Մանգան

Վիքիպեդիայից՝ ազատ հանրագիտարանից
25 ՔրոմՄանգանԵրկաթ
Ջրածին Հելիում Լիթիում Բերիլիում Բորр Ածխածին Ազոտ Թթվածին Ֆտոր Նեոն Նատրիում Մագնեզիում Ալյումին Սիլիցիում Ֆոսֆոր Ծծումբ Քլոր Արգոն Կալիում Կալցիում Սկանդիում Տիտան Վանադիում Քրոմ Մանգան Երկաթ Կոբալտ Նիկել Պղինձ Ցինկ Գալիում Գերմանիում Արսեն Սելեն Բրոմ Կրիպտոն Ռուբիդիում Ստրոնցիում Իտրիում Ցիրկոնիում Նիոբիում Մոլիբդեն Տեխնեցիում Ռութենիում Ռոդիում Պալադիում Արծաթ Կադմիում Ինդիում Անագ Ծարիր Թելուր Յոդ Քսենոն Ցեզիում Բարիում Լանթան Ցերիում Պրազեոդիում Նեոդիում Պրոմեթիում Սամարիում Եվրոպիում Գադոլինիում Տերբիում Դիսպրոզիում Հոլմիում Էրբիում Թուլիում Իտերբիում Լյուտեցիում Հաֆնիում Տանտալ Վոլֆրամ Ռենիում Օսմիում Իրիդիում Պլատին Ոսի Սնդիկ Թալիում Կապար Բիսմունտ Պոլոնիում Աստատ Ռադոն Ֆրանցիում Ռադիում Ակտինիում Թորիում Պրոտակտիում Ուրան Նեպտունիում Պլուտոնիում Ամերիցիում Կյուրիում Բերկլիում Կալիֆորնիում Էյնշտեյնիում Ֆերմիում Մենդելեևիում Նոբելիում Լոուրենցիում Ռեզերֆորդիում Դուբնիում Սիբորգիում Բորիում Հասիում Մեյտներիում Դարմշտադտիում Ռենտգենիում Կոպերնիցիում Ունունտրիում Ֆլերովիում Ունունպենտիում Լիվերմորիում Ունունսեպտիում ՈւնունօկտիումՔիմիական տարրերի պարբերական համակարգ
25Mn
Cubic-body-centered.svg
Electron shell 025 Manganese.svg
Պարզ նյութի արտաքին տեսք
Էլեկտրամագնիսկան մանգան
Կարծր ածաթասպիտակ մետաղ
Manganite-Rhodochrosite-LTH53B.JPG
Ատոմի հատկություններ
Անվանում, սիմվոլ, կարգաթիվ Մանգան /Manganum (Mn), 25
Ատոմային զանգված
(մոլային զանգված)
54,938045(5)[1] զ. ա. մ. (գ/մոլ)
Էլեկտրոնային կոնֆիգուրացիա [Ar] 3d5 4s2
Ատոմի շառավիղ 135 պմ
Քիմիական հատկություններ
Կովալենտային շառավիղ 117 պմ
Իոնի շառավիղ (+7e) 46 (+2e) 80 պմ
Էլեկտրաբացասականություն 1,55 (Պոլինգի սանդղակ)
Օքսիդացման աստիճաններ 7, 6, 5, 4, 3, 2, 0, +1
Իոնիզացման էներգիա
(առաջին էլեկտրոն)
 716,8 (7,43) կՋ/մոլ (էՎ)
Պարզ նյութի թերմոդինամիկական հատկություններ
Խտություն (ս. պ.-ում) 7,21 գ/սմ³
Հալման ջերմաստիճան 1 517
Եռման ջերմաստիճան 2 235
Մոլյար ջերմունակություն 26,3[2] Ջ/(Կ·մոլ)
Մոլային ծավալ 7,39 սմ³/մոլ
Պարզ նյութի բյուրեղացանց
Բյուրեղացանցի կառուցվածք խորանարդ
Բյուրեղացանցի տվյալներ 8,890
Դեբայի ջերմաստիճան շ Կ
Այլ հատկություններ
Ջերմահաղորդականություն (300 Կ) 6,87[3] Վտ/(մ·Կ)
25
Մանգան
Mn
54,938
3d54s2


Մանգան (լատ.՝ Manganum) (հունարեն՝ μαγγανεύω - խաբում եմ), Μn, տարրերի պարբերական համակարգի 4-րդ պարբերության, 7-րդ խմբի քիմիական տարր, կարգահամարը՝ 25, ատոմական զանգվածը՝ 54,9380: d տարր է, ատոմի արտաքին թաղանթի էլեկտրոնային կառուցվածքն է 3ds4s2: Բնական մանգանը բաղկացած է մեկ կայուն իզոտոպից՝ 55Mn:

Արհեստականորեն ստացվել են 50-56 զանգվածի թվերով ռադիոակտիվ իզոտոպներ, որոնցից կարևոր են 54Mn(T1/2= 2,9 օր) և 54Mn (T1/2= 2,576 ժամ):

Մանգանը մտնում է որոշ ֆերմենտների կազմության մեջ և խթանում է դրանց ակտիվությունը։ Եթե սառը ըմպելիքներ եք ուզում, ունեք մանգանի պակաս։ Պարունակվում է հնդկական ընկույզում, նուշում, հապալասում։

Բացահայտման պատմություն[խմբագրել]

Պարունակությամբ երկրակեղևում 11-րդ տարրն է (0,1 %), ուր ազատ վիճակում չի հանդիպում: Հողում, լճերում, ճահիճներում առաջացնում է երկաթմանգանային կուտակումներ (խոշոր կուտակումներ են հայտնաբերվել օվկիանոսների հատակում՝ 358 մլրդտ): Բուսական և կենդանական օրգանիզմների մշտական բաղադրամասն է: Մանգանը են պարունակում շեկ մրջյունները, որոշ մանրէներ և ջրիմուռներ, մարդու օրգանիզմում՝ լյարդը, կմախքը և վահանաձև գեղձը:

Մանգանը ակտիվացնում է որոշ ֆերմենտներ, մասնակցում ֆոտոսինթեզին, շնչառությանը, նուկլեինաթթուների կենսասինթեզին, ուժեղացնում ինսուլինի և այլ հորմոնների ազդեցությունը, խթանում արյունաստեղծումը:

KMnO4 ջրային լուծույթում

Միներալներ[խմբագրել]

Տարածված բազմաթիվ միներալներից կարևոր են

  • պիրույուզիաը, MnO2·xH2O, ամենատարածված միներալը (պարունակում է 63,2 % մանգան)
  • մանգանիտը, MnO(OH) (62,5 % մանգան)
  • գաուսմանիտը (MnIIMn2III)O4
  • Բրաունիտ 3Mn2O3·MnSiO3 (69,5 % մանգան) և այլն:

Վերականգնող միջավայրում մանգանը եռանդուն միգրացվում է կենսոլորտում և թթու ջրերում: Օքսիդացնող միջավայրում քիչ շարժուն է:

Մանգանի միներալները հայտնի են վաղուց, հռոմեացի Պլինիոս Ավագը (23-79) հիշատակել է հեղուկ ապակին գունագրկող սև քարի մասին: Վերջինս՝ պիրոլյուզիտը, համարում էին երկաթի միացություն, մագնետիտի տարատեսակ: Քանի որ դրանից երկաթ չէր ստացվում, անվանեցին Մանգանը (16-17-րդ դարեր): Մետաղական մանգանը առաջինն ստացել է շվեդ գիտնական Յու. Գանը (1774):

Ստացում[խմբագրել]

Մանգանի դիագրամը

Մանգանը ստանում է Էլեկտրաթերմիայի կամ ալյումինաթերմիայի եղանակով: Վերջին դեպքում MnO2-ը նախօրոք մասնակի քայքայում են շիկացնելով:

\mathsf{4MnO_2 \rightarrow 2Mn_2O_3 + O_2}
\mathsf{Mn_2O_3 + 2Al \rightarrow 2Mn + Al_2O_3}

Մաքուր Մմանգանը ստանում են MnSO4-ը լուծույթի էլեկտրոլիզով (Ռ. Ագլաձե, 1939) կամ հանքանյութը քլորացնելով և ստացված քլորիդները վերականգնելով:

Ֆիզիկական հատկություններ[խմբագրել]

Մանգանը սպիտակ, արծաթափայլ, փխրուն մետաղ է, հալման ջերմաստիճանը՝ 1245 °C, եռմանը՝ 2150 °C, խտությունը՝ 7200-7400 կգ/մ3, առաջացնում է 4 պոլիմորֆ ձևափոխություն:

Քիմիապես ակտիվ է, միացություններում ցուցաբերում է +2-ից +7 օքսիդացման աստիճաններ:

Քիմիական հատկություններ[խմբագրել]

Օքսիդավերականգնման ստանդարտ պոտելցիալը ջրածնի էլեկտրոդների նկատմամաբ
Օքսիդիչ Վերականգնիչ Միջավայր E0, В
Mn2+ Mn H+ −1,186
Mn3+ Mn2+ H+ +1,51
MnO2 Mn3+ H+ +0,95
MnO2 Mn2+ H+ +1,23
MnO2 Mn(OH)2 OH −0,05
MnO42− MnO2 H+ +2,26
MnO42− MnO2 OH +0,62
MnO4 MnO42− OH +0,56
MnO4 H2MnO4 H+ +1,22
MnO4 MnO2 H+ +1,69
MnO4 MnO2 OH +0,60
MnO4 Mn2+ H+ +1,51

Տաքացնելիս միանում է ոչ մետաղներին, թթվածնի հետ առաջացնում է օքսիդների խառնուրդներ, ծծմբի հետ՝ սուլֆիդներ (MnS, MnS2), ազոտի հեա՝ նիարիդներ (Mn3N, MnN2, Mn3N2), ածխածնի հետ՝ կարբիդներ (Mn23C6, Мп7С3, Мn3Sб), ֆոսֆորի հետ՝ ֆոսֆիդներ (Mn2P, ΜnΡ):

\mathsf{Mn + 2H^+ \rightarrow Mn^{2+} + H_2\uparrow}

Մանգանի (II) օքսիդը՝ ΜnΟ, մոխրականաչ փոշի է, ջրում և ալկալիներում չի լուծվում: Լուծվում է թթուներում: Օդում օքսիդանում է: Նրա հիդրատը՝ Мп(ОН)2, սպիտակ նստվածք է, օդում օքսիդանում է և դառնում գորշագույն:

\mathsf{Mn + 2H_2SO_4 \rightarrow MnSO_4 + SO_2\uparrow + 2H_2O}
\mathsf{3Mn + 8HNO_3 \rightarrow 3Mn(NO_3)_2 + 2NO\uparrow + 4H_2O}

Թույլ հիմք է, աղերը բաց վարդագույն են: Μn2O3 սև, ամորֆ փոշի է, բնության մեջ առաջացնում է բրաունիա միներալը: Մանգանի միացություններից ամենակայունը երկօքսիդն է ΜnO2, որը ջրում անլուծելի, սև փոշի է: Ռեակցիաներում օքսիդիչ է (H2O2-ի, HCl-ի և այլնի հետ) կամ վերականգնիչ (ΚΝՕ3-Κ КClO3-ի հետ միահալելիս): Նրա հիդրատը՝ Мп(ОН)4 գորշագույն նստվածք է, լուծվում է ալկալիներում և ուժեղ թթուներում (ամֆոտեր է):

Mn(VI) պարունակող մանգանական թթուն՝ H2MnO4, գոյություն ունի միայն լուծույթներում, աղերը՝ մանզանատները, ավելի կայուն են (լուծույթներում մուգ կանաչ են):

\mathsf{MnO_2 + 4KOH + O_2 \rightarrow 2K_2MnO_4 + 2H_2O}

Mn (VII) պարունակող միացություններ են գերմանգանական թթուն՝ (НМnO4), կրա անհիդրիդը՝ Μn2O7, և պերմանգանատները:

\mathsf{3K_2MnO_4 + 3H_2SO_4 \rightarrow 3K_2SO_4 + 2HMnO_4 + MnO(OH)_2\downarrow + H_2O}
\mathsf{2KMnO_4 \xrightarrow[]{^0t} K_2MnO_4 + MnO_2 + O_2}
\mathsf{2MnSO_4 + 5PbO_2 + 6HNO_3 \rightarrow 2HMnO_4 + 2PbSO_4 + 3Pb(NO_3)_2 + 2H_2O}
\mathsf{MnO_2 + 4HCl \rightarrow MnCl_2 + Cl_2\uparrow + 2H_2O}

Կիրառություն[խմբագրել]

Մանգանը հիմնականում օգտագործվում է սև մետալուրգիայում. արտադրվող յուրաքանչյուր տոննա պողպատի համար ծախսվում է 8-9 կգ մանգան: Սովորաբար օգտագործում են ֆեռոմանգանական համաձուլվածքը (70-80 % մանգան), որն ստանում են դոմնային վառարանում:

Քիչ լեգիրացված կառուցվածքային և ռելսային պողպատը պարունակում է 0,9-1,6 %, բարձր լեգիրացվածը (մաշվածադիմացկուն)՝ 15% մանգան: ԽՍՀՄ-ում արտադրվում է նիկել չպարունակող, չժանգոտվող պողպատ (15% Μn և 14% Cr):

Մեխանիկական և քիմիական կայունությամբ աչքի են ընկնում մանգանի համաձուլվածքները պղնձի հետ: Մանգանի, ալյումինի, մագնեզիումի համաձուլվածքների մըշտական բաղադրիչն է: Մանգանի միացություններն օգտագործվում են ապակու, խեցեղենի, ներկարարական, տպագրական արդյունաբերություններում, գալվանական էլեմենտներ պատրաստելու համար, գյուղատնտեսության և բժշկության մեջ:

ManganeseOreUSGOV.jpg
Mineraly.sk - psilomelan.jpg
Spiegeleisen.jpg
Dendrites01.jpg
The Searchlight Rhodochrosite Crystal.jpg
Մանգան հանքաքար Հանքանյութում Մանգանի պարունակությունը երկաթի մեջ Միներալ

Տես նաև[խմբագրել]

Ծանոթագրություններ[խմբագրել]

  1. Michael E. Wieser, Norman Holden, Tyler B. Coplen, John K. Böhlke, Michael Berglund, Willi A. Brand, Paul De Bièvre, Manfred Gröning, Robert D. Loss, Juris Meija, Takafumi Hirata, Thomas Prohaska, Ronny Schoenberg, Glenda O’Connor, Thomas Walczyk, Shige Yoneda, Xiang‑Kun Zhu. Atomic weights of the elements 2011 (IUPAC Technical Report). — Pure and Applied Chemistry. — 2013. — Т. 85. — С. 1047-1078. — doi:10.1351/PAC-REP-13-03-02
  2. Редкол.:Кнунянц И. Л. (гл. ред.) Химическая энциклопедия: в 5 т. — Москва: Советская энциклопедия, 1990. — Т. 2. — С. 647. — 671 с. — 100 000 экз. В.В. Еремин и др. Химия. 10 класс. Профильный уровень. — Москва: Дрофа, 2008. — С. 166. — 463 с. — 7000 экз. — ISBN 978-5-358-01584-5
  3. В.Е. Зиновьев Теплофизические свойства металлов при высоких температурах. — 1989. — 384 с.

Արտաքին հղումներ[խմբագրել]