Манґа́н (хімічний знак — , лат. manganum — хімічний елемент з атомним номером 25, що належить до 7-ї групи, 4-го періоду періодичної системи хімічних елементів.
Проста речовина — манган (заст. марганець).
Загальна інформація
Атомна маса мангану 54.9381 а.о.м. Це сріблясто-білий крихкий метал. Густина 7.470 (293 К), tплав 1244°С, tкип 2095°С. Манган парамагнітний при низьких температурах. Це поширений елемент, його кларк в земній корі 0,1 % (за масою), в ультраосновних породах — 0,15 %, основних — 0,2 %, середніх — 0,12 %, кислих — 0,06 %, осадових — 0,07 %, кам. метеоритах — 0,2 %. Вміст мангану в океанічній воді 2·10−7 %, в живій речовині Землі 1·10−3%, у ґрунті 8.5·10−2%.
Манган повільно реагує з водою, розчиняється в кислотах, реагує з усіма неметалами (при нагріванні), крім водню. Представлений в основному оксидами, карбонатами і в меншій мірі — силікатами мангану. Основні мінерали мангану: піролюзит, гаусманіт, псиломелан, манганіт, брауніт, родохрозит, родоніт. Крім того, манган містять мінерали: велініт. Внаслідок кристалохімічної близькості мангану до трьох найважливіших петрогенних елементів — Fe, Mg, Ca — широко представлений як ізоморфна домішка в породотвірних мінералах (олівінах, ґранатах, слюді, карбонатах). Значну кількість мангану містять залізо-манганові конкреції.
Історія
Перший зразок металевого мангану одержав Йоган Ґоттліб Ган у 1774 р. відновленням MnO2 вугіллям.
Походження назви
Слово «манган» походить від нім. Mangan, і далі від італ. manganese. Щодо походження італійського слова є дві версії: згідно з першою, воно є викривленим сер.-лат. magnesia («магнезія», історична назва ряду сполук магнію і мангану), за другою — сходить до грец. μαυγάυμι («добре наводжу блиск»). Очевидно, зв'язано з окиснювальними властивостями сполук мангану.
Інша назва, «марганець», походить від рос. марганец, що утворилося шляхом метатези німецького Manganerz («манганова руда»), складеного з Mangan та Erz («руда»).
Отримування
Металевий манган отримують у процесі термічного відновлення безводних галогенідів манґану(II), а також електролізом водних розчинів сульфату манґану(II) з сульфатом амонію. Отримання чистого мангану шляхом відновлення з оксидів є доволі складним через те, що з багатьма відновниками (Al, C, Mg) він утворює сплави.
У результаті відновлення коксом оксидів MnO2, Mn3O4, Mn2O3, MnO, отримують металевий манган, забруднений вуглецем. Задля уникнення цього, беруть надлишок оксидів. Зазвичай відновлення відбувається у тиглях з оксиду магнію в електричних печах у присутності сульфату натрію.
Для отримання металевого мангану методом алюмінотермії беруть Mn3O4 (його отримують прокалюванням оксидів MnO2, Mn2O3):
При відновленні безводних галогенідів MnF2, MnCl2, MnBr2, MnI2 натрієм, магнієм або воднем (за нагрівання, без доступу кисню), утворюються кристали металевого мангану та відповідний галогенід:
Для отримання мангану електролізом використовується розчин, що містить сульфат манґану(II) (або його кристалогідрат) та сульфат амонію.
Хімічні властивості
Металевий манган взаємодіє з розігрітою водяною парою:
При нагріванні він взаємодіє з киснем, а також з деякими іншими неметалами:
Манган реагує з кислотами:
Застосування
Манган використовується головним чином у чорній металургії (майже 95 % мангану йде на розкиснення і десульфуризацію сталі та чавуну, і на додатки в спеціальні сталі), при виплавці різних сплавів кольорових металів, для створення антикорозійних покриттів. Додавання мангану до заліза та сталі істотно підвищує їхню в'язкість, ковкість і твердість. У розплав манган вводять у вигляді феромангану (70-80 % Mn, 0,5-1 % С, інше Fe). У кольоровій металургії манган застосовується для отримання манганової бронзи, латуні та інших сплавів з кольоровими металами, що підвищує їхню міцність і додає антикорозійні властивості. У металургії використовуються руди із вмістом 30-36 % манґану і менше 0,2 % фосфору.
Сполуки манґану також широко використовують при виробництві скла, оліфи і в гальванічних елементах (піролюзит), у медицині (перманганат калію), у фарбувальній справі (хлорид і сульфат манґану). Є також складовою частиною мікродобрив. Діє на центральну нервову систему. Гранично допустима концентрація 0,2 мг/м³.
Біологічна роль
Манган впливає на ріст людини. Необхідний для утворювання кісток, збереження репродуктивної функції організму, метаболізму глюкози та ліпідів. Входить до складу ферментних систем, які виконують окисно-відновні реакції внутрішньоклітинного обміну. В організмі людини міститься 20 мг мангану, найбільше в кістках, решта — у тканинах і мозку. При дефіциті порушується фосфорно-кальцієвий обмін, що призводить до розвитку рахіту. Mn прискорює утворення антитіл, посилює синтез гормонів щитоподібної залози, позитивно впливає на засвоєння йоду. Його сполуки використовують при невритах. Найбільше мангану в крупах, борошні, малині, смородині, капусті та горосі.
Див. також
Примітки
- A Course In Thermodynamics, Volume 2(англ.)
- . — [Чинний від 01.10.2019.] — К. : ДП «УкрНДНЦ», 2019. — С. 2.
- манґан // Російсько-українські словники на R2U.
- ↑ Етимологічний словник української мови : в 7 т. / редкол.: О. С. Мельничук (гол. ред.) та ін. — К. : Наукова думка, 1989. — Т. 3 : Кора — М / Ін-т мовознавства ім. О. О. Потебні АН УРСР ; укл.: Р. В. Болдирєв та ін. — 552 с. — ISBN 5-12-001263-9.
Література
- Глосарій термінів з хімії // Й. Опейда, О. Швайка. Ін-т фізико-органічної хімії та вуглехімії ім. Л. М. Литвиненка НАН України, Донецький національний університет. — Донецьк: Вебер, 2008. — 758 с. — ISBN 978-966-335-206-0
- Мала гірнича енциклопедія : у 3 т. / за ред. В. С. Білецького. — Д. : Донбас, 2007. — Т. 2 : Л — Р. — 670 с. — ISBN 57740-0828-2.
- Рипан Р., Чертяну И. Неорганическая химия: Химия металлов: В 2 т. / Под ред. В. И. Спицына. — М. : Изд. «Мир», 1972. — Т. 2. — 871 с. (рос.)
- Химические свойства неорганических веществ: Учеб. пособие для вузов. 3-е изд., испр. / Лидин Р. А., Молочко В. А., Андреева Л. Л.; Под ред. Лидина Р. А. — М. : Химия, 2000. — 480 с. — ISBN 5-7245-1163-0. (рос.)
Посилання
- МАНГАН [ 16 квітня 2016 у Wayback Machine.] //Фармацевтична енциклопедія