Mangan (nguyên tố hóa học): tính chất, ứng dụng, chỉ định, trạng thái oxy hóa, sự thật thú vị. Mangan: đặc điểm chính, sản xuất và sử dụng chất Phân bố mangan tự nhiên
Mangan là nguyên tố hóa học có khối lượng nguyên tử 54,9380 và số nguyên tử 25, màu trắng bạc, khối lượng lớn và tồn tại trong tự nhiên dưới dạng đồng vị ổn định 35 Mn. Lần đầu tiên đề cập đến kim loại này được ghi lại bởi nhà khoa học La Mã cổ đại Pliny, người gọi nó là “đá đen”. Vào thời đó, mangan được sử dụng làm chất tăng trắng thủy tinh; mangan pyrolusite MnO 2 được thêm vào chất tan chảy trong quá trình nấu chảy.
Ở Georgia, mangan pyrolusite từ lâu đã được sử dụng làm chất phụ gia trong quá trình sản xuất sắt, được gọi là magie đen và được coi là một trong những loại magnetite (quặng sắt từ tính). Chỉ đến năm 1774, nhà khoa học Thụy Điển Scheele mới chứng minh được đây là hợp chất của một kim loại mà khoa học chưa biết đến, và vài năm sau, Yu. Gan, khi đun nóng hỗn hợp than và pyrolusite, đã thu được mangan đầu tiên bị nhiễm nguyên tử cacbon.
Sự phân bố tự nhiên của mangan
Trong tự nhiên, nguyên tố hóa học mangan rất hiếm, nó chỉ chứa 0,1% trong vỏ trái đất, trong dung nham núi lửa 0,06–0,2%, kim loại trên bề mặt ở trạng thái phân tán, ở dạng Mn 2+. Trên bề mặt trái đất, dưới tác dụng của oxy, oxit mangan nhanh chóng được hình thành, các khoáng chất Mn 3+ và Mn 4+ phổ biến rộng rãi, trong sinh quyển kim loại không hoạt động trong môi trường oxy hóa. Mangan là một nguyên tố hóa học di chuyển tích cực khi có điều kiện khử; kim loại rất linh hoạt trong các hồ chứa tự nhiên có tính axit của vùng lãnh nguyên và cảnh quan rừng, nơi môi trường oxy hóa chiếm ưu thế. Vì lý do này, cây trồng có hàm lượng kim loại dư thừa; các nốt ferromanganese, đầm lầy và quặng có tỷ lệ phần trăm thấp được hình thành trong đất.
Ở những vùng có khí hậu khô, môi trường oxy hóa kiềm chiếm ưu thế, làm hạn chế tính di động của kim loại. Cây trồng thiếu mangan, sản xuất nông nghiệp không thể thực hiện được nếu không sử dụng các chất phụ gia vi lượng phức tạp đặc biệt. Nguyên tố hóa học này không phổ biến ở các con sông, nhưng tổng lượng bị loại bỏ có thể đạt giá trị lớn. Mangan đặc biệt có nhiều ở vùng ven biển dưới dạng mưa tự nhiên. Dưới đáy đại dương có những mỏ kim loại lớn được hình thành từ thời kỳ địa chất cổ đại khi đáy là đất khô.
Tính chất hóa học của mangan
Mangan thuộc loại kim loại hoạt động, ở nhiệt độ cao, nó phản ứng tích cực với các phi kim loại: nitơ, oxy, lưu huỳnh, phốt pho và các loại khác. Kết quả là các oxit mangan đa hóa trị được hình thành. Ở nhiệt độ phòng, mangan là nguyên tố hóa học có hoạt tính thấp, khi hòa tan trong axit sẽ tạo thành muối hóa trị hai. Khi đun nóng trong chân không đến nhiệt độ cao, một nguyên tố hóa học có thể bay hơi ngay cả từ các hợp kim ổn định. Các hợp chất mangan về nhiều mặt tương tự như các hợp chất của sắt, coban và niken, chúng có cùng trạng thái oxy hóa.
Có sự tương đồng lớn giữa mangan và crom; phân nhóm kim loại cũng có độ ổn định tăng lên ở trạng thái oxy hóa cao hơn khi số nguyên tử của nguyên tố này tăng lên. Perenate là chất oxy hóa kém mạnh hơn permanganat.
Dựa trên thành phần của các hợp chất mangan (II), cho phép tạo thành kim loại có trạng thái oxy hóa cao hơn; sự biến đổi như vậy có thể xảy ra cả trong dung dịch và muối nóng chảy.
Ổn định trạng thái oxy hóa mangan Sự tồn tại của một số lượng lớn trạng thái oxy hóa trong nguyên tố hóa học mangan được giải thích là do trong các nguyên tố chuyển tiếp, trong quá trình hình thành liên kết với các quỹ đạo d, mức năng lượng của chúng bị phân chia theo sự sắp xếp của các phối tử tứ diện, bát diện và vuông. Dưới đây là bảng trạng thái oxy hóa hiện đã biết của một số kim loại trong giai đoạn chuyển tiếp đầu tiên.
Đáng chú ý là trạng thái oxy hóa thấp xảy ra ở một số lượng lớn các phức chất. Bảng này chứa danh sách các hợp chất trong đó phối tử là các phân tử trung hòa về mặt hóa học CO, NO và các phân tử khác.
Do sự tạo phức, trạng thái oxy hóa cao của mangan được ổn định; các phối tử thích hợp nhất cho việc này là oxy và flo. Nếu chúng ta tính đến số phối trí ổn định là sáu, thì mức ổn định tối đa là năm. Nếu nguyên tố hóa học mangan tạo thành phức hợp oxo thì trạng thái oxy hóa cao hơn có thể được ổn định.
Ổn định mangan ở trạng thái oxy hóa thấp hơn
Lý thuyết về axit và bazơ mềm và cứng giúp giải thích sự ổn định của các trạng thái oxy hóa khác nhau của kim loại do sự hình thành phức tạp khi tiếp xúc với phối tử. Các nguyên tố mềm ổn định thành công trạng thái oxy hóa thấp của kim loại, trong khi các nguyên tố cứng ổn định tích cực trạng thái oxy hóa cao.
Lý thuyết giải thích đầy đủ các liên kết kim loại với kim loại, về mặt hình thức các liên kết này được coi là tương tác axit-bazơ.
Hợp kim mangan Tính chất hóa học tích cực của mangan cho phép nó tạo thành hợp kim với nhiều kim loại, trong khi một số lượng lớn kim loại có thể hòa tan trong các biến đổi riêng lẻ của mangan và ổn định nó. Đồng, sắt, coban, niken và một số kim loại khác có khả năng ổn định sự biến đổi γ; nhôm và bạc có khả năng mở rộng vùng β và σ của magiê trong hợp kim nhị phân. Những đặc điểm này đóng một vai trò quan trọng trong luyện kim. Mangan là nguyên tố hóa học giúp tạo ra các hợp kim có độ dẻo cao; chúng có thể được dập, rèn và cán.
Trong các hợp chất hóa học, hóa trị của mangan thay đổi trong khoảng từ 2–7; sự gia tăng mức độ oxy hóa làm tăng đặc tính oxy hóa và axit của mangan. Tất cả các hợp chất Mn(+2) đều là chất khử. Mangan oxit có tính khử, màu xanh xám, không tan trong nước và kiềm nhưng tan hoàn toàn trong axit. Mangan hydroxit Mn(OH) 3 không tan trong nước và là chất màu trắng. Sự hình thành Mn(+4) có thể vừa là chất oxy hóa (a) vừa là chất khử (b).
MnO 2 + 4HCl = Cl 2 + MnCl 2 + 2H 2 O (a)
Phản ứng này được sử dụng khi cần sản xuất clo trong phòng thí nghiệm.
MnO 2 + KClO 3 + 6KOH = KCl + 3K 2 MnO 4 + 3H 2 O (b)
Phản ứng xảy ra trong quá trình nung chảy kim loại. MnO 2 (mangan oxit) có màu nâu, hydroxit tương ứng có màu hơi đậm hơn.
Tính chất vật lý của mangan Mangan là nguyên tố hóa học có mật độ 7,2–7,4 g/cm3, nhiệt độ nóng chảy +1245°C, sôi ở nhiệt độ +1250°C. Kim loại có bốn biến thể đa hình:
- α-Mn. Nó có mạng tinh thể lập phương tâm, với 58 nguyên tử trong một ô đơn vị.
- β-Mn. Nó có mạng tinh thể lập phương tâm, với 20 nguyên tử trong một ô đơn vị.
- γ-Mn. Nó có mạng tứ giác, có 4 nguyên tử trong một ô.
- δ-Mn. Nó có một mạng tinh thể lập phương tập trung vào.
Nhiệt độ chuyển hóa mangan: α=β ở t°+705°C; β=γ tại t°+1090°С; γ=δ tại t°+1133С. Biến thể dễ vỡ nhất, α, hiếm khi được sử dụng trong luyện kim. Biến thể γ có các chỉ số dẻo quan trọng nhất; nó thường được sử dụng nhất trong luyện kim. Biến thể β có tính dẻo một phần và hiếm khi được sử dụng trong công nghiệp. Bán kính nguyên tử của nguyên tố hóa học mangan là 1,3 A; bán kính ion, tùy thuộc vào hóa trị, nằm trong khoảng 0,46–0,91. Mangan có tính thuận từ, hệ số dãn nở nhiệt là 22,3×10 -6 độ -1. Tính chất vật lý có thể thay đổi đôi chút tùy thuộc vào độ tinh khiết của kim loại và hóa trị thực tế của nó.
Phương pháp thu được mangan Ngành công nghiệp hiện đại sản xuất mangan bằng phương pháp được phát triển bởi nhà điện hóa V.I. Agladze bằng cách điện phân dung dịch nước của kim loại bằng cách thêm (NH 4) 2SO 4; trong quá trình này, độ axit của dung dịch phải nằm trong khoảng pH = 8,0–8,5. Cực dương và cực âm chì làm bằng hợp kim AT-3 gốc titan được ngâm trong dung dịch, có thể thay thế cực âm titan bằng cực âm không gỉ. Ngành công nghiệp sử dụng bột mangan, sau khi quá trình hoàn tất sẽ được loại bỏ khỏi cực âm và kim loại lắng xuống dưới dạng vảy. Phương pháp sản xuất được coi là tiêu tốn nhiều năng lượng, có tác động trực tiếp đến việc tăng chi phí. Nếu cần thiết, mangan thu được sau đó sẽ được nấu chảy, giúp sử dụng dễ dàng hơn trong luyện kim.
Mangan là một nguyên tố hóa học có thể thu được bằng quá trình halogen bằng cách clo hóa quặng và tiếp tục khử các halogenua thu được. Công nghệ này cung cấp cho ngành công nghiệp mangan với lượng tạp chất công nghệ nước ngoài không vượt quá 0,1%. Một kim loại bị ô nhiễm nhiều hơn thu được trong phản ứng nhiệt nhôm:
3Mn 3 O 4 + 8Al = 9Mn + 4A l2 O 3
Hoặc nhiệt điện. Để loại bỏ khí thải độc hại, hệ thống thông gió cưỡng bức mạnh mẽ được lắp đặt trong xưởng sản xuất: ống dẫn khí PVC, quạt ly tâm. Tỷ giá trao đổi không khí được điều chỉnh theo quy định và phải đảm bảo an toàn cho người dân tại khu vực làm việc.
Công dụng của mangan Người tiêu dùng chính của mangan là luyện kim màu. Kim loại này cũng được sử dụng rộng rãi trong ngành dược phẩm. Để nấu chảy một tấn thép, cần 8–9 kg; trước khi đưa nguyên tố hóa học vào hợp kim mangan, trước tiên nó được nung chảy với sắt để thu được ferromanganese. Trong hợp kim, tỷ lệ nguyên tố hóa học mangan lên tới 80%, carbon lên tới 7%, phần còn lại là sắt và các tạp chất công nghệ khác nhau. Thông qua việc sử dụng các chất phụ gia, các đặc tính cơ lý của thép được luyện trong lò cao được tăng lên đáng kể. Công nghệ này cũng phù hợp để sử dụng phụ gia trong các lò luyện thép điện hiện đại. Do việc bổ sung ferromanganese có hàm lượng carbon cao, quá trình khử oxy và khử lưu huỳnh của thép xảy ra. Bằng cách thêm ferromanganese có hàm lượng carbon trung bình và thấp, ngành luyện kim sẽ tạo ra thép hợp kim.
Thép hợp kim thấp chứa 0,9–1,6% mangan, thép hợp kim cao chứa tới 15%. Thép chứa 15% mangan và 14% crom có độ bền vật lý và khả năng chống ăn mòn cao. Kim loại có khả năng chống mài mòn, có thể hoạt động trong điều kiện nhiệt độ khắc nghiệt và không sợ tiếp xúc trực tiếp với các hợp chất hóa học mạnh. Đặc tính cao như vậy cho phép sử dụng thép để sản xuất các kết cấu quan trọng nhất và các đơn vị công nghiệp hoạt động trong điều kiện khó khăn.
Mangan là một nguyên tố hóa học cũng được sử dụng trong quá trình nấu chảy các hợp kim không chứa sắt. Trong quá trình sản xuất cánh tuabin công nghiệp tốc độ cao, người ta sử dụng hợp kim đồng-mangan và đồng chứa mangan được sử dụng làm cánh quạt. Ngoài các hợp kim này, mangan là nguyên tố hóa học còn có trong nhôm và magie. Nó cải thiện đáng kể các đặc tính hiệu suất của hợp kim màu, làm cho chúng có khả năng biến dạng cao, chống lại quá trình ăn mòn và chống mài mòn.
Thép hợp kim là nguyên liệu chính cho công nghiệp nặng và không thể thiếu trong quá trình sản xuất các loại vũ khí. Được sử dụng rộng rãi trong đóng tàu và chế tạo máy bay. Sự hiện diện của nguồn dự trữ mangan chiến lược là điều kiện cho khả năng phòng thủ cao của bất kỳ quốc gia nào. Về vấn đề này, sản xuất kim loại tăng hàng năm. Ngoài ra, mangan còn là nguyên tố hóa học được sử dụng trong quá trình sản xuất thủy tinh, nông nghiệp, in ấn, v.v.
Mangan trong thực vật và động vật
Trong tự nhiên sống, mangan là nguyên tố hóa học có vai trò quan trọng trong sự phát triển. Nó ảnh hưởng đến đặc điểm tăng trưởng, thành phần máu và cường độ của quá trình quang hợp. Ở thực vật, số lượng của nó là mười phần nghìn phần trăm và ở động vật là một phần trăm nghìn phần trăm. Nhưng ngay cả những nội dung nhỏ như vậy cũng có tác động đáng chú ý đến hầu hết các chức năng của chúng. Nó kích hoạt hoạt động của các enzyme, ảnh hưởng đến chức năng insulin, chuyển hóa khoáng chất và tạo máu. Thiếu mangan gây ra nhiều bệnh khác nhau, cả cấp tính và mãn tính.
Mangan là một nguyên tố hóa học được sử dụng rộng rãi trong y học. Thiếu mangan làm giảm sức bền thể chất, gây ra một số loại bệnh thiếu máu và làm gián đoạn quá trình trao đổi chất trong mô xương. Đặc tính khử trùng của mangan được biết đến rộng rãi, các giải pháp của nó được sử dụng trong quá trình điều trị mô hoại tử.
Lượng mangan trong thức ăn chăn nuôi không đủ sẽ làm giảm khả năng tăng cân hàng ngày. Đối với thực vật, tình trạng này gây ra đốm, bỏng, nhiễm clo và các bệnh khác. Nếu phát hiện dấu hiệu ngộ độc, điều trị bằng thuốc đặc biệt được quy định. Ngộ độc nặng có thể gây ra hội chứng bệnh parkinson mangan, một căn bệnh khó điều trị và có tác động tiêu cực đến hệ thần kinh trung ương của con người.
Nhu cầu mangan hàng ngày lên tới 8 mg, lượng chính mà một người nhận được từ thực phẩm. Trong trường hợp này, chế độ ăn phải được cân bằng tất cả các chất dinh dưỡng. Với khối lượng công việc tăng lên và không đủ ánh sáng mặt trời, liều lượng mangan được điều chỉnh dựa trên xét nghiệm máu tổng quát. Một lượng đáng kể mangan được tìm thấy trong nấm, hạt dẻ nước, bèo tấm, động vật thân mềm và động vật giáp xác. Hàm lượng mangan trong chúng có thể đạt tới vài phần mười phần trăm.
Khi mangan xâm nhập vào cơ thể với liều lượng quá mức có thể xảy ra các bệnh về cơ và mô xương, đường hô hấp bị ảnh hưởng, gan và lá lách bị tổn thương. Phải mất một thời gian dài để loại bỏ mangan ra khỏi cơ thể, trong giai đoạn này, các đặc tính độc hại tăng lên theo hiệu ứng tích lũy. Nồng độ mangan trong không khí được cơ quan quản lý vệ sinh cho phép phải ≤ 0,3 mg/m 3, các thông số được theo dõi trong phòng thí nghiệm đặc biệt bằng cách lấy mẫu không khí. Thuật toán lựa chọn được quy định bởi các quy định của nhà nước.
| chỉnh sửa mã]Thực phẩm giàu mangan
Nguồn thực phẩm- ngũ cốc nguyên hạt và ngũ cốc, trái cây, rau xanh, đậu khô, trà, gừng, đinh hương. Cơ chế hoạt động sinh hóa của mangan có liên quan đến sự tham gia của nó vào hoạt động của nhiều hệ thống enzyme. Mangan cần thiết cho sự tăng trưởng bình thường, duy trì chức năng sinh sản, chuyển hóa bình thường của mô liên kết; nó cũng tham gia vào việc điều hòa chuyển hóa carbohydrate và lipid và kích thích sinh tổng hợp cholesterol. Người ta tin rằng mangan có liên quan đến quá trình tổng hợp hoặc chuyển hóa insulin. Mangan có đặc tính hướng mỡ: nó ngăn ngừa gan nhiễm mỡ và thúc đẩy quá trình sử dụng chất béo tổng thể. Nó là một thành phần của superoxide dismutase, đóng vai trò quan trọng trong việc bảo vệ cơ thể khỏi tác hại của các gốc peroxide.
Hình ảnh lâm sàng của bệnh hypomanganosisở vận động viên không khác gì hình ảnh lâm sàng ở người khác. Thiếu mangan có thể dẫn đến suy giảm chuyển hóa carbohydrate như tiểu đường không phụ thuộc insulin, hạ cholesterol máu, chậm mọc tóc và móng, tăng khả năng co giật, dị ứng, viêm da, suy giảm hình thành sụn và loãng xương. Thiếu mangan được ghi nhận ở nhiều dạng thiếu máu, rối loạn chức năng sinh sản, chậm phát triển, giảm trọng lượng cơ thể, v.v.
Với sự phát triển của bệnh loãng xương, việc hấp thụ canxi sẽ làm trầm trọng thêm tình trạng thiếu mangan, vì nó làm phức tạp quá trình hấp thụ nó trong cơ thể. Sự hấp thu qua đường ruột cũng bị ức chế bởi phốt phát và sắt. Tiêu thụ thực phẩm có chứa một lượng đáng kể tannin và oxalat (như trà và rau bina) có thể cản trở sự hấp thụ mangan.
Đối với nhiễm độc mãn tính Mangan được đặc trưng bởi các rối loạn suy nhược: tăng mệt mỏi, buồn ngủ, giảm hoạt động, phạm vi lợi ích, suy giảm trí nhớ. Trong tình trạng thần kinh, có thể ghi nhận tình trạng giảm trương lực cơ, loạn trương lực cơ hoặc tăng trương lực, có thể hồi sinh hoặc giảm phản xạ gân xương, tăng cảm giác ở các chi xa, rối loạn thần kinh tự chủ ngoại biên và trung ương. Trong các dạng nhiễm độc nặng, bệnh Parkinson là bệnh cảnh lâm sàng hàng đầu. Mangan dư thừa làm tăng tình trạng thiếu magiê và đồng.
Trong các nghiên cứu cân bằng của các vận động viên trưởng thành có trình độ cao trong thời gian tập luyện mùa đông, người ta thấy rằng vào ngày chạy việt dã 30 km, hàm lượng sắt, đồng và mangan trong chế độ ăn ở mức giới hạn dưới của chỉ tiêu sinh lý. dành cho những người không tham gia thể thao. Dưới ảnh hưởng của hoạt động thể chất nặng, việc giải phóng các nguyên tố vi lượng qua ruột và thận vượt quá đáng kể lượng tiêu thụ từ thức ăn. Sự cân bằng của cả ba nguyên tố vi lượng đều âm. Trong ba ngày nghỉ ngơi sau cuộc chạy, do thiếu dinh dưỡng vi lượng nên lượng sắt và đồng bị hao hụt không được bù đắp. Việc làm phong phú chế độ ăn uống với phức hợp các nguyên tố vi lượng đi kèm với việc giữ lại đáng kể sắt, đồng và mangan trong cơ thể vận động viên. Khi lượng sắt dùng làm thuốc tăng lên, sự bài tiết đồng và mangan qua đường tiêu hóa tăng lên đáng kể.
Như vậy, giữa mangan và sắt có mối liên hệ: khi thiếu sắt, mangan sẽ được hấp thu nhiều hơn từ chế độ ăn uống (có khả năng bị ngộ độc do thừa). Mặt khác, nếu cơ thể “quá tải” sắt thì khả năng hấp thụ mangan bị suy giảm, có thể dẫn đến thiếu hụt chất này.
Thuộc nhóm VII. Nằm ở thời kỳ thứ tư giữa crom và sắt. Có số nguyên tử 25. Công thức mangan 3d 5 4s 2 .
Nó được mở vào năm 1774. nguyên tử mangan nặng 54,938045. Chứa đồng vị 55Mn và tự nhiên mangan hoàn toàn bao gồm nó. Trạng thái oxy hóa của kim loại nằm trong khoảng từ 2 đến 7. Độ âm điện của Mn là 1,55. Vật liệu chuyển tiếp.
Kết nối mangan 2 tạo thành oxit và dioxit. Chứng minh tính chất cơ bản của nguyên tố. Sự hình thành mangan 3 và mangan 4 khác nhau về tính chất lưỡng tính. Trong các kết hợp kim loại 6 và 7, các tính chất hàng đầu là axit mangan. Nguyên tố số 25 tạo thành nhiều loại muối và các hợp chất nhị phân khác nhau.
Việc khai thác mangan được thực hiện ở khắp mọi nơi cả ở Nga và các nước lân cận. Ở Ukraine có một điều đặc biệt Manganet - thành phố, nằm trên nhiều thành tạo quặng mangan.
Mô tả và tính chất của mangan
Màu trắng bạc pha chút xám nhẹ tạo nên sự nổi bật mangan. hợp chất Nguyên tố này có một hỗn hợp cacbon, tạo cho nó màu trắng bạc. Nó vượt trội hơn sắt về độ cứng và độ giòn. Ở dạng chất mài mòn mịn, nó có tính tự cháy.
Khi tương tác với không khí sẽ xảy ra quá trình oxy hóa mangan. Nó được bao phủ bởi một màng oxit để bảo vệ nó khỏi các phản ứng oxy hóa tiếp theo.
Nó hòa tan trong nước và hấp thụ hoàn toàn hydro mà không phản ứng với nó. Khi đun nóng, nó cháy trong oxi. Phản ứng tích cực với clo và lưu huỳnh. Khi tương tác với các tác nhân oxy hóa có tính axit, nó tạo thành muối mangan.
Mật độ - 7200 kg/m3, điểm nóng chảy - 1247°C, điểm sôi - 2150°C. Nhiệt dung riêng - 0,478 kJ. Có tính dẫn điện. Tiếp xúc với clo, brom và iot tạo thành dihalua.
Ở nhiệt độ cao, nó tương tác với nitơ, phốt pho, silicon và boron. Phản ứng chậm với nước lạnh. Trong quá trình nung nóng, khả năng phản ứng của nguyên tố tăng lên. Đầu ra tạo ra Mn(OH)2 và hydro. Khi mangan kết hợp với oxy nó tạo thành oxit mangan. Có bảy nhóm:
Oxit mangan(II). Monoxide. Không tương tác với nước. Dễ bị oxy hóa, tạo thành lớp vỏ giòn. Khi đun nóng với hydro và các kim loại nhóm hoạt động, nó bị khử thành mangan. Nó có màu tinh thể xanh lục và xanh xám. Chất bán dẫn.
Oxit mangan (II,III). Tinh thể màu nâu - đen Mn3O4. Thuận từ. Trong môi trường tự nhiên nó được tìm thấy dưới dạng khoáng vật hausmannite.
Oxit mangan (II,IV). Hợp chất vô cơ Mn5O8. Có thể coi như mangan orthomanganit. Không hòa tan trong H2O.
Oxit mangan (III), tinh thể Mn2O3 màu nâu - đen. Không phản ứng với nước. Nó được tìm thấy tự nhiên trong các khoáng chất braunite, Kurnakite và bixbyite.
Mangan (IV) oxit hoặc mangan dioxide MnO2. Bột màu nâu sẫm không tan trong nước. Sự hình thành bền vững của mangan. Khoáng chất có chứa pyrolusite. Hấp thụ clo và muối kim loại nặng.
Ôxít mangan(VI). Nguyên tố vô định hình màu đỏ sẫm. Phản ứng với nước. Phân hủy hoàn toàn khi đun nóng. Phản ứng kiềm tạo thành cặn muối.
Oxit mangan (VII). Chất lỏng Mn2O7 dạng dầu màu nâu xanh. Chất oxy hóa mạnh. Khi tiếp xúc với hỗn hợp dễ cháy, nó sẽ ngay lập tức đốt cháy chúng. Nó có thể phát nổ do bị sốc, do một tia sáng chói và sắc nét hoặc do tương tác với các thành phần hữu cơ. Khi tương tác với H 2 O, nó tạo thành axit permanganic.
Muối mangan là chất xúc tác cho quá trình oxy hóa có sự tham gia của oxy. Chúng được sử dụng trong máy sấy. Dầu hạt lanh có thêm chất làm khô như vậy được gọi là dầu làm khô.
Ứng dụng của mangan
Mn được sử dụng rộng rãi trong luyện kim màu. Thêm hợp kim sắt mangan(ferromanganese). Tỷ lệ mangan trong đó là 70-80%, carbon 0,5-7%, còn lại là sắt và tạp chất lạ. Nguyên tố 25 trong sản xuất thép kết hợp oxy và lưu huỳnh.
Hỗn hợp được sử dụng crom - mangan, -mangan, silicon-mangan. Không có chất thay thế mangan trong sản xuất thép.
Nguyên tố hóa học thực hiện nhiều chức năng, bao gồm tinh chế và khử oxy cho thép. Công nghệ được sử dụng rộng rãi kẽm mangan. Độ hòa tan của Zn trong magiê là 2% và độ bền của thép trong trường hợp này tăng lên 40%.
Trong lò cao, mangan loại bỏ cặn lưu huỳnh khỏi gang. Kỹ thuật này sử dụng hợp kim manganin bậc ba, bao gồm đồng mangan và niken. Vật liệu này được đặc trưng bởi điện trở cao, không bị ảnh hưởng bởi nhiệt độ mà bởi áp suất.
Dùng để chế tạo đồng hồ đo áp suất. Giá trị thực sự của ngành công nghiệp là hợp kim đồng - mangan. Nội dung mangan ở đây là 70%, đồng 30%. Nó được sử dụng để giảm tiếng ồn sản xuất có hại. Trong quá trình sản xuất gói thuốc nổ cho các sự kiện lễ hội, một hỗn hợp được sử dụng bao gồm các yếu tố như magie mangan. Magiê được sử dụng rộng rãi trong chế tạo máy bay.
Một số loại muối mangan như KMnO4 đã tìm thấy ứng dụng trong ngành y tế. Kali permanganat là muối của axit permanganat. Hình như có màu tím đậm. Nó hòa tan trong môi trường nước, chuyển sang màu tím.
Là chất oxi hóa mạnh. Sát trùng, có đặc tính kháng khuẩn. Mangan trong nước dễ bị oxy hóa tạo thành oxit mangan màu nâu kém hòa tan.
Khi tiếp xúc với protein mô, nó tạo thành các hợp chất có đặc tính làm se rõ rệt. Ở nồng độ cao dung dịch mangan có tác dụng kích thích và làm bỏng.
Kali manganđược sử dụng để điều trị một số bệnh và sơ cứu, và một chai tinh thể thuốc tím có trong mỗi bộ sơ cứu.
Mangan có lợi cho sức khỏe con người. Tham gia vào quá trình hình thành và phát triển các tế bào của hệ thần kinh trung ương. Thúc đẩy sự hấp thu vitamin B1 và sắt. Điều hòa lượng đường trong máu. Tham gia vào việc xây dựng mô xương.
Tham gia vào quá trình hình thành axit béo. Cải thiện khả năng phản xạ, trí nhớ, loại bỏ căng thẳng thần kinh, khó chịu. Được hấp thu ở thành ruột mangan, vitamin B, E, phốt pho, canxi tăng cường quá trình này, ảnh hưởng đến cơ thể và quá trình trao đổi chất nói chung.
Các khoáng chất cần thiết cho con người như canxi, magie, mangan, đồng, kali, sắt được bổ sung vào phức hợp vitamin và khoáng chất để loại bỏ tình trạng thiếu vitamin.
Ngoài ra còn có các nguyên tố vi lượng kẽm, mangan và sắt đóng một vai trò rất lớn trong đời sống thực vật. Bao gồm trong phân lân và phân khoáng.
Giá mangan
Kim loại mangan chứa tới 95% mangan nguyên chất. Nó được sử dụng trong ngành công nghiệp thép và luyện kim. Loại bỏ các tạp chất không cần thiết khỏi thép và mang lại cho nó chất lượng hợp kim.
Ferromanganese được sử dụng để khử oxy cho hợp kim trong quá trình nóng chảy bằng cách loại bỏ oxy khỏi nó. Liên kết các hạt lưu huỳnh với nhau, cải thiện đặc tính chất lượng của thép. Mangan tăng cường độ cứng cho vật liệu và làm cho nó có khả năng chống mài mòn tốt hơn.
Kim loại được sử dụng để tạo ra máy nghiền bi, máy di chuyển đất và nghiền đá cũng như các bộ phận áo giáp. Biến trở được làm từ hợp kim mangadin. Yếu tố số 25 được thêm vào đồng và.
Một tỷ lệ lớn mangan dioxide được tiêu thụ để tạo ra các tế bào điện. với việc bổ sung Mn, nó được sử dụng trong tổng hợp hữu cơ và công nghiệp. Các hợp chất MnO2 và KMnO4 đóng vai trò là chất oxy hóa.
Mangan là chất không thể thiếu trong luyện kim màu. Độc đáo về đặc tính vật lý và hóa học của nó. Mua mangan có sẵn tại các cửa hàng bán lẻ chuyên biệt. Năm kg kim loại có giá khoảng 150 rúp, và một tấn, tùy thuộc vào loại kết nối, có giá khoảng 100-200 nghìn rúp.
Nguyên tố này, ở dạng pyrolusite (mangan dioxide, MnO2), đã được các nghệ sĩ hang động thời tiền sử sử dụng tại hang Lascaux, Pháp, vào khoảng 30.000 năm trước. Vào thời Ai Cập cổ đại sau này, các nhà sản xuất thủy tinh đã sử dụng khoáng chất có chứa kim loại này để loại bỏ màu xanh nhạt của thủy tinh tự nhiên.
Liên hệ với
Bạn cùng lớp
Quặng tuyệt vờiđược tìm thấy ở vùng Magnesia ở phía bắc Hy Lạp, phía nam Macedonia và đây là lúc sự nhầm lẫn về cái tên bắt đầu. Nhiều loại quặng khác nhau trong khu vực bao gồm cả magie và mangan được gọi đơn giản là magie. Vào thế kỷ 17, thuật ngữ magie alba hoặc magie trắng được sử dụng cho các khoáng chất magie, trong khi tên magie đen được sử dụng cho các oxit mangan sẫm màu hơn.
Nhân tiện, khoáng chất từ tính nổi tiếng được phát hiện ở vùng này được gọi là đá magie, loại đá cuối cùng đã trở thành nam châm ngày nay. Sự nhầm lẫn tiếp tục diễn ra trong một thời gian cho đến cuối thế kỷ 18, một nhóm các nhà hóa học Thụy Điển đi đến kết luận rằng mangan là một nguyên tố riêng biệt. Năm 1774, một thành viên của nhóm đã trình bày những phát hiện này cho Học viện Stockholm, và cùng năm đó, Johan Gottlieb Hahn, trở thành người đầu tiên thu được mangan nguyên chất và chứng minh rằng đây là một phần tử riêng biệt.
Mangan - nguyên tố hóa học, đặc tính của mangan
Nó là một kim loại nặng, màu trắng bạc, từ từ sẫm màu khi tiếp xúc với không khí. Cứng và giòn hơn sắt, nó có trọng lượng riêng là 7,21 và nhiệt độ nóng chảy là 1244 °C. Ký hiệu hóa học Mn, khối lượng nguyên tử 54,938, số hiệu nguyên tử 25. Là một phần của công thứcđọc là mangan, ví dụ KMnO 4 - kali mangan khoảng bốn. Đây là nguyên tố rất phổ biến trong đá, lượng của nó ước tính bằng 0,085% khối lượng vỏ trái đất.
Có hơn 300 loại khoáng chất khác nhau chứa phần tử này. Các mỏ lớn trên mặt đất được tìm thấy ở Úc, Gabon, Nam Phi, Brazil và Nga. Nhưng thậm chí nhiều hơn còn được tìm thấy ở đáy đại dương, chủ yếu ở độ sâu từ 4 đến 6 km, vì vậy việc khai thác ở đó không có khả năng thương mại.
Khoáng chất sắt bị oxy hóa (hematit, magnetit, limonit và siderit) chứa 30% nguyên tố này. Một nguồn tiềm năng khác là đất sét và bùn đỏ, chứa các nốt sần chứa tới 25%. Mangan tinh khiết nhất thu được bằng cách điện phân dung dịch nước.
Mangan và clo nằm trong nhóm VII của bảng tuần hoàn, nhưng clo nằm trong phân nhóm chính và mangan nằm trong phân nhóm thứ cấp, cũng bao gồm technetium Tc và rhenium Ke - các chất tương tự điện tử hoàn chỉnh. Mangan Mn, technetium Tc và rhenium Ke là những chất điện tử hoàn toàn tương tự với cấu hình electron hóa trị.
Yếu tố này có mặt với số lượng nhỏ trong đất nông nghiệp. Trong nhiều hợp kim của đồng, nhôm, magie, niken, tỷ lệ phần trăm khác nhau của chúng mang lại cho chúng những đặc tính vật lý và công nghệ cụ thể:
- hao mòn điện trở;
- khả năng chịu nhiệt;
- chống ăn mòn;
- tính dễ nóng chảy;
- điện trở, v.v.
Hiệu lực của mangan
Trạng thái oxy hóa của mangan là từ 0 đến +7. Ở trạng thái oxy hóa hóa trị hai, mangan có đặc tính kim loại rõ rệt và có xu hướng hình thành liên kết phức tạp cao. Trong quá trình oxy hóa hóa trị bốn, tính chất trung gian giữa tính chất kim loại và phi kim chiếm ưu thế, trong khi quá trình oxy hóa hóa trị sáu và hóa trị bảy thể hiện tính chất phi kim.
Oxit:
Công thức. Màu sắc
Hóa sinh và dược lý
Mangan là nguyên tố phân bố rộng rãi trong tự nhiên và có mặt ở hầu hết các mô thực vật và động vật. Nồng độ cao nhất được tìm thấy:
- trong vỏ cam;
- trong nho;
- trong quả mọng;
- trong măng tây;
- ở động vật giáp xác;
- ở động vật chân bụng;
- ở dạng hai mảnh vỏ.
Một trong những phản ứng quan trọng nhất trong sinh học, quang hợp, phụ thuộc hoàn toàn vào yếu tố này. Nó là nhân tố chính trong trung tâm phản ứng của hệ thống quang học II, nơi các phân tử nước được chuyển đổi thành oxy. Không có nó, quá trình quang hợp là không thể.
Nó là một yếu tố thiết yếu trong tất cả các sinh vật sống được biết đến. Ví dụ, enzyme chịu trách nhiệm chuyển đổi các phân tử nước thành oxy trong quá trình quang hợp có chứa bốn nguyên tử mangan.
Cơ thể con người trung bình chứa khoảng 12 miligam kim loại này. Chúng ta nhận được khoảng 4 miligam mỗi ngày từ các loại thực phẩm như các loại hạt, cám, ngũ cốc, trà và mùi tây. Yếu tố này làm cho xương của bộ xương bền hơn. Nó cũng quan trọng cho việc hấp thụ vitamin B1.
Lợi ích và đặc tính có hại
Nguyên tố vi lượng này, có ý nghĩa sinh học to lớn: nó đóng vai trò là chất xúc tác trong quá trình sinh tổng hợp porphyrin, sau đó là huyết sắc tố ở động vật và diệp lục ở thực vật xanh. Sự hiện diện của nó cũng là điều kiện tiên quyết cho hoạt động của các hệ thống enzyme ty thể khác nhau, một số enzyme chuyển hóa lipid và quá trình phosphoryl hóa oxy hóa.
Hơi hoặc nước uống bị nhiễm muối của kim loại này dẫn đến những thay đổi khó chịu ở đường hô hấp, nhiễm độc mãn tính với xu hướng tiến triển và không hồi phục, đặc trưng bởi tổn thương hạch nền của hệ thần kinh trung ương và sau đó là rối loạn ngoại tháp tương tự như bệnh Parkinson. .
Ngộ độc như vậy thường có tính cách chuyên nghiệp. Nó ảnh hưởng đến những công nhân tham gia chế biến kim loại này và các dẫn xuất của nó, cũng như những công nhân trong ngành công nghiệp hóa chất và luyện kim. Trong y học, nó được sử dụng dưới dạng thuốc tím như một chất làm se, sát trùng cục bộ và cũng là thuốc giải độc cho các chất độc alkaloid (morphine, codeine, atropine, v.v.).
Một số loại đất có hàm lượng nguyên tố này thấp nên nó được thêm vào phân bón và dùng làm chất bổ sung dinh dưỡng cho động vật chăn thả.
Mangan: ứng dụng
Ở dạng kim loại nguyên chất, ngoại trừ việc sử dụng hạn chế trong lĩnh vực kỹ thuật điện, nguyên tố này không có ứng dụng thực tế nào khác, nhưng đồng thời nó được sử dụng rộng rãi để điều chế hợp kim, sản xuất thép, v.v.
Khi Henry Bessemer phát minh ra quy trình sản xuất thép vào năm 1856, thép của ông đã bị phá hủy do cán nóng. Vấn đề đã được giải quyết cùng năm đó khi người ta phát hiện ra rằng việc thêm một lượng nhỏ nguyên tố này vào sắt nóng chảy đã giải quyết được vấn đề. Trên thực tế, ngày nay khoảng 90% lượng mangan được sử dụng để sản xuất thép.
Khoáng chất mangan, đặc biệt là pyrolusite, đã được biết đến từ thời cổ đại. Pyrolusite được coi là một loại quặng sắt từ tính và được sử dụng trong sản xuất thủy tinh để làm rõ. Thực tế là khoáng chất này, không giống như quặng sắt từ tính thực sự, không bị nam châm thu hút, được giải thích một cách khá thú vị: người ta tin rằng pyrolusite là khoáng chất nữ và thờ ơ với nam châm.
Vào thế kỷ 18, mangan được phân lập ở dạng nguyên chất. Và hôm nay chúng ta sẽ nói về nó một cách chi tiết. Vì vậy, chúng ta hãy thảo luận xem mangan có hại hay không, bạn có thể mua nó ở đâu, làm thế nào để lấy mangan và liệu nó có tuân theo GOST hay không.
Mangan thuộc nhóm 7 tương tự nhóm 4 chu kỳ. Yếu tố phổ biến - nó đứng thứ 14.
Nguyên tố này thuộc về kim loại nặng - trọng lượng nguyên tử lớn hơn 40. Nó bị thụ động trong không khí - được bao phủ bởi một màng oxit dày đặc, ngăn cản phản ứng tiếp theo với oxy. Nhờ bộ phim này, nó không hoạt động trong điều kiện bình thường.
Khi đun nóng, mangan phản ứng với nhiều chất đơn giản, axit và bazơ, tạo thành các hợp chất có trạng thái oxi hóa rất khác nhau: -1, -6, +2, +3, +4, +7. Kim loại là kim loại chuyển tiếp nên dễ dàng thể hiện cả tính chất khử và tính oxy hóa. Với kim loại chẳng hạn, với, nó tạo thành dung dịch rắn mà không phản ứng.
Video này sẽ cho bạn biết mangan là gì:
Tính năng và sự khác biệt so với các vật liệu khác
Mangan là kim loại màu trắng bạc, đặc, cứng, có cấu trúc phức tạp khác thường. Sau này là lý do cho sự mong manh của chất này. Có 4 biến thể được biết đến của mangan. Hợp kim với kim loại giúp ổn định bất kỳ hợp kim nào trong số chúng và thu được dung dịch rắn có các đặc tính rất khác nhau.
- Mangan là một trong những nguyên tố vi lượng quan trọng. Hơn nữa, điều này áp dụng như nhau cho thực vật và động vật. Nguyên tố này tham gia vào quá trình quang hợp, trong quá trình hô hấp, kích hoạt một số enzyme, là thành phần không thể thiếu trong quá trình trao đổi chất của cơ bắp, v.v. Liều mangan hàng ngày cho con người là 2–9 mg. Thiếu hay thừa một nguyên tố nào đó đều nguy hiểm như nhau.
- Kim loại này nặng hơn và cứng hơn sắt, nhưng không có ứng dụng thực tế ở dạng nguyên chất do tính dễ vỡ cao. Nhưng hợp kim và hợp chất của nó có tầm quan trọng đặc biệt lớn trong nền kinh tế quốc gia. Nó được sử dụng trong luyện kim màu và kim loại màu, sản xuất phân bón, kỹ thuật điện, tổng hợp hữu cơ mịn, v.v.
- Mangan khá khác biệt so với các kim loại cùng nhóm với nó. Technetium là một nguyên tố phóng xạ thu được một cách nhân tạo. Rhenium được phân loại là nguyên tố vi lượng và hiếm. Bohrium cũng chỉ có thể thu được một cách nhân tạo và không có trong tự nhiên. Khả năng phản ứng hóa học của cả technetium và rheni đều thấp hơn nhiều so với mangan. Ngoại trừ phản ứng tổng hợp hạt nhân, chỉ mangan mới có ứng dụng thực tế.
Mangan (ảnh)
Ưu điểm và nhược điểm
Các tính chất vật lý và hóa học của kim loại sao cho trong thực tế chúng không đề cập đến bản thân mangan mà liên quan đến nhiều hợp chất và hợp kim của nó, do đó, những ưu điểm và nhược điểm của vật liệu cần được xem xét từ quan điểm này.
- Mangan tạo thành nhiều loại hợp kim với hầu hết tất cả các kim loại, đây là một điểm cộng rõ ràng.
- hoàn toàn hòa tan lẫn nhau, nghĩa là chúng tạo thành dung dịch rắn với bất kỳ tỷ lệ nguyên tố nào, đồng nhất về tính chất. Trong trường hợp này, hợp kim sẽ có nhiệt độ sôi thấp hơn nhiều so với mangan.
- Hợp kim của nguyên tố với cacbon có tầm quan trọng thực tiễn lớn nhất. Cả hai hợp kim đều có tầm quan trọng lớn đối với ngành thép.
- Nhiều hợp chất mangan đa dạng được sử dụng trong công nghiệp hóa chất, dệt may, thủy tinh, sản xuất phân bón, v.v. Cơ sở cho sự đa dạng này là hoạt động hóa học của chất này.
Những nhược điểm của kim loại có liên quan đến đặc thù của cấu trúc của nó, không cho phép sử dụng chính kim loại làm vật liệu kết cấu.
- Cái chính là dễ vỡ với độ cứng cao. Mn lên tới +707 C kết tinh trong cấu trúc trong đó tế bào bao gồm 58 nguyên tử.
- Điểm sôi khá cao, khó làm việc với kim loại có giá trị cao như vậy.
- Tính dẫn điện của mangan rất thấp nên việc sử dụng nó trong kỹ thuật điện cũng bị hạn chế.
Tiếp theo chúng ta sẽ nói về các tính chất vật lý và hóa học của mangan.
Thuộc tính và đặc điểm
Các tính chất vật lý của kim loại phụ thuộc rõ rệt vào nhiệt độ. Xem xét sự hiện diện của tới 4 sửa đổi, điều này không có gì đáng ngạc nhiên.
Các đặc tính chính của chất như sau:
- mật độ - ở nhiệt độ bình thường là 7,45 g / cu. cm Giá trị này phụ thuộc rất ít vào nhiệt độ: ví dụ, khi đun nóng đến 600 C, mật độ chỉ giảm 7%;
- điểm nóng chảy – 1244 C;
- điểm sôi – 2095 C;
- độ dẫn nhiệt ở 25 C là 66,57 W/(m K), đây là chỉ số thấp đối với kim loại;
- nhiệt dung riêng – 0,478 kJ/(kg K);
- hệ số giãn nở tuyến tính đo ở 20 C bằng 22,3·10 -6 độ -1 - ; Nhiệt dung và độ dẫn nhiệt của một chất tăng tuyến tính khi nhiệt độ tăng;
- điện trở suất là 1,5–2,6 μΩ m, chỉ cao hơn chì một chút.
Mangan có tính thuận từ, nghĩa là nó bị từ hóa trong từ trường bên ngoài và bị nam châm hút. Kim loại chuyển sang trạng thái phản sắt từ ở nhiệt độ thấp và nhiệt độ chuyển tiếp là khác nhau đối với mỗi lần biến đổi.
Cấu trúc và thành phần của mangan được mô tả dưới đây.
Mangan và các hợp chất của nó là chủ đề của video dưới đây:
Cấu trúc và thành phần
Bốn sửa đổi cấu trúc của chất được mô tả, mỗi sửa đổi ổn định trong một phạm vi nhiệt độ nhất định. Hợp kim với một số kim loại có thể ổn định bất kỳ pha nào.
- Lên tới 707 C Sự sửa đổi a là ổn định. – một mạng lập phương tâm khối, ô đơn vị của nó bao gồm 58 nguyên tử. Cấu trúc này rất phức tạp và gây ra tính dễ vỡ cao của chất. Các chỉ số của nó - công suất nhiệt, độ dẫn nhiệt, mật độ - được coi là đặc tính của chất.
- Ở 700–1079 C Pha b có cùng loại mạng nhưng có cấu trúc đơn giản hơn thì ổn định: tế bào gồm 20 nguyên tử. Ở giai đoạn này, mangan có độ dẻo nhất định. Mật độ biến đổi b – 7,26 g/cu. xem. Pha có thể được cố định dễ dàng bằng cách làm nguội chất đó ở nhiệt độ cao hơn nhiệt độ chuyển pha.
- Ở nhiệt độ từ 1079 C đến 1143 Pha C g ổn định. Nó được đặc trưng bởi một mạng tinh thể lập phương tâm mặt với một ô gồm 4 nguyên tử. Sự sửa đổi được đặc trưng bởi tính dẻo. Tuy nhiên, không thể cố định hoàn toàn pha khi làm mát. Ở nhiệt độ chuyển tiếp, mật độ của kim loại là 6,37 g/khối. cm, với mức bình thường – 7,21 g/khối. cm.
- Trên 1143 C và đến sôi pha d với mạng lập phương tập trung vào vật thể, tế bào gồm 2 nguyên tử, ổn định. Mật độ sửa đổi là 6,28 g/cu. xem Điều thú vị là d-Mn có thể chuyển sang trạng thái phản sắt từ ở nhiệt độ cao - 303 C.
Sự chuyển pha có tầm quan trọng lớn trong việc sản xuất các hợp kim khác nhau, đặc biệt là do các đặc tính vật lý của việc sửa đổi cấu trúc là khác nhau.
Sản xuất mangan được mô tả dưới đây.
Sản xuất
Hầu hết, nhưng cũng có tiền gửi độc lập. Như vậy, có tới 40% trữ lượng quặng mangan của thế giới tập trung ở lãnh thổ mỏ Chiatura.
Nguyên tố này nằm rải rác ở hầu hết các loại đá và dễ dàng bị cuốn trôi. Hàm lượng của nó trong nước biển thấp, nhưng ở đáy đại dương, nó hình thành các nốt sần cùng với sắt, trong đó hàm lượng nguyên tố này đạt tới 45%. Những khoản tiền gửi này được coi là có triển vọng cho sự phát triển hơn nữa.
Có rất ít trữ lượng mangan lớn trên lãnh thổ Nga, đó là lý do tại sao nó là nguyên liệu thô cực kỳ khan hiếm đối với Liên bang Nga.
Các khoáng sản nổi tiếng nhất: pyrolusite, magnetite, braunite, mangan spar, v.v. Hàm lượng nguyên tố trong chúng thay đổi từ 62 đến 69%. Được khai thác bằng phương pháp mỏ đá hoặc hầm mỏ. Theo quy định, quặng được làm giàu trước.
Việc sản xuất mangan liên quan trực tiếp đến việc sử dụng nó. Người tiêu dùng chính của nó là ngành thép, và nhu cầu của nó không đòi hỏi bản thân kim loại mà là hợp chất của nó với sắt - ferromanganese. Vì vậy, khi nói đến việc thu được mangan, người ta thường ám chỉ đến hợp chất cần thiết trong luyện kim màu.
Trước đây, ferromanganese được sản xuất trong lò cao. Nhưng do thiếu than cốc và nhu cầu sử dụng quặng mangan kém chất lượng nên các nhà sản xuất chuyển sang nấu chảy trong lò điện.
Để nấu chảy, người ta sử dụng lò hở và lò kín lót than - do đó tạo ra cacbon sắt từ. Quá trình nóng chảy được thực hiện ở điện áp 110–160 V, sử dụng hai phương pháp - từ thông và không có từ thông. Phương pháp thứ hai kinh tế hơn vì nó cho phép chiết xuất nguyên tố này hoàn toàn hơn, tuy nhiên, với hàm lượng silic cao trong quặng thì chỉ có thể thực hiện được phương pháp thông lượng.
- Phương pháp thông lượng- quá trình liên tục. Một lượng quặng mangan, than cốc và mạt sắt được nạp vào khi nó tan chảy. Điều quan trọng là phải đảm bảo có đủ chất khử. Ferromanganese và xỉ được thải ra đồng thời 5–6 lần mỗi ca.
- silicomanganđược sản xuất bằng phương pháp tương tự trong lò nấu chảy điện. Điện tích, ngoài quặng, còn có xỉ mangan - không có phốt pho, thạch anh và than cốc.
- kim loại mangan thu được tương tự như việc nấu chảy ferromanganese. Nguyên liệu thô là chất thải từ quá trình đúc và cắt hợp kim. Sau khi nấu chảy hợp kim và điện tích, silicomanganese được thêm vào, và 30 phút trước khi kết thúc quá trình nấu chảy, nó được thổi bằng khí nén.
- Thu được chất tinh khiết về mặt hoá học điện phân.
Ứng dụng
90% sản lượng mangan của thế giới được dùng cho ngành thép. Hơn nữa, hầu hết các kim loại được yêu cầu không phải để sản xuất hợp kim mangan mà để bao gồm 1% nguyên tố. Hơn nữa, nó có thể thay thế hoàn toàn niken nếu hàm lượng của nó tăng lên 4–16%. Thực tế là mangan ổn định pha austenite trong thép.
Mangan là một kim loại không thú vị lắm về tính chất của nhiều hợp chất của nó. Tuy nhiên, rất khó để đánh giá quá cao tầm quan trọng của nó như một nguyên tố hợp kim.
Phản ứng của oxit mangan với nhôm được thể hiện trong video này:
