen Oxidationsstufen und Wertigkeiten, die dieses Element hat. Das ist die Besonderheit aller Metalle dieser Familie.

Mangan ist also ein chemisches Element, das sich zwischen anderen Atomen befindet und seine eigenen besonderen Eigenschaften hat. Sehen wir uns genauer an, was diese Eigenschaften sind.

Mangan ist ein chemisches Element. Oxidationsstufe

Wir haben bereits die elektronische Formel des Atoms angegeben. Ihr zufolge kann dieses Element mehrere positive Oxidationsstufen aufweisen. Das ist:

• 0;
• +2;
• +3;
• +4;
• +6;
• +7.

Die Wertigkeit eines Atoms ist IV. Am stabilsten sind jene Verbindungen, in denen Mangan die Werte +2, +4, +6 hat. Der höchste Oxidationsgrad lässt Verbindungen als die stärksten Oxidationsmittel wirken. Zum Beispiel: KMnO₄, Mn₂O₇.

Verbindungen mit +2 sind Reduktionsmittel, Mangan(II)hydroxid hat amphotere Eigenschaften, wobei basische überwiegen. Zwischenstufen der Oxidation bilden amphotere Verbindungen.

Discovery-Verlauf

Mangan ist ein chemisches Element, das nicht sofort entdeckt wurde, sondern nach und nach und von verschiedenen Wissenschaftlern. Seine Verbindungen werden jedoch seit der Antike von Menschen verwendet. Mangan(IV)oxid wurde zum Schmelzen von Glas verwendet. Ein Italiener gab an, dass die Zugabe dieser Verbindung bei der chemischen Herstellung von Gläsern ihre Farbe lila verfärbt. Außerdem hilft die gleiche Substanz, Trübungen in farbigen Gläsern zu beseitigen.

Später gelang es dem Wissenschaftler Kaim in Österreich, ein Stück metallisches Mangan zu gewinnen, indem er Pyrolysit (Mangan(IV)-oxid), Pottasche und Kohle hohen Temperaturen aussetzte. Diese Probe hatte jedoch viele Verunreinigungen, die er nicht beseitigen konnte, sodass die Entdeckung nicht stattfand.

Noch später synthetisierte ein anderer Wissenschaftler ein Gemisch, in dem ein erheblicher Anteil reines Metall war. Es war Bergman, der zuvor das Element Nickel entdeckt hatte. Er war jedoch nicht dazu bestimmt, den Job zu beenden.

Mangan ist ein chemisches Element, das erstmals 1774 von Karl Scheele in Form einer einfachen Substanz gewonnen und isoliert wurde. Er tat dies jedoch zusammen mit I. Gan, der den Prozess des Schmelzens eines Metallstücks vollendete. Aber selbst sie schafften es nicht, es vollständig von Verunreinigungen zu befreien und eine 100-prozentige Produktausbeute zu erzielen.

Dennoch ist es diesmal gewordendie Entdeckung dieses Atoms. Dieselben Wissenschaftler versuchten, einen Namen wie die Entdecker zu nennen. Sie wählten den Begriff Mangan. Nach der Entdeckung von Magnesium begann jedoch Verwirrung, und der Name Mangan wurde in den modernen Namen geändert (H. David, 1908).

Da Mangan ein chemisches Element ist, dessen Eigenschaften für viele metallurgische Prozesse sehr wertvoll sind, wurde es im Laufe der Zeit notwendig, einen Weg zu finden, es in seiner reinsten Form zu gewinnen. Dieses Problem wurde von Wissenschaftlern auf der ganzen Welt gelöst, konnte aber erst 1919 dank der Arbeit des sowjetischen Chemikers R. Agladze gelöst werden. Er war es, der ein Verfahren fand, mit dem es möglich ist, aus Sulfaten und Chloriden des Mangans durch Elektrolyse reines Metall mit einem Stoffgeh alt von 99,98 % zu gewinnen. Jetzt wird diese Methode auf der ganzen Welt angewendet.

In der Natur sein

Mangan ist ein chemisches Element, von dem unten ein Foto einer einfachen Substanz zu sehen ist. In der Natur gibt es viele Isotope dieses Atoms, dessen Anzahl an Neutronen stark variiert. So reichen die Massenzahlen von 44 bis 69. Das einzige stabile Isotop ist jedoch das Element mit dem Wert ⁵⁵Mn, alle anderen haben entweder eine vernachlässigbar kurze Halbwertszeit oder existieren in zu kleine Mengen.

Da Mangan ein chemisches Element ist, dessen Oxidationszustand sehr unterschiedlich ist, bildet es auch in der Natur viele Verbindungen. In seiner reinen Form kommt dieses Element überhaupt nicht vor. In Mineralien und Erzen ist Eisen sein ständiger Nachbar. Insgesamt lassen sich einige der wichtigsten Gesteine identifizieren, darunter auch Mangan.

1. Pyrolusit. Zusammengesetzte Formel: MnO₂nH₂O.
2. Psilomelan, MnO2mMnOnH2O-Molekül.
3. Manganit, Formel MnOOH.
4. Brownit ist seltener als der Rest. Formel Mn₂O₃.
5. Gausmanit, Formel MnMn₂O_4.
6. Rhodonit Mn₂(SiO₃)₂.
7. Karbonaterze des Mangans.
8. Himbeerspat oder Rhodochrosit - MnCO₃.
9. Purpurit - Mn₃PO₄.

Außerdem kannst du noch ein paar weitere Minerale benennen, die auch das betreffende Element beinh alten. Das ist:

• Kalzit;
• siderit;
• Tonmineralien;
• Chalcedon;
• opal;
• sandig-schluffige Verbindungen.

Neben Gesteinen und Sedimentgesteinen, Mineralien ist Mangan ein chemisches Element, das Bestandteil folgender Objekte ist:

1. Pflanzenorganismen. Die größten Akkumulatoren dieses Elements sind: Wasserkastanie, Wasserlinse, Diatomeen.
2. Rostpilze.
3. Einige Arten von Bakterien.
4. Folgende Tiere: rote Ameisen, Krebstiere, Weichtiere.
5. Menschen - der Tagesbedarf beträgt ca. 3-5 mg.
6. Die Gewässer der Ozeane enth alten 0,3 % dieses Elements.
7. Gesamtgeh alt in der Erdkruste 0,1 Masse-%.

Im Allgemeinen ist es das 14. häufigste Element auf unserem Planeten. Unter den Schwermetallen steht es an zweiter StelleEisen.

Physikalische Eigenschaften

Unter dem Gesichtspunkt der Eigenschaften von Mangan als einfacher Substanz können mehrere grundlegende physikalische Eigenschaften für ihn unterschieden werden.

1. In Form einer einfachen Substanz ist es ein ziemlich festes Metall (auf der Mohs-Skala ist der Indikator 4). Farbe - silbrig-weiß, in der Luft mit einem schützenden Oxidfilm bedeckt, im Schnitt glänzend.
2. Der Schmelzpunkt liegt bei 1246⁰C.
3. Kochen - 2061⁰C.
4. Leitereigenschaften sind gut, es ist paramagnetisch.
5. Metalldichte beträgt 7,44 g/cm³.
6. Existiert in Form von vier polymorphen Modifikationen (α, β, γ, σ), die sich in der Struktur und Form des Kristallgitters und der Packungsdichte der Atome unterscheiden. Auch ihr Schmelzpunkt ist unterschiedlich.

Es gibt drei Hauptformen von Mangan, die in der Metallurgie verwendet werden: β, γ, σ. Alpha ist seltener, da es in seinen Eigenschaften zu zerbrechlich ist.

Chemische Eigenschaften

Mangan ist aus chemischer Sicht ein chemisches Element, dessen Ionenladung stark von +2 bis +7 variiert. Dies prägt sein Wirken. In freier Form an der Luft reagiert Mangan sehr schwach mit Wasser und löst sich in verdünnten Säuren. Sobald jedoch die Temperatur erhöht wird, nimmt die Aktivität des Metalls dramatisch zu.

Er kann also interagieren mit:

• Stickstoff;
• Kohlenstoff;
• Halogene;
• silizium;
• Phosphor;
• Schwefel und andere Nichtmetalle.

Beim Erhitzen ohne Luft geht das Metall leicht in einen Dampfzustand über. Abhängig von der Oxidationsstufe, die Mangan aufweist, können seine Verbindungen sowohl Reduktionsmittel als auch Oxidationsmittel sein. Einige weisen amphotere Eigenschaften auf. Die wichtigsten sind also charakteristisch für Verbindungen, in denen es +2 ist. Amphoter - +4, und sauer und stark oxidierend im höchsten Wert +7.

Trotz der Tatsache, dass Mangan ein Übergangsmetall ist, gibt es nur wenige komplexe Verbindungen dafür. Dies liegt an der stabilen elektronischen Konfiguration des Atoms, denn seine 3d-Unterebene enthält 5 Elektronen.

Erlangungsmethoden

Es gibt drei Hauptwege, auf denen Mangan (ein chemisches Element) in der Industrie gewonnen wird. Da der Name auf Latein gelesen wird, haben wir bereits - Manganum bezeichnet. Wenn Sie es ins Russische übersetzen, lautet es "Ja, ich kläre wirklich, ich verfärbe mich". Mangan verdankt seinen Namen den seit der Antike bekannten manifesten Eigenschaften.

Trotz des Ruhms gelang es ihnen jedoch, es erst 1919 in seiner reinen Form zur Verwendung zu bekommen. Dies geschieht mit den folgenden Methoden.

1. Elektrolyse, Produktausbeute beträgt 99,98 %. In der chemischen Industrie wird so Mangan gewonnen.
2. Silicothermal oder Siliziumreduktion. Bei diesem Verfahren werden Silizium und Mangan(IV)oxid verschmolzen, wodurch ein reines Metall entsteht. Die Ausbeute beträgt ca. 68 %, als Nebeneffekt entsteht durch die Verbindung von Mangan mit Silizium Silizid. Dasdas Verfahren wird in der metallurgischen Industrie eingesetzt.
3. Aluminothermisches Verfahren - Restaurierung mit Aluminium. Ergibt auch keine zu hohe Produktausbeute, es entsteht Mangan, das mit Verunreinigungen verunreinigt ist.

Die Herstellung dieses Metalls ist wichtig für viele Prozesse in der Metallurgie. Schon eine kleine Zugabe von Mangan kann die Eigenschaften von Legierungen stark beeinflussen. Es ist erwiesen, dass sich viele Metalle darin auflösen und sein Kristallgitter ausfüllen.

In Bezug auf die Gewinnung und Produktion dieses Elements steht Russland weltweit an erster Stelle. Dieser Prozess wird auch in Ländern durchgeführt wie:

• China.
• Südafrika.
• Kasachstan.
• Georgien.
• Ukraine.

Industrielle Nutzung

Mangan ist ein chemisches Element, dessen Verwendung nicht nur in der Metallurgie wichtig ist. sondern auch in anderen Bereichen. Neben dem Metall in seiner reinen Form sind auch verschiedene Verbindungen dieses Atoms von großer Bedeutung. Nennen wir die wichtigsten.

1. Es gibt verschiedene Arten von Legierungen, die dank Mangan einzigartige Eigenschaften haben. So ist beispielsweise Hadfield-Stahl so stark und verschleißfest, dass er zum Schmelzen von Teilen für Bagger, Steinbearbeitungsmaschinen, Brecher, Kugelmühlen und gepanzerten Teilen verwendet wird.
2. Mangandioxid ist ein obligatorisches oxidierendes Element der Galvanisierung, es wird zur Herstellung von Depolarisatoren verwendet.
3. Manganverbindungen werden für die Umsetzung von Bio benötigtSynthesen verschiedener Substanzen.
4. Kaliumpermanganat (oder Kaliumpermanganat) wird in der Medizin als starkes Desinfektionsmittel verwendet.
5. Dieses Element ist Teil von Bronze, Messing, bildet mit Kupfer eine eigene Legierung, die zur Herstellung von Flugzeugturbinen, Schaufeln und anderen Teilen verwendet wird.

Biologische Rolle

Der Tagesbedarf eines Menschen an Mangan beträgt 3-5 mg. Ein Mangel an diesem Element führt zu einer Depression des Nervensystems, Schlafstörungen und Angstzuständen, Schwindel. Ihre Rolle wurde noch nicht vollständig untersucht, aber es ist klar, dass sie vor allem Auswirkungen hat auf:

• Wachstum;
• Aktivität der Keimdrüsen;
• Hormonarbeit;
• Blutbildung.

Dieses Element ist in allen Pflanzen, Tieren und Menschen vorhanden, was seine wichtige biologische Rolle beweist.

Interessante Artikeldetails

Mangan ist ein chemisches Element, interessante Fakten über die jeden beeindrucken können, und Ihnen auch verdeutlichen, wie wichtig es ist. Hier sind die grundlegendsten von ihnen, die ihre Spuren in der Geschichte dieses Metalls hinterlassen haben.

1. In den schwierigen Zeiten des Bürgerkriegs in der UdSSR war eines der ersten Exportprodukte stark manganh altiges Erz.
2. Wenn Mangandioxid mit Kaliumhydroxid und Salpeter verschmolzen und das Produkt dann in Wasser gelöst wird, beginnen erstaunliche Umwandlungen. Die Lösung wird zuerst grün, dann wechselt die Farbe zu blau.nach - lila. Schließlich wird es purpurrot und ein brauner Niederschlag fällt allmählich aus. Wenn die Mischung geschüttelt wird, wird die grüne Farbe wiederhergestellt und alles wird erneut passieren. Daher hat Kaliumpermanganat seinen Namen, was übersetzt „Mineralchamäleon“bedeutet.
3. Wenn manganh altige Düngemittel auf den Boden ausgebracht werden, erhöht sich die Produktivität der Pflanzen und die Photosyntheserate. Winterweizen bildet besser Körner.
4. Der größte Block des Manganminerals Rhodonit wog 47 Tonnen und wurde im Ural gefunden.
5. Es gibt eine ternäre Legierung namens Manganin. Es besteht aus Elementen wie Kupfer, Mangan und Nickel. Seine Einzigartigkeit besteht darin, dass es einen hohen elektrischen Widerstand hat, der unabhängig von der Temperatur ist, aber vom Druck beeinflusst wird.

Das ist natürlich noch nicht alles, was es über dieses Metall zu sagen gibt. Mangan ist ein chemisches Element, dessen interessante Fakten sehr unterschiedlich sind. Vor allem, wenn wir über die Eigenschaften sprechen, die er verschiedenen Legierungen verleiht.