Manganezin atomik yapısı. Manganez (kimyasal element)

Manganez, atom kütlesi 54.9380 ve atom numarası 25 olan, gümüşi beyaz bir ton, büyük bir kütleye sahip kimyasal bir elementtir, doğada kararlı bir izotop 35 Mn şeklinde bulunur. Metalin ilk sözü, onu "kara taş" olarak adlandıran antik Romalı bilim adamı Pliny tarafından kaydedildi. O günlerde manganez cam arıtıcı olarak kullanılıyordu, eritme işlemi sırasında eriyik manganez piroluzit MnO2 ilave edildi.

Gürcistan'da manganez piroluzit, demir üretimi sırasında uzun süredir katkı maddesi olarak kullanılmış, buna siyah magnezya adı verilmiş ve manyetit (manyetik demir cevheri) çeşitlerinden biri olarak kabul edilmiştir. Sadece 1774'te İsveçli bilim adamı Scheele, bunun bilim tarafından bilinmeyen bir metal bileşiği olduğunu kanıtladı ve birkaç yıl sonra Yu. Gan, bir kömür ve piroluzit karışımını ısıtırken, karbon atomlarıyla kirlenmiş ilk manganezi elde etti.

Manganezin doğal dağılımı

Doğada, manganez kimyasal elementi yaygın değildir, yerkabuğunda sadece% 0.1, volkanik lavda% 0.06-0.2 içerir, yüzeydeki metal dağınık halde Mn 2+ formuna sahiptir. Dünyanın yüzeyinde oksijenin etkisi altında hızla manganez oksitleri oluşur, Mn 3+ ve Mn 4+ mineralleri yaygındır, biyosferde metal oksitleyici bir ortamda aktif değildir. Manganez, indirgeyici koşullar altında aktif olarak göç eden kimyasal bir elementtir; metal, oksitleyici bir ortamın hüküm sürdüğü asidik doğal tundra su kütlelerinde ve orman manzaralarında çok hareketlidir. Bu nedenle kültüre alınan bitkilerde metal içeriği fazla olmakta, topraklarda ferromangan nodülleri, bataklık ve göllerde düşük yüzdeli cevherler oluşmaktadır.

Kuru iklime sahip bölgelerde, metalin hareketliliğini sınırlayan alkali oksitleyici bir ortam hakimdir. Ekili bitkilerde manganez eksikliği vardır, özel karmaşık mikro katkı maddeleri kullanılmadan tarımsal üretim yapılamaz. Nehirlerde kimyasal element yaygın değildir, ancak toplam uzaklaştırma büyük değerlere ulaşabilir. Özellikle kıyı bölgelerinde doğal yağış şeklinde bol miktarda mangan mevcuttur. Okyanusların dibinde, eski jeolojik dönemlerde, tabanın kuru toprak olduğu zamanlarda oluşan büyük metal birikintileri vardır.

Manganezin kimyasal özellikleri

Manganez aktif metal kategorisine aittir, yüksek sıcaklıklarda metal olmayanlarla aktif olarak reaksiyona girer: azot, oksijen, kükürt, fosfor ve diğerleri. Sonuç olarak, çok değerlikli manganez oksitleri oluşur. Oda sıcaklığında manganez aktif olmayan bir kimyasal elementtir; asitlerde çözündüğünde iki değerlikli tuzlar oluşturur. Vakumda yüksek sıcaklıklara ısıtıldığında, kimyasal element kararlı alaşımlardan bile buharlaşabilir. Manganez bileşikleri birçok yönden aynı oksidasyon durumunda olan demir, kobalt ve nikel bileşiklerine benzer.

Manganezin kromla büyük bir benzerliği vardır, metal alt grubu ayrıca elementin seri numarasındaki artışla daha yüksek oksidasyon durumlarında artan bir stabiliteye sahiptir. Perenatlar, permanganatlardan daha az güçlü oksitleyici ajanlardır.

Manganez (II) bileşiklerinin bileşimine dayanarak, daha yüksek derecelerde oksidasyona sahip bir metal oluşumuna izin verilir, bu tür dönüşümler hem çözeltilerde hem de erimiş tuzlarda meydana gelebilir.
Manganez oksidasyon durumlarının stabilizasyonu Manganez kimyasal elementinde çok sayıda oksidasyon durumunun varlığı, geçiş elementlerinde, d-orbitalleri ile bağların oluşumu sırasında, enerji seviyelerinin tetrahedral, oktahedral ve kare ligand düzenlemelerinde bölünmesi gerçeğiyle açıklanır. . Aşağıda, ilk geçiş döneminde bazı metallerin şu anda bilinen oksidasyon durumlarının bir tablosu bulunmaktadır.

Çok sayıda komplekste meydana gelen düşük oksidasyon durumlarına dikkat çekilir. Tablo, ligandların CO, NO ve diğerlerinin kimyasal olarak nötr molekülleri olduğu bileşiklerin bir listesini içerir.

Kompleksleşme nedeniyle manganezin yüksek oksidasyon durumları stabilize edilir, bunun için en uygun ligandlar oksijen ve flordur. Dengeleyici koordinasyon sayısının altı olduğunu hesaba katarsak, maksimum istikrar beştir. Kimyasal element manganez okso kompleksleri oluşturursa, daha yüksek oksidasyon durumları stabilize edilebilir.

Manganezin düşük oksidasyon durumlarında stabilizasyonu

Yumuşak ve sert asitler ve bazlar teorisi, ligandlara maruz kaldığında kompleks oluşumundan dolayı metallerin farklı oksidasyon durumlarının stabilizasyonunu açıklamayı mümkün kılar. Yumuşak tip elementler, metalin düşük oksidasyon durumlarını başarılı bir şekilde stabilize ederken, sert elementler yüksek oksidasyon durumlarını pozitif olarak stabilize eder.

Teori metal-metal bağlarını tam olarak açıklar, resmi olarak bu bağlar asit-baz karşılıklı etkisi olarak kabul edilir.

Manganez alaşımları Manganezin aktif kimyasal özellikleri, birçok metalle alaşımlar oluşturmasına izin verirken, çok sayıda metal, manganezin bireysel modifikasyonlarında çözülebilir ve onu stabilize edebilir. Bakır, demir, kobalt, nikel ve diğer bazı metaller, y-modifikasyonunu stabilize etme yeteneğine sahiptir; alüminyum ve gümüş, ikili alaşımlarda magnezyumun β- ve σ-bölgelerini genişletebilir. Bu özellikler metalurjide önemli bir rol oynamaktadır. Manganez, yüksek süneklik değerlerine sahip alaşımların elde edilmesini mümkün kılan kimyasal bir elementtir; damgalanabilir, dövülebilir ve haddelenebilir.

Kimyasal bileşiklerde, manganezin değeri 2-7 arasında değişir, oksidasyon derecesindeki bir artış, manganezin oksitleyici ve asidik özelliklerinde bir artışa neden olur. Tüm Mn(+2) bileşikleri indirgeyici ajanlardır. Manganez oksit indirgeyici özelliklere sahiptir, gri-yeşil renktedir, suda ve alkalilerde çözünmez, ancak asitlerde yüksek oranda çözünür. Manganez hidroksit Mn (OH) 3 suda çözünmez, rengi beyazdır. Mn(+4) oluşumu hem oksitleyici bir ajan (a) hem de bir indirgeyici ajan (b) olabilir.

MnO 2 + 4HCl \u003d Cl 2 + MnCl 2 + 2H20 (a)

Bu reaksiyon, laboratuvarda klor elde edilmesi gerektiğinde kullanılır.

MnO 2 + KClO 3 + 6KOH = KCl + 3K 2 MnO 4 + 3H20 (b)

Reaksiyon, metallerin füzyonu sırasında ilerler. MnO 2 (manganez oksit) kahverengi bir renge sahiptir, karşılık gelen hidroksit biraz daha koyu renklidir.
Manganezin fiziksel özellikleri Manganez, yoğunluğu 7.2–7.4 g/cm3, erime noktası +1245°C olan, +1250°C sıcaklıkta kaynayan bir kimyasal elementtir. Metalin dört polimorfik modifikasyonu vardır:

1. a-Mn. Kübik gövde merkezli bir kafese sahiptir, bir birim hücrede 58 atom bulunur.
2. β-Mn. Kübik gövde merkezli bir kafese sahiptir, bir birim hücrede 20 atom bulunur.
3. y-Mn. Dörtgen bir kafese sahiptir, bir hücrede 4 atom bulunur.
4. δ-Mn. Kübik gövde merkezli bir kafese sahiptir.

Manganezin sıcaklık dönüşümleri: α=β t°+705°C'de; t°+1090°C'de β=y; γ=δ t°+1133С'de. En kırılgan modifikasyon α, metalurjide nadiren kullanılır. Modifikasyon γ, en önemli plastisite göstergeleri ile ayırt edilir, en çok metalurjide kullanılır. β-modifikasyonu kısmen sünektir ve endüstride nadiren kullanılır. Manganez kimyasal elementinin atom yarıçapı 1,3 A'dır, iyonik yarıçap, değere bağlı olarak 0,46 ila 0,91 arasındadır. Manganez paramanyetiktir, termal genleşme katsayıları 22.3×10 -6 derece -1'dir. Fiziksel özellikler, metalin saflığına ve gerçek değerine bağlı olarak biraz değişebilir.
Manganez elde etme yöntemi Modern endüstri, elektrokimyacı V.I. tarafından geliştirilen yönteme göre manganez alır. Agladze, (NH4) 2S04 ilavesiyle metalin sulu çözeltilerinin elektrohidrolizi ile işlem sırasında, çözeltinin asitliği pH = aralığında olmalıdır. 8.0–8.5. AT-3 titanyum bazlı bir alaşımdan yapılmış kurşun anotlar ve katotlar çözeltiye daldırılır, titanyum katotların paslanmaz olanlarla değiştirilmesine izin verilir. Endüstri, işlemin sonunda katotlardan çıkarıldıktan sonra metalin pul şeklinde yerleştiği manganez tozu kullanır. Elde etme yöntemi enerji tüketen olarak kabul edilir, bunun maliyet artışı üzerinde doğrudan etkisi vardır. Gerekirse, toplanan manganez yeniden eritilir, bu da metalurjide kullanımını kolaylaştırır.

Manganez, cevherin klorlanması ve oluşan halojenürlerin daha da indirgenmesi nedeniyle halojen işlemiyle de elde edilebilen kimyasal bir elementtir. Bu teknoloji, endüstriye% 0.1'den fazla olmayan yabancı teknolojik safsızlık miktarı ile manganez sağlar. Alüminotermik reaksiyon sırasında daha kirli bir metal elde edilir:

3Mn 3 O 4 + 8Al \u003d 9Mn + 4A l2 O 3

Veya elektrotermal. Üretim atölyelerindeki zararlı emisyonları gidermek için güçlü cebri havalandırma kurulur: PVC hava kanalları, santrifüj fanlar. Hava değişim sıklığı yönetmeliklerle düzenlenir ve insanların çalışma alanlarında güvenli bir şekilde kalmasını sağlamalıdır.
manganez kullanımı Manganezin ana tüketicisi demir metalurjisidir. Metal ayrıca ilaç endüstrisinde de yaygın olarak kullanılmaktadır. Bir ton ergitilmiş çelik için 8-9 kilogram gereklidir; manganez alaşımına bir kimyasal element dahil edilmeden önce, ferromanganez elde etmek için önceden demir ile alaşımlanır. Alaşımda, kimyasal element manganez oranı% 80'e kadar, karbon% 7'ye kadar, geri kalanı demir ve çeşitli teknolojik safsızlıklar tarafından işgal ediliyor. Katkı maddelerinin kullanılması nedeniyle, yüksek fırınlarda eritilen çeliklerin fiziksel ve mekanik özellikleri önemli ölçüde artar. Teknoloji, modern elektrikli çelik fırınlarında katkı maddelerinin kullanımı için de uygundur. Yüksek karbonlu ferromangan eklenmesi nedeniyle, çelik deokside edilir ve kükürtten arındırılır. Orta ve düşük karbonlu ferromangan eklenmesiyle metalurji, alaşımlı çelikler alır.

Düşük alaşımlı çelik, %0,9-1,6 manganez, %15'e kadar yüksek alaşımlı içerir. %15 manganez ve %14 krom içeren çelik, yüksek fiziksel mukavemete ve korozyon direncine sahiptir. Metal aşınmaya dayanıklıdır, zorlu sıcaklık koşullarında çalışabilir, agresif kimyasal bileşiklerle doğrudan temastan korkmaz. Bu kadar yüksek özellikler, zorlu koşullarda çalışan en kritik yapıların ve endüstriyel birimlerin imalatında çeliğin kullanılmasını mümkün kılmaktadır.

Manganez, demir içermeyen alaşımların eritilmesinde kullanılan kimyasal bir elementtir. Yüksek hızlı endüstriyel türbin kanatlarının üretimi sırasında bakır ve manganez alaşımı kullanılır, pervaneler için manganez içeren bronzlar kullanılır. Bu alaşımlara ek olarak, alüminyum ve magnezyumda kimyasal bir element olarak manganez bulunur. Demir dışı alaşımların performansını büyük ölçüde artırır, iyi deforme olmalarını sağlar, korozyon işlemlerinden korkmaz ve aşınmaya dayanıklı hale getirir.

Alaşımlı çelikler, çeşitli silah türlerinin üretimi sırasında vazgeçilmez olan ağır sanayinin ana malzemesidir. Gemi yapımında ve uçak yapımında yaygın olarak kullanılır. Stratejik bir manganez rezervinin varlığı, herhangi bir devletin yüksek savunma kapasitesi için bir koşuldur. Bu bağlamda metal madenciliği her yıl artmaktadır. Ayrıca manganez, cam üretimi, tarım, baskı vb. sırasında kullanılan kimyasal bir elementtir.

Flora ve faunada manganez

Vahşi yaşamda manganez, gelişimde önemli rol oynayan kimyasal bir elementtir. Büyümenin özelliklerini, kanın bileşimini, fotosentez sürecinin yoğunluğunu etkiler. Bitkilerde miktarı yüzde on binde, hayvanlarda yüzde yüz bindedir. Ancak bu kadar küçük içeriğin bile işlevlerinin çoğu üzerinde gözle görülür bir etkisi vardır. Enzimlerin etkisini aktive eder, insülin, mineral ve hematopoietik metabolizmanın işlevini etkiler. Manganez eksikliği, hem akut hem de kronik çeşitli hastalıkların ortaya çıkmasına neden olur.

Manganez, tıpta yaygın olarak kullanılan kimyasal bir elementtir. Manganez eksikliği fiziksel dayanıklılığı azaltır, bazı anemi türlerine neden olur, kemik dokularında metabolik süreçleri bozar. Manganezin dezenfekte edici özellikleri yaygın olarak bilinir ve çözeltileri nekrotik dokuların tedavisi sırasında kullanılır.

Hayvanların diyetinde yetersiz miktarda manganez, günlük kilo alımında azalmaya neden olur. Bitkilerde bu durum lekelenme, yanık, sararma ve diğer hastalıklara neden olur. Zehirlenme belirtileri tespit edilirse, özel ilaç tedavisi verilir. Şiddetli zehirlenme, insan merkezi sinir sistemi üzerinde olumsuz etkisi olan inatçı bir hastalık olan manganez parkinsonizm sendromuna neden olabilir.

Günlük manganez ihtiyacı, bir kişinin yiyeceklerden aldığı ana miktar olan 8 mg'a kadardır. Bu durumda, diyet tüm besinlerde dengelenmelidir. Artan yük ve yetersiz güneş ışığı ile manganez dozu tam kan sayımına göre ayarlanır. Mantarlarda, kestanelerde, su mercimeğinde, yumuşakçalarda ve kabuklularda önemli miktarda manganez bulunur. İçlerindeki manganez içeriği yüzde onda birkaçına ulaşabilir.

Manganez vücuda aşırı dozda girerse, kas ve kemik dokusu hastalıkları meydana gelebilir, solunum yolları etkilenir, karaciğer ve dalak zarar görür. Manganezin vücuttan atılması uzun zaman alır, bu dönemde birikimin etkisiyle toksik özellikler artar. Sıhhi otoriteler tarafından izin verilen havadaki manganez konsantrasyonu ≤ 0,3 mg/m 3 olmalıdır, parametreler özel laboratuvarlarda hava örneklemesi ile kontrol edilir. Seçim algoritması eyalet düzenlemeleri tarafından düzenlenir.

Şimdi "Scheele'nin yeşili" olarak adlandırılan boya, arsin (AsH 3), gliserin, ürik ve hidrosiyanik asitler. Doğru, ne manganez, ne molibden ne de tungsten, Scheele tarafından saf haliyle izole edilmedi; sadece incelediği minerallerin bu yeni elementleri içerdiğine dikkat çekti.

25 numaralı element, Yaşlı Plinn tarafından bilinen mineral piroluzit MnO 2 -H 2 O'da keşfedildi. Piroluzit bir mıknatıs tarafından çekilmemesine rağmen, Pliny bunu bir tür manyetik demirtaşı olarak düşündü. Pliny bu çelişkiyi açıkladı. Bize komik geliyor, ama bunu 1. c'de unutmamalıyız. AD bilim adamları, bugünün okul çocuklarına göre maddeler hakkında çok daha az şey biliyorlardı. Ama Pliny'ye göre piroluzit "lapis magnes" (manyetik demir cevheri), sadece dişidir ve bu yüzden mıknatıs ona "kayıtsızdır". Bununla birlikte, “siyah magnezya” (o zamanki adıyla piroluzit) camı parlaklaştırmak için dikkate değer bir özelliğe sahip olduğu için cam eritmede kullanılmaya başlandı. Bunun nedeni, yüksek sıcaklıkta manganez dioksitin oksijeninin bir kısmından vazgeçmesi ve Mn 2 O 3 bileşiminin bir okside dönüşmesidir. Serbest kalan oksijen, demirin kükürt bileşiklerini oksitleyerek cama koyu bir renk verir. Piroluzit hala cam için "arındırıcı" olarak kullanılmaktadır.

Manganez tarihi

Ünlü simyacı Büyük Albert'in (XIII yüzyıl) el yazmalarında bu minerale "magnezya" denir. XVI yüzyılda. Belki de cam yapımcıları tarafından verilen ve "manganidzein" kelimesinden gelen "manganez" adı zaten bulundu - temizlemek için.

Scheele 1774'te piroluziti araştırırken, bu mineralin örneklerini arkadaşı Johan Gottlieb Hahn'a gönderdi. Daha sonra bir profesör olan ve zamanının seçkin bir kimyager olan Gan, piroluzitten toplar yuvarladı, cevhere yağ ekledi ve onları kömürle kaplı bir potada güçlü bir şekilde ısıttı. Cevher toplarından üç kat daha hafif metal toplar elde edildi. Manganezdi. Yeni metale ilk önce "magnezyum" adı verildi, ancak o zamanlar beyaz magnezya zaten bilindiğinden - magnezyum oksit, metalin adı "magnezyum" olarak değiştirildi; bu isim 1787'de Fransız Adlandırma Komisyonu tarafından kabul edildi. Ancak 1808'de Humphry Davy magnezyumu keşfetti ve ona "magnezyum" da adını verdi; daha sonra, karışıklığı önlemek için manganez "manganum" olarak adlandırılmaya başlandı.

Rusya'da piroluzite uzun süre manganez adı verildi, 1807'ye kadar L. I. Sherer, piroluzitten elde edilen metalin manganez olarak adlandırılmasını önerdi ve o yıllarda mineralin kendisine siyah manganez denildi.

manganez cevherleri

Manganez doğada saf halde bulunmaz. Cevherlerde oksitler, hidroksitler ve karbonatlar şeklinde bulunur. Manganez içeren ana mineral, nispeten yumuşak koyu gri bir taş olan aynı piroluzittir. %63.2 manganez içerir. Başka manganez cevherleri de vardır: psilomelan, brownit, hausmanit, manganit. Bütün bunlar, 25 No'lu elementin oksitleri ve silikatlarıdır. İçlerindeki manganezin değeri 2, 3 ve 4'tür. metaller. Ama onlar özel bir konu.

Manganez cevherleri kimyasal ve metalurjik olarak ayrılır. İlki en az %80 MnO 2 içerir. Galvanik hücrelerde (manganez dioksit mükemmel bir depolarizatördür), cam, seramik, mineral boyalar, potasyum permanganat (KMnO 4) ve diğer bazı kimyasal ürünlerin üretiminde kullanılırlar.

Ve demir sadece periyodik tabloya göre komşu değildir, demir her zaman manganez cevherlerinde bulunur. Ancak demir cevherlerinde manganez (yeterli miktarlarda), ne yazık ki her zaman mevcut değildir. Ne yazık ki - çünkü 25 numaralı element en önemli alaşım katkı maddelerinden biridir.

Tüm kıtalarda manganez cevheri yatakları vardır. Ülkemiz, dünya manganez cevheri üretiminin yaklaşık %50'sini karşılamaktadır. Hindistan, Gana, Fas, Brezilya, Güney Afrika da manganez açısından zengindir. Sanayileşmiş ülkelerin çoğu, kendi yatakları ne miktar ne de cevher kalitesi açısından demir metalurjisinin ihtiyaçlarını karşılamadığı için yurt dışından mangan cevheri ithal etmek zorunda kalmaktadır. Ülkemiz metalurjisine yüksek kaliteli manganez cevheri sağlamakla kalmıyor, aynı zamanda önemli miktarlarda ihraç ediyor.

SSCB'deki Büyük Vatanseverlik Savaşı'ndan önce, iki bölgede manganez cevheri çıkarıldı - Chiatura'da (Gürcistan) ve Nikopol (Ukrayna) yakınlarında. Naziler savaş sırasında Nikopol havzasını işgal ettiğinde, Urallarda ve Kazakistan'da duyulmamış bir kısa sürede yeni manganez cevheri yatakları geliştirildi. Sovyet demirli metalurjisi yeterince manganez aldı ve tank zırhı ve topçu parçaları için yüksek kaliteli çelik üretebildi.

saf manganez

İlk metalik manganezin, pirolizitin kömürle indirgenmesiyle elde edildiği daha önce belirtilmişti: MnO 2 + C → Mn + 2СО. Ama elementel manganez değildi. Periyodik tablodaki komşuları gibi - krom ve demir, manganez karbon ile reaksiyona girer ve her zaman bir karbür katkısı içerir. Bu, saf manganezin karbon kullanılarak elde edilemeyeceği anlamına gelir. Şimdi metalik manganez elde etmek için üç yöntem kullanılmaktadır: silikotermik (silikon ile indirgeme), alüminotermik (alüminyum ile indirgeme) ve elektrolitik.

19. yüzyılın sonunda geliştirilen alüminotermik yöntem en geniş dağılımı buldu. Bu durumda, manganez hammaddesi olarak piroluzit değil, manganez oksit Mn 3 O 4 kullanmak daha iyidir. Piroluzit, alüminyum ile o kadar büyük miktarda ısı açığa çıkararak reaksiyona girer ki, reaksiyon kolaylıkla kontrol edilemez hale gelebilir. Bu nedenle, piroluziti geri yüklemeden önce ateşlenir ve önceden elde edilen oksit, alüminyum tozu ile karıştırılır ve özel bir kapta ateşe verilir. 3Mn 3 O 4 + 8Al → 9Mn + 4Al 2 O 3 reaksiyonu başlar - yeterince hızlıdır ve ek enerji maliyeti gerektirmez. Elde edilen eriyik soğutulur, kırılgan cüruf ufalanır ve manganez külçesi ezilir ve daha sonraki işlemler için gönderilir.

Ancak, silikotermik yöntem gibi alüminotermik yöntem, yüksek saflıkta manganez üretmez. Alüminotermik manganezin süblimasyon yoluyla saflaştırılması mümkündür, ancak bu yöntem verimsiz ve pahalıdır. Bu nedenle, metalürjistler uzun zamandır saf metalik manganez elde etmek için yeni yollar arıyorlar ve elbette öncelikle elektrolitik arıtmayı umdular. Ancak bakır, nikel ve diğer metallerin aksine elektrotlarda biriken manganez saf değildi: oksit safsızlıkları ile kirlenmişti. Ayrıca sonuç, gözenekli, kırılgan, işleme için uygun olmayan bir metaldi.

Birçok tanınmış bilim adamı, manganez bileşiklerinin optimum elektroliz modunu bulmaya çalıştı, ancak boşuna. Bu sorun 1939'da Sovyet bilim adamı R. I. Agladze (daha sonra Gürcistan SSR Bilimler Akademisi'nin tam üyesi) tarafından çözüldü. Geliştirdiği elektroliz teknolojisine göre, klorür ve sülfat tuzlarından, %99.98'e kadar 25 numaralı elementi içeren oldukça yoğun bir metal elde edilir. Bu yöntem, metalik manganezin endüstriyel üretiminin temelini oluşturdu.

Dıştan, bu metal demire benzer, sadece ondan daha serttir. Havada oksitlenir, ancak alüminyum gibi oksit filmi hızla metalin tüm yüzeyini kaplar ve daha fazla oksidasyonu önler. Manganez asitlerle hızla reaksiyona girer, nitrojen ile nitrürler ve karbon ile karbürler oluşturur. Genel olarak, tipik bir metal.

Manganez genellikle çeliğe diğer elementlerle birlikte verilir - krom, silikon, tungsten. Ancak demir, manganez ve karbon dışında hiçbir şey içermeyen çelik vardır. Bu sözde Hadfield çeliğidir. %1-1,5 karbon ve %11-15 manganez içerir. Bu markanın çeliği, yüksek aşınma direncine ve sertliğe sahiptir. En sert kayaları öğüten kırıcılar, ekskavatör parçaları ve buldozer yapımında kullanılır. Bu çeliğin sertliği işlenemeyecek kadardır; ondan parçalar sadece dökülebilir. Genel olarak, manganez içeren oldukça fazla çelik vardır. Daha doğrusu belirli miktarlarda manganez içermeyen tek bir çelik yoktur. Sonuçta, manganez dökme demirden çeliğe gelir. Ancak bazen miktarları o kadar küçüktür ki çelik kalitesine G harfi eklenmez. Bununla birlikte, manganez sadece demirin özelliklerini iyileştirmekle kalmaz. Bu nedenle manganez-bakır alaşımları yüksek mukavemet ve korozyon direncine sahiptir. Türbin kanatları bu alaşımlardan, uçak pervaneleri ve diğer uçak parçaları ise manganez bronzlarından yapılır.

Manganez altın gibi parlamaz, dökülmez, sodyum gibi havada parlamaz. Ancak bu görünüşte dikkat çekici olmayan gri metal hayati önem taşımaktadır: demir teknolojiye hakim olduğu sürece, sadık arkadaşı manganez de gerekli olacaktır.

vücuttaki manganez

Geçen yüzyılın başında manganezin canlı organizmaların bir parçası olduğu biliniyordu. Artık tüm bitki ve hayvan organizmalarında eser miktarda manganez bulunduğu tespit edilmiştir. Sadece tavuk yumurtasının proteininde bulunmaz ve sütte çok az bulunur. Vücutta manganez düzensiz dağılır. Örneğin, 100 gr kuru üzüm sapı maddesi 191 mg manganez, kökler - 130 mg ve meyveler - sadece 70 mg içerir. İnsanların ve çoğu hayvanın kanında manganez içeriği yaklaşık 0.02 mg/l'dir. İstisna, kanı manganez açısından daha zengin olan koyun - 0.06 mg / l. Manganezin metabolizmada önemli bir rol oynadığı tespit edilmiştir. Bitkilerde klorofil oluşumunu hızlandırır ve C vitamini sentezleme kabiliyetlerini arttırır. Bu nedenle manganezin toprağa verilmesi kışlık buğday ve pamuk başta olmak üzere birçok mahsulün verimini önemli ölçüde artırır.

Hayvanların gıdalarında manganez bulunmaması büyümelerini ve canlılıklarını etkiler. Sadece çok az manganez içeren sütle beslenen fareler üreme yeteneklerini kaybetti. Yiyeceklerine manganez klorür eklendiğinde, bu yetenek geri yüklendi.

25 numaralı element ayrıca hematopoez süreçlerini de etkiler. Ayrıca yabancı proteinlerin zararlı etkilerini nötralize eden antikorların oluşumunu hızlandırır. Alman bilim adamlarından biri, kobaylara ölümcül dozlarda tetanoz ve dizanteri bakterisi enjekte etti. Bundan sonra sadece tetanoz toksoid ve antidizenterik serum verildiyse, hayvanlara artık faydası olmadı. Serum ve manganez klorür ile tedavi edilen kobayların tanıtımı. Bir manganez sülfat çözeltisinin intravenöz infüzyonu, Orta Asya örümceklerinin en zehirlisi olan karakurt tarafından ısırılanları kurtarmayı başarır.

Manganez tuzları (II)

Kimyasal özellikler

Fiş

Manganez(II) hidroksit

Kimyasal özellikler

Manganez oksit (II) ana oksitlere aittir, tüm özelliklerine sahiptir. Kararsız hidroksit Mn(OH) 2'ye karşılık gelir.

Manganez hidroksit (II) - Mn (OH) 2 - açık pembe renkte suda çözünmeyen bir madde.

Ana üretim yöntemi, manganez (II) tuzlarının alkali işlemidir:

MnSO 4 + 2NaOH → Mn(OH) 2 ↓ + Na 2 SO 4

Havada manganez (IV) hidroksite oksitlenir:

2Mn(OH) 2 ↓ + O 2 + 2H 2 O → 2Mn(OH) 4 ↓

Suda çözünmeyen bazların tüm özelliklerini gösterir.

Çözeltilerde meydana gelen redoks reaksiyonlarındaki tüm manganez (II) tuzları indirgeyici ajanlardır:

3Mn(NO 3) 2 + 2KMnO 4 + 2H 2 O → 5MnO 2 + 4HNO 3 + 2KNO 3

Manganez (II) tuzları hidrolize olmaz ve güçlü su kompleksleri oluşturur:

Mn 2+ + 6H 2 O → 2+

MnCl 2 + 6H 2 O → Cl 2

Manganez (II) tuzları kompleksler oluşturur.

Mn(CN) 2 çözünmeyen beyaz bir bileşiktir, kompleksleşme nedeniyle KCN varlığında çözülür:

4KCN + Mn(CN) 2 = K4 potasyum heksosiyanomanganat

Benzer şekilde:

4KF + MnF2 = K4

2KCl + MnCl2 = K2

Manganez(III) bileşikleri

Mn 2 O 3 - amfoterik oksit, temel özelliklerin baskınlığı ile.

Mn 2 O 3 + 6HF \u003d 2MnF 3 + 3H 2 O

Mn +3 2 O 3 + NaOH \u003d 2NaMnO 2 + H20 (t)

Mn(OH) 3 - hidroksit Mn 3+- temel özelliklerin baskın olduğu amfoterik bileşik:

Mn(OH) 3 ↔ HMnO 2

Manganez(IV) bileşikleri

Dört değerlikli manganezin ana bileşikleri arasında manganez (IV) oksit bulunur. MnO2 yanı sıra permanganik asit H2MnO3- çok kararsız, kolayca manganez (IV) oksit ve suya ayrışır.

Manganezin (IV) en güçlü bileşiği suda çözünmeyen koyu kahverengi bir oksittir. Bu amfoterik bir bileşiktir, ancak karşılık gelen özellikler son derece zayıf bir şekilde ifade edilir.

MnO 2 + 2NaOH \u003d Na 2 MnO 3 + H 2 O

Partnerin doğasına bağlı olarak, MnO 2, OB reaksiyonlarında hem oksitleyici hem de indirgeyici özellikler (redoks ikiliği) sergileyebilir.

Çok daha sık, manganez (IV) oksit, asidik bir ortamda reaksiyonlar gerçekleştiren oksitleyici bir ajan olarak kullanılır:

MnO 2 + 4HCl \u003d MnCl 2 + Cl 2 + 2H20

Alkali bir ortamda, manganez (IV) oksit ayrıca manganez (VI) bileşiklerine, örneğin manganez asit tuzları - manganatlara dönüşen bir indirgeyici ajan olabilir:

3MnO 2 + KClO 3 + 6KOH = 3K 2 MnO 4 + KCl + 3H 2 O

MnO 2'nin RH Reaksiyonlarına pH'ın Etkisi

Manganez(VI) bileşikleri

MnO 3 - oksit, asidik özelliklere sahiptir.

H 2 MnO 4 - manganez asit- sadece çözeltide bulunur.

Bu asidin tuzları manganatlar.

Manganatlar, kuru permanganatların kalsine edilmesiyle elde edilebilir:

Manganatlar kuvvetli alkali bir ortamda kararlıdır; nötr bir ortamda orantısızlık reaksiyonu meydana gelir:

3Na 2 MnO 4 + 2H 2 O → 2NaMnO 4 + MnO 2 + 4NaOH

Manganez(VII) bileşikleri

Manganez +7'nin en yüksek oksidasyon durumu, asit oksit Mn 2 O 7, permanganik asit HMnO 4 ve tuzları - permanganatlar.

Manganez(VII) bileşikleri güçlü oksitleyicilerdir. Mn 2 O 7, temas ettiğinde alkollerin ve eterlerin tutuştuğu yeşilimsi kahverengi yağlı bir sıvıdır. Oksit Mn(VII), permanganik asit HMnO 4'e karşılık gelir. Yalnızca çözümlerde bulunur, ancak en güçlülerinden biri olarak kabul edilir (α - %100). Çözeltideki olası maksimum HMnO 4 konsantrasyonu %20'dir. Tuzlar HMnO 4 - permanganatlar - en güçlü oksitleyici ajanlar; sulu çözeltilerde, asidin kendisi gibi, koyu kırmızı bir renge sahiptirler.

Redoks reaksiyonlarında permanganatlar güçlü oksitleyici ajanlardır. Ortamın reaksiyonuna bağlı olarak, bunlar ya iki değerli manganez tuzlarına (asidik bir ortamda), manganez (IV) oksite (nötr olanda) veya manganez (VI) bileşiklerine - manganatlara - (alkali bir ortamda) indirgenir. . Açıkçası, asidik bir ortamda, Mn +7'nin oksidatif yetenekleri en belirgindir.

2KMnO 4 + 5Na 2 SO 3 + 3H 2 SO 4 → 2MnSO 4 + 5Na 2 SO 4 + K 2 SO 4 + 3H 2 O

2KMnO 4 + 3Na 2 SO 3 + H 2 O → 2MnO 2 + 3Na 2 SO 4 + 2KOH

2KMnO 4 + Na 2 SO 3 + 2KOH → 2K 2 MnO 4 + Na 2 SO 4 + H 2 O

Hem asidik hem de alkali ortamda bulunan permanganatlar organik maddeleri oksitler:

2KMnO 4 + 3H 2 SO 4 + 5C 2 H 5 OH → 2MnSO 4 + K 2 SO 4 + 5CH 3 COH + 8H 2 O

alkol aldehit

4KMnO 4 + 2NaOH + C 2 H 5OH → MnO 2 ↓ + 3CH 3 COH + 2K 2 MnO 4 +

Na 2 MnO 4 + 4H 2 O

Isıtıldığında potasyum permanganat ayrışır (bu reaksiyon laboratuvarda oksijen üretmek için kullanılır):

2KMnO 4 K 2 MnO 4 + MnO 2 + O 2

Bu nedenle, manganez için aynı bağımlılıklar tipiktir: en düşük oksidasyon durumundan en yükseğe geçişte, oksijen bileşiklerinin asidik özellikleri artar ve OB reaksiyonlarında indirgeme özellikleri oksitleyici özelliklerle değiştirilir.

Vücut için permanganatlar, güçlü oksitleyici özellikleri nedeniyle zehirlidir.

Permanganat zehirlenmesi durumunda, panzehir olarak asetik asit ortamında hidrojen peroksit kullanılır:

2KMnO 4 + 5H 2 O 2 + 6CH 3 COOH → 2(CH 3 COO) 2 Mn + 2CH 3 COOK + 5O 2 + 8H 2 O

KMnO 4 solüsyonu, cilt yüzeyini ve mukoza zarlarını tedavi etmek için koterize edici ve bakterisidal bir ajandır. KMnO 4'ün asidik bir ortamda güçlü oksitleyici özellikleri, suyun, idrardaki ürik asidin oksitlenebilirliğini belirlemek için klinik analizde kullanılan analitik permanganatometri yönteminin temelini oluşturur.

İnsan vücudu, çeşitli bileşiklerde yaklaşık 12 mg Mn içerir ve %43'ü kemik dokusunda konsantredir. Hematopoezi, kemik dokusu oluşumunu, büyümeyi, üremeyi ve diğer bazı vücut fonksiyonlarını etkiler.

Konu: Grup VIII'in D-elementleri

Anahtar Kelimeler:d-elementler, demir, kobalt, nikel, triadlar - d-elementler, demir ailesi, ferromanyetik bileşikler, kompleks oluşturma yeteneği, asitlerle soğuk pasivasyon, demir karboniller, kristal hidratlar, sarı ve kırmızı tuzlar, ferratlar, Mohr tuzu, demir asit.

VIII B-grubunun bir özelliği, elektronik analogları olmayan büyük periyotların 3 üçlü d-elemanını küçük periyotlarda birleştirmesidir.

İlk üçlünün unsurları - Fe, Co, Ni demir ailesi denir. İkinci ve üçüncü üçlülerin elemanları, yani Ru(rutenyum), Rh(rodyum), PD(paladyum), İşletim sistemi(osmiyum), ir(iridyum), nokta(platin) platin metalleri olarak adlandırılır.

Demir ailesinin elementlerinin atomları, platin metallerinin atomlarının aksine, serbest bir f-alt düzeyine sahip değildir.

Bu gerçek, demir ailesinin elementlerinin kimyasal özelliklerini belirler.

Özellikleri çok benzer olan ve birbirinden ayrılması zor olan platin metalleri, demir ailesinin metallerinden keskin bir şekilde farklıdır ve litosferde asla onlarla birlikte bulunmazlar.

VIII B-grubunun elemanlarında, ön-dış seviyenin d-alt seviyesi neredeyse tamamen tamamlandı. Bununla birlikte, d-alt seviyesinin tüm elektronları kimyasal bağların oluşumuna katılmaz. Sadece yaklaşık 10 yıl önce, +8 oksidasyon durumuna sahip bir demir bileşiği elde edildi, ancak daha sık olarak demir için karmaşık bileşiklerde +3 ve +2 oksidasyon durumları karakteristiktir; Co +3 ve Ni +2. VIII B-grubunun metalleri, yüksek yoğunluklar ve erime noktaları ile karakterize edilir. Fe, Co, Ni ferromıknatıslardır; VIII B-grubunun tüm elementleri iyi kompleks yapıcı ajanlardır.

Demir ailesinin elementleri, orta kimyasal aktiviteye sahip metallerdir. Bir dizi standart elektrot potansiyelinde, hidrojenin solunda bulunurlar. Platin metaller, bir dizi standart elektrot potansiyelinin sonunda bulunur ve düşük kimyasal aktivite ile karakterize edilir.

Platin metaller enstrüman yapımında, organik sentezde katalizör olarak ve korozyona dayanıklı alaşımların üretiminde kullanılır.

Demir ailesinin elementleri, kimyasal elementlerin periyodik tablosunun dördüncü periyodunda yer alır. Fe, Co gümüşi beyaz metallerdir, Ni ise sarımsı beyaz bir renge sahiptir.

Karmaşık maddelerdeki demir ve kobalt için, +2 ve +3 oksidasyon durumları en karakteristiktir ve nikel için +2'dir. Manganez alt grubunun elementleri gibi, oksidasyon durumu 0 (karboniller) olan bileşikler oluşturabilirler:

Manganez (lat. - Manganum, Mn) vücudumuzda az miktarda bulunur. Bu nedenle, bir mikro besin olarak sınıflandırılır. Vücudumuzdaki bu eser elementin içeriği azdır. Bununla birlikte, manganez, diğer maddelerle birlikte yağların, karbonhidratların ve proteinlerin metabolizmasında rol oynar.

Manganez, tarihi standartlara göre çok uzun zaman önce olmayan 18. yüzyılda keşfedildi. Bununla birlikte, insanoğlu eski zamanlardan beri manganez bileşiklerine aşinadır. Bu bileşiklerden biri manganez dioksit veya piroluzit, MnO2'dir. Cam ve deri işinde kullanılmıştır. O zaman, birçok mineral bileşiğine magnezya deniyordu. Bu nedenle MnO 2, başka bir mineral olan manyetit ile benzerliğinden dolayı siyah magnezya olarak adlandırıldı.

Ancak, bu minerallerin farklılıkları vardı. Manyetit demir oksittir, Fe 3 O 4 ve bir mıknatıs tarafından çekildi. Buna karşılık, mıknatıs siyah magnezya üzerinde çalışmadı ve ondan demir çıkarılamadı. Bu nedenle, bu mineral başka bir isim aldı - eski Yunanca aldatma kelimesinden manganez. Bu terim birçok Avrupa diline geçmiştir.

Almanca'da mineral Mangan veya Manganerz olarak adlandırıldı. Rusça manganez adı buradan gelir. Bununla birlikte, manganezin kendisi sadece 1778'de elde edildi. Daha sonra İsveçli kimyager Scheele, demir yerine pirolizitin şimdiye kadar bilinmeyen başka bir metal içerdiği sonucuna vardı. Aynı yıl, Gan

ayrıca İsveçli bir bilim adamı, piroluzitten manganez izole etti.

Özellikleri

Mendeleev'in periyodik element sisteminde Mn, IV. periyodun VII grubunda bulunur ve 25 numara altında listelenir. Bu, 25 elektronun Mn'nin atom çekirdeği etrafında döndüğü ve bunlardan 7'sinin dış yörüngede olduğu anlamına gelir.

Manganez, çeşitli maddelerle etkileşime girdiğinde bu elektronları bağışlayabilir veya başkalarını kendisine bağlayabilir. Buna göre değerliliği değişkendir ve 1 ila 7 arasındadır. Çoğu zaman 2, 4 ve 7'dir. Minimum değerlilikte, manganezin bir indirgeyici ajan olarak özellikleri baskındır ve maksimumda bir oksitleyici ajandır.

Manganez, özelliklerinin birçoğunda demire benzer ve demirle birlikte demirli bir metal olarak sınıflandırılır. Atom kütlesi 55 olan gümüşi beyaz bir metaldir. Bu metal oldukça ağırdır, yoğunluğu 7,4 g/cm3'tür. Erime ve kaynama noktaları da yüksektir - 1245 0 С ve 2150 0 С Manganez oksit oluşturmak için oksijenle kolayca reaksiyona girer.

Manganezin değeri değişken olduğu için oksitleri birbirinden farklıdır. Bunlardan biri yukarıda bahsedilen piroluzittir. Metalik manganezin yüzeyinde, onu daha fazla oksidasyondan koruyan bir oksit filmi oluşur. Manganez, değerliliğine bağlı olarak hem oksitleyici hem de indirgeyici bir madde olabileceğinden, hem metallerle hem de metal olmayanlarla reaksiyona girer ve bileşikleri çeşitlidir.

Oksijenle birlikte asidik bir permanganöz asit tortusu oluşturur. Bu kalıntı, bu asit, manganatların tuzlarının bir parçasıdır. Bu tuzlardan biri potasyum permanganat, KMn04, iyi bilinen potasyum permanganattır. Genel olarak manganez bileşikleri doğada oldukça yaygındır. Manganezin demirle birleştiği okyanusların dibinde özellikle birçoğu var. Manganezin payı, yer kabuğunun kütlesinin yaklaşık % 0.1'ini oluşturur. Bu göstergeye göre, Mendeleev'in periyodik sisteminin tüm unsurları arasında 11. sırada yer alıyor.

fizyolojik eylem

Bir yetişkinin vücudundaki manganez içeriği küçüktür, 10-20 mg. Bu, diğer metallerin içeriğinden çok daha azdır - potasyum, kalsiyum, demir, sodyum, bakır, çinko. Bu nedenle, Mn başlangıçta hayati bir element olarak kabul edilmedi ve vücutta varlığının hiç de zorunlu olmadığına inanılıyordu. Gerçekten de, bu eser elementin tüm çeşitleri bizi ilgilendirmiyor. İki değerlikli ve üç değerlikli manganez, Mn (II) ve Mn (III) fizyolojik süreçlerde yer alır.

Manganezin fizyolojik değeri, diğer birçok faydalı maddenin (besinler) emilimini düzenlemesinde yatmaktadır. Bu besinler arasında bakır, B vitaminleri, özellikle vit bulunur. B 1 (Tiamin) ve vit. B4 (kolin). Ayrıca manganezin vit emilimi üzerinde olumlu etkisi vardır. E (Tokoferol) ve Vit. C (askorbik asit). Bu vitaminler güçlü antioksidanlardır.

Buna göre manganez de antioksidan etkiye sahiptir. Bir antioksidan olarak serbest radikalleri bağlar ve hücrelere zarar vermelerini engeller. Böylece manganez bağışıklık sistemini güçlendirir ve malign neoplazmların oluşumunu engeller.

Ayrıca manganez birçok enzim sisteminin bir parçasıdır. Bu mikro elementin çoğu, ATP molekülleri şeklinde enerji birikiminde yer aldığı mitokondridedir. Ayrıca manganez karbonhidratların, proteinlerin ve lipidlerin (yağların) metabolizmasını (değişimini) sağlar. Maddelerin parçalanması ve metabolik reaksiyonların hızlanması ile katabolik süreçleri uyarır.

Manganez etkisi altında proteinlerin kullanımı sırasında, nihai azotlu ürünler, üre ve kreatinin oluşumu ile ayrılırlar. Sonuç olarak, enerji açığa çıkar. Bu süreç, fiziksel çalışmanın performansında büyük pratik öneme sahiptir.

Manganez, yağ asitlerinin sentezini teşvik eder, lipitlerin emilimini kolaylaştırır ve bunların parçalanmasında rol oynar. Lipitler enerji yoğun bileşiklerdir ve manganez sayesinde maksimum miktarda enerji salınımı ile tamamen tüketilirler. Aynı zamanda manganez, obezitenin gelişmesiyle birlikte yağ kütlelerinin deri altı tabakasında birikmesini engeller.

Yağ tüketimi ile düşük yoğunluklu kolesterol üretimi azalır ve aterosklerotik plaklar şeklinde kan damarlarının duvarlarında birikmez. Ek olarak, manganez karaciğerin (yağlı karaciğer) yağ infiltrasyonunu büyük ölçüde önler. Mn sayesinde birçok toksik bileşiği safra ile bağlayıp atarak karaciğerin işlevi iyileştirilir.

Ek olarak, Mn karaciğer ve iskelet kaslarında glikojenin birikmesini, birikmesini gerçekleştirir. Genel olarak, manganezin karbonhidrat metabolizması üzerindeki etkisi çeşitlidir. Manganez, insülin benzeri bir etkiye sahiptir, glikozun hücreye taşınmasını ve ardından ATP oluşumu ile parçalanmasını destekler. Bu nedenle mitokondride yoğunlaşmıştır.

Aynı zamanda, bazı verilere göre, glikoz eksikliği durumunda, glukoneogenez, protein ve lipid bileşiklerinden glikoz sentezi süreçlerini tetikleyebilir. Manganez ayrıca sinir uyarılarının yayılmasına da katkıda bulunur, tk. nörotransmitter maddelerin sentezine katılır.

Manganez tarafından kas dokusundaki metabolik süreçlerin uyarılması, kas gücü ve dayanıklılığında bir artışa yol açar. Ayrıca manganez kemikleri güçlendirir. Ayrıca kıkırdak oluşturur, eklem içi veya sinovyal sıvının bileşimini düzenler. Böylece Mn, eklemlerin durumunu ve işlevini iyileştirir, içlerinde dejeneratif ve inflamatuar süreçlerin gelişmesini engeller.

Bakır ile birlikte manganez hematopoezde yer alır, kanın pıhtılaşmasını uyarır. Ve bu mikro elementin gençleştirici bir etkisi vardır. Etkisi altındaki cilt sıkı ve elastik hale gelir. Yaşlanmayla ilişkili doğal süreçler yavaşlar. Ayrıca manganez, ultraviyole ışınlarına karşı cildin direncini arttırır ve malign cilt kanserlerinin gelişimini engeller.

Manganezin organ ve sistemlerin durumu üzerindeki etkisi büyük ölçüde endokrin sistem aracılığıyla gerçekleşir. İnsülinin etkisini arttırır. Bu sayede glikoz emilir ve diyabet riski azalır. Bu eser element ayrıca hipofiz-adrenal sistem üzerinde uyarıcı bir etkiye sahiptir. Manganez tiroid hormonlarının üretimini arttırır.

Benzer şekilde, Mn erkek ve dişi cinsiyet hormonları üzerinde etkilidir. Erkeklerde spermatogenezi aktive eder, kadınlarda adet döngüsünün düzenlenmesinde rol oynar ve her iki cinsiyette de kısırlığı önler. İleri gebelikte manganez, diğer besinlerle birlikte fetüste organ ve dokular oluşturur. Doğumdan sonra manganez emzirmeyi uyarır.

günlük gereksinim

Mn ihtiyacı sadece yaşa değil, aynı zamanda bir dizi başka faktöre de bağlıdır.

Fiziksel efor, şiddetli hastalıklar ile manganez ihtiyacı günde 11 mg'a çıkar.

Eksikliğin nedenleri ve belirtileri

Manganez eksikliği, bir yetişkinin vücudundaki günlük alımının 1 mg'dan az olduğu durumlarda olduğu söylenir. Ana sebep, diyette manganez içeren doğal gıdaların içeriğinin düşük olması, rafine gıdaların veya çok miktarda sentetik içerik içeren gıdaların baskın olmasıdır.

Ek olarak, gastrointestinal sistemin (gastrointestinal sistem) birçok hastalığında, manganezin ince bağırsakta emilimi bozulacaktır. Bu da kalsiyum ve demir içeren ilaçların alımına katkıda bulunur. Gerçek şu ki, bu iki mineral manganez emilimini bozar. Yaşla birlikte manganez emilimi bozulur ve bu eser elementin eksikliği genellikle yaşlılarda görülür.

Bazı koşullara artan bir manganez tüketimi eşlik eder:

• fiziksel aktivite (sıkı çalışma, spor)
• zihinsel ve zihinsel stres
• diyabet
• ekolojik olarak elverişsiz bölgelerde yaşayan tehlikeli endüstrilerde kronik zehirlenme
• alkolizm
• gebelik
• hızlı büyüme dönemi
• Yumurtalıkların hormon üreten işlevinin ihlali ile "kadın" hastalıkları.

Kendi başlarına, bu koşullar her zaman manganez eksikliğine yol açmaz. Bununla birlikte, birbirleriyle ve ayrıca yetersiz beslenme, gastrointestinal hastalık ile birleştirilirlerse, büyük olasılıkla vücuttaki manganez içeriği azalacaktır.

Manganez eksikliği belirtileri spesifik değildir ve birçok yönden diğer besinlerin eksikliği belirtilerine benzer. Genel bir zayıflık, zihinsel işlevlerin bozulması, zihinsel dengesizlik vardır. Hastalar baş dönmesi, hareketlerin zayıf koordinasyonundan şikayet ederler. Kas tonusu azalır, bazı durumlarda kas krampları görülür.

Kemik dokusunda, kalsiyum eksikliği olanlara benzer değişiklikler meydana gelir. Kemik yoğunluğu azalır, osteoporoz gelişir ve kırık riski artar. Eklem kıkırdağının dejenerasyonu nedeniyle eklemlerde artroz oluşur. Manganez eksikliği ile ilişkili diğer patolojik durumlar arasında: anemi, ateroskleroz, azalmış bağışıklık.

Diabetes mellitus, kardiyovasküler ve onkolojik hastalıklar, deri döküntüsü ile alerjik reaksiyonlar, ödem ve bronkospazm riski artar. Erken yaşlanma belirtileri ortaya çıkar; yaşlılık lekeleri, saç dökülmesi, yavaş tırnak büyümesi ile sarkık buruşuk cilt. Kısırlık genellikle hormonal dengesizlik nedeniyle oluşur.

Çocuklarda manganez eksikliği çoğunlukla besleyici niteliktedir ve sıklıkla diğer besin eksiklikleri ile birleştirilir. Bu tür çocuklar zihinsel ve fiziksel gelişimde geride kalırlar. Genellikle bulaşıcı hastalıklardan muzdariptirler, alerjiden muzdariptirler. Bazen konvülsif bir sendrom vardır.

Gelir kaynakları

Manganez bize daha çok bitkisel ürünlerle geliyor. Hayvansal gıdalarda miktarı azdır.

Rafinaj sırasında önemli miktarda manganez kaybı olduğu dikkate alınmalıdır. Aynısı ısıl işlem, özellikle kaynatma için de geçerlidir. Bu nedenle manganez içeren ham ürünler tercih edilmelidir.

sentetik analoglar

En ünlü manganez içeren farmasötik, potasyum permanganat, KMnO 4 veya basitçe potasyum permanganattır. Doğru, potasyum permanganat sadece yaraların, cilt yanıklarının, soğuk algınlığı için orofaringeal durulamaların tedavisi için harici bir antiseptik olarak kullanılır.

Bazen potasyum permanganat, belirli zehirlenmeler için mide yıkama sırasında kusturucu olarak alınır. İlacın bu kapasitede kullanılmasına rağmen oldukça tartışmalıdır. İlk olarak, optimal konsantrasyonu bulmak çok zordur. Konsantre potasyum permanganat oral mukoza, yemek borusu ve midede yanıklara neden olabilir. İkincisi, ağızdan alındığında manganezin bir kısmı emilir ve manganez zehirlenmesi alabilirsiniz.

Kapsüller ve tabletler şeklinde oral uygulama için manganez içeren müstahzarlara gelince, bunlar farmasötik değil, diyet takviyeleridir.

Burada manganez bileşikleri genellikle diğer mineraller ve vitaminlerle birleştirilir. Bu ilaçlar, immün yetmezlik, osteoporoz, anemi, zihinsel ve fiziksel aşırı çalışma ve artan manganez ihtiyacı ile ilişkili diğer durumlar için yardımcı maddeler olarak alınır.

Metabolizma

Yutulan Mn (II) emilimi ince bağırsak boyunca gerçekleştirilir. Absorpsiyonun küçük olması, yaklaşık %5 olması karakteristiktir. Geri kalanı dışkıyla atılır. Emilen manganez, karaciğere portal ven yoluyla girer, burada serbest formda veya plazma proteinleriyle ilişkili globulinlerde bulunur.

Belli bir miktar Mn(II), Mn(III)'e oksitlenir ve bir taşıyıcı protein ile birlikte organlara ve dokulara taşınır. Burada içeriği önemli ölçüde değişebilir. Maksimum manganez, hücreleri çok sayıda mitokondri içeren organların dokularındadır. Bunlar karaciğer, pankreas, böbreklerdir.

Miyokard, beyin yapıları da önemli miktarda manganez içerir. Bu arada kan plazmasındaki seviyesi düşüktür, çünkü. manganez kandan dokulara hızla taşınır. Manganez esas olarak dışkıyla ve daha az oranda idrarla atılır. Bağırsaklara esas olarak safra ile girer. Bu durumda, bir kısmı bağırsakta geri emilebilir.

Ek olarak, kan plazmasındaki Mn, doğrudan bağırsağa salgılanabilir. Kolestazın eşlik ettiği hastalıklarda (safra durgunluğu), manganez salınımı zordur. Bu durumlarda pankreas suyu ile on iki parmak bağırsağına salgılanır. Emzirme döneminde anne sütünde az miktarda eser element kaybolur.

Diğer maddelerle etkileşim

Mn, birçok B vitamininin yanı sıra vit emilimini artırır. E ve C. Bakır ve çinkonun etkilerini artırır. Bakır ve demir ile birlikte manganez hematopoezde yer alır. Bununla birlikte, büyük miktarlarda demirin emilimini engeller. Buna karşılık, demir, manganez emilimini bozar. Aynı şey kalsiyum ve fosfor için de geçerlidir. Gıda ürünlerinden tatlılar, kafein ve alkol Mn içeriğini olumsuz etkiler. Emilimini bozarlar veya tüketimi arttırırlar.

aşırılık belirtileri

Günlük dozu 40 mg'ı geçerse fazla manganez alımından bahsedebiliriz. Bunu manganez açısından zengin tek bir öğünle başarmak gerçekçi değildir. Aşırı dozda manganez içeren ürünler - çok. Sonuçta, Mn diyet takviyeleri ile temsil edilir ve içlerindeki eser element içeriği düşüktür.

Doğru, nadir durumlarda potasyum permanganat ile akut zehirlenme mümkündür. Temel olarak, manganez zehirlenmesi kroniktir. Ana sebep, manganez içeren bileşikler solunduğunda endüstriyel soluma zehirlenmesidir. Manganez bileşikleri ile kirlenmiş içme suyu da zehirlenmeye neden olabilir.

Manganez zehirlenmesi genel halsizlik, kas tonusunda azalma ve koordinasyon bozuklukları ile kendini gösterir. Anemi sıklıkla gelişir. İştah yok, sindirim bozuluyor, karaciğer büyüyor. Nörolojik bozukluklar, Parkinson hastalığındakiyle aynı niteliktedir. Şiddetli zehirlenmelerde, sözde. manganez çılgınlığı - motor uyarılma ile yetersizlik, sinirlilik ve halüsinasyonlar.

Kronik manganez intoksikasyonunun bir diğer karakteristik özelliği manganez raşitizmidir. Kemik dokusunda fazla olan manganezin kalsiyumu oradan uzaklaştırması nedeniyle oluşur. Bu durum vit ile tedavi edilir. D ve kalsiyum preparatları.

Sizin ve sağlığınız için en alakalı ve faydalı bilgileri sağlamaya çalışıyoruz. Bu sayfada yayınlanan materyaller bilgilendirme amaçlıdır ve eğitim amaçlıdır. Site ziyaretçileri bunları tıbbi tavsiye olarak kullanmamalıdır. Teşhisi belirlemek ve bir tedavi yöntemi seçmek doktorunuzun münhasır ayrıcalığı olmaya devam ediyor! Web sitesinde yayınlanan bilgilerin kullanımından kaynaklanan olası olumsuz sonuçlardan sorumlu değiliz.

Metalurji için en önemli metallerden biri manganezdir. Ek olarak, genellikle ilginç gerçeklerin ilişkilendirildiği oldukça sıra dışı bir unsurdur. Canlı organizmalar için önemli, birçok alaşımın üretiminde ihtiyaç duyulan kimyasallar. Manganez - bir fotoğrafı aşağıda görülebilir. Bu makalede ele alacağımız özellikleri ve özellikleridir.

Kimyasal bir elementin özellikleri

Bir element olarak manganez hakkında konuşursak, her şeyden önce içindeki konumunu karakterize etmek gerekir.

1. Dördüncü büyük dönemde, yedinci grupta, ikincil bir alt grupta bulunur.
2. Seri numarası 25'tir. Manganez, atomları +25 olan kimyasal bir elementtir. Elektron sayısı aynı, nötronlar - 30.
3. Atomik kütle değeri 54.938'dir.
4. Manganez kimyasal elementinin sembolü Mn'dir.
5. Latince adı manganezdir.

Krom ve demir arasında bulunur, bu da onlarla fiziksel ve kimyasal özelliklerdeki benzerliğini açıklar.

Manganez - kimyasal element: geçiş metali

İndirgenmiş bir atomun elektronik konfigürasyonunu düşünürsek, formülü şöyle görünecektir: 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 4s 2 3d 5. Düşündüğümüz unsurun d-ailesinden olduğu ortaya çıkıyor. 3d alt seviyesindeki beş elektron, kimyasal özelliklerinde kendini gösteren atomun kararlılığını gösterir.

Bir metal olarak manganez bir indirgeyici ajandır, ancak bileşiklerinin çoğu aynı zamanda oldukça güçlü oksitleme yetenekleri sergileme yeteneğine sahiptir. Bunun nedeni, bu elementin sahip olduğu farklı oksidasyon durumları ve değerleridir. Bu, bu ailenin tüm metallerinin bir özelliğidir.

Dolayısıyla manganez, diğer atomlar arasında yer alan ve kendine has özellikleri olan bir kimyasal elementtir. Gelin bu özelliklere daha detaylı bir şekilde göz atalım.

Manganez kimyasal bir elementtir. Paslanma durumu

Atomun elektronik formülünü zaten vermiştik. Ona göre, bu element birkaç pozitif oksidasyon durumu sergileyebilir. Bu:

Bir atomun değeri IV'tür. En kararlı, manganezin +2, +4, +6 değerlerine sahip olduğu bileşiklerdir. En yüksek oksidasyon derecesi, bileşiklerin en güçlü oksitleyici ajanlar olarak hareket etmesine izin verir. Örneğin: KMnO 4 , Mn 2 O 7 .

+2'li bileşikler indirgeyici ajanlardır, manganez (II) hidroksit, baziklerin baskın olduğu amfoterik özelliklere sahiptir. Oksidasyon durumlarının ara göstergeleri amfoterik bileşikler oluşturur.

keşif geçmişi

Manganez, hemen değil, yavaş yavaş ve çeşitli bilim adamları tarafından keşfedilen kimyasal bir elementtir. Bununla birlikte, bileşikleri eski zamanlardan beri insanlar tarafından kullanılmaktadır. Cam eritme için manganez (IV) oksit kullanıldı. Bir İtalyan, camların kimyasal üretiminde bu bileşiğin eklenmesinin renginin mora döndüğünü ifade etmiştir. Bununla birlikte aynı madde renkli camlardaki bulanıklığın giderilmesine yardımcı olur.

Daha sonra Avusturya'da bilim adamı Kaim, pirolizit (manganez (IV) oksit), potasyum ve kömürü yüksek sıcaklıklara maruz bırakarak bir parça metalik manganez elde etmeyi başardı. Bununla birlikte, bu numunenin ortadan kaldıramadığı birçok safsızlık vardı, bu nedenle keşif gerçekleşmedi.

Daha sonra, başka bir bilim adamı da önemli bir oranın saf metal olduğu bir karışımı sentezledi. Nikel elementini daha önce keşfeden Bergman'dı. Ancak, işi bitirmek kaderinde değildi.

Manganez, ilk olarak 1774 yılında Karl Scheele tarafından basit bir madde şeklinde elde edilen ve izole edilen kimyasal bir elementtir. Ancak bunu, bir metal parçasını eritme işlemini tamamlayan I. Gan ile birlikte yaptı. Ama onlar bile onu safsızlıklardan tamamen arındırmayı ve %100 ürün verimi elde etmeyi başaramadılar.

Bununla birlikte, bu atom tam da bu sefer keşfedildi. Aynı bilim adamları, kaşifler olarak bir isim vermeye çalıştılar. Manganezyum terimini seçtiler. Ancak magnezyumun keşfinden sonra kafa karışıklığı başlamış ve manganezin adı modern olarak değiştirilmiştir (H. David, 1908).

Manganez, birçok metalurjik işlem için özellikleri çok değerli olan kimyasal bir element olduğundan, zamanla onu en saf haliyle elde etmenin bir yolunu bulmak gerekli hale geldi. Bu problem tüm dünyadaki bilim adamları tarafından çözüldü, ancak bir Sovyet kimyager olan R. Agladze'nin çalışması sayesinde ancak 1919'da çözülebildi. Elektroliz yoluyla sülfatlardan ve manganez klorürlerinden% 99.98 madde içeriğine sahip saf metal elde etmenin mümkün olduğu bir yöntem bulmuştur. Artık bu yöntem tüm dünyada uygulanmaktadır.

doğada olmak

Manganez, basit bir maddenin fotoğrafı aşağıda görülebilen kimyasal bir elementtir. Doğada, bu atomun nötron sayısı büyük ölçüde değişen birçok izotopu vardır. Bu nedenle, kütle numaraları 44 ila 69 arasında değişir. Bununla birlikte, tek kararlı izotop, 55 Mn değerine sahip bir elementtir, geri kalanların tümü ya ihmal edilecek kadar kısa bir yarı ömre sahiptir ya da çok küçük miktarlarda bulunur.

Manganez oksidasyon durumu çok farklı kimyasal bir element olduğu için doğada da birçok bileşik oluşturur. Saf haliyle, bu element hiç oluşmaz. Minerallerde ve cevherlerde sabit komşusu demirdir. Toplamda, manganez içeren en önemli kayaçlardan bazıları tanımlanabilir.

1. piroluzit. Bileşik formülü: MnO 2 * nH 2 O.
2. Psilomelan, MnO2*mMnO*nH2O molekülü.
3. Manganit, formül MnO*OH.
4. Brownite diğerlerinden daha az yaygındır. Formül Mn2O3.
5. Gausmanit, formül Mn*Mn 2 O 4.
6. Rodonit Mn 2 (SiO 3) 2.
7. Manganezin karbonat cevherleri.
8. Ahududu direği veya rhodochrosite - MnCO 3.
9. Purpurit - Mn 3 PO 4.

Ek olarak, söz konusu elementi de içeren birkaç mineral daha tanımlanabilir. Bu:

• kalsit;
• siderit;
• kil mineralleri;
• kalsedon;
• opal;
• kumlu-siltli bileşikler.

Kayalara ve tortul kayaçlara, minerallere ek olarak, manganez, aşağıdaki nesnelerin parçası olan kimyasal bir elementtir:

1. bitki organizmaları. Bu elementin en büyük akümülatörleri şunlardır: su kestanesi, su mercimeği, diatomlar.
2. Pas mantarı.
3. Bazı bakteri türleri.
4. Aşağıdaki hayvanlar: kırmızı karıncalar, kabuklular, yumuşakçalar.
5. İnsanlar - günlük gereksinim yaklaşık 3-5 mg'dır.
6. Okyanusların suları bu elementin %0,3'ünü içerir.
7. Yerkabuğundaki toplam içerik kütlece %0,1'dir.

Genel olarak, gezegenimizdeki en yaygın 14. elementtir. Ağır metaller arasında demirden sonra ikinci sıradadır.

Fiziksel özellikler

Basit bir madde olarak manganezin özellikleri açısından, onun için birkaç temel fiziksel özellik ayırt edilebilir.

1. Basit bir madde şeklinde oldukça katı bir metaldir (Mohs ölçeğinde gösterge 4'tür). Renk - gümüşi beyaz, havada koruyucu bir oksit film ile kaplanmış, kesimde parlıyor.
2. Erime noktası 1246 0 C'dir.
3. Kaynatma - 2061 0 C
4. İletkenlik özellikleri iyidir, paramanyetiktir.
5. Metalin yoğunluğu 7.44 g/cm3'tür.
6. Kristal kafesin yapısında ve şeklinde ve atomların paketleme yoğunluğunda farklılık gösteren dört polimorfik modifikasyon (α, β, γ, σ) şeklinde bulunur. Erime noktaları da farklıdır.

Metalurjide üç ana manganez formu kullanılır: β, γ, σ. Alfa, özelliklerinde çok kırılgan olduğu için daha nadirdir.

Kimyasal özellikler

Kimya açısından manganez, iyon yükü +2 ila +7 arasında büyük ölçüde değişen kimyasal bir elementtir. Bu, faaliyetine damgasını vurur. Havada serbest halde bulunan manganez su ile çok zayıf reaksiyona girer ve seyreltik asitlerde çözünür. Bununla birlikte, metalin aktivitesi keskin bir şekilde arttığından, yalnızca sıcaklığın arttırılması gerekir.

Böylece, aşağıdakilerle etkileşime girebilir:

• azot;
• karbon;
• halojenler;
• silikon;
• fosfor;
• kükürt ve diğer metal olmayanlar.

Havaya erişimi olmadan ısıtıldığında, metal kolayca buhar durumuna geçer. Manganezin sergilediği oksidasyon durumuna bağlı olarak, bileşikleri hem indirgeyici maddeler hem de oksitleyici maddeler olabilir. Bazıları amfoterik özellikler gösterir. Bu nedenle, ana olanlar, +2 olduğu bileşiklerin karakteristiğidir. Amfoterik - +4, asidik ve kuvvetli oksitleyici en yüksek değer +7'dir.

Manganez bir geçiş metali olmasına rağmen, onun için karmaşık bileşikler azdır. Bu, atomun kararlı elektronik konfigürasyonundan kaynaklanmaktadır, çünkü 3 boyutlu alt seviyesi 5 elektron içermektedir.

Nasıl alınır

Endüstride manganezin (kimyasal bir element) elde edilmesinin üç ana yolu vardır. Adı Latince okunduğundan, zaten belirledik - manganum. Rusça'ya çevirirseniz, "evet, gerçekten açıklığa kavuşturuyorum, rengini bozuyorum" olacaktır. Manganez, adını antik çağlardan beri bilinen tezahür özelliklerine borçludur.

Ancak, ününe rağmen, yalnızca 1919'da saf haliyle kullanım için elde etmek mümkün oldu. Bu, aşağıdaki yöntemlerle yapılır.

1. Elektrolitik, ürün verimi %99.98'dir. Bu sayede kimya endüstrisinde mangan elde edilir.
2. Silikotermik veya silikonla indirgeme. Bu yöntemle silikon ve manganez (IV) oksit kaynaştırılarak saf bir metal elde edilir. Bir yan etki, silisit oluşturmak için manganez ile silikonun birleşimi olduğundan verim yaklaşık %68'dir. Bu yöntem metalurji endüstrisinde kullanılır.
3. Alüminotermik yöntem - alüminyum ile restorasyon. Ayrıca çok yüksek bir ürün verimi vermez, safsızlıklarla kirlenmiş manganez oluşur.

Bu metalin üretimi, metalurjide gerçekleştirilen birçok işlem için önemlidir. Küçük bir manganez ilavesi bile alaşımların özelliklerini büyük ölçüde etkileyebilir. İçinde birçok metalin çözünerek kristal kafesini doldurduğu kanıtlanmıştır.

Bu elementin çıkarılması ve üretimi açısından Rusya, dünyada ilk sırada yer almaktadır. Bu işlem aşağıdaki gibi ülkelerde de gerçekleştirilir:

• Çin.
• Kazakistan.
• Gürcistan.
• Ukrayna.

Endüstriyel kullanım

Manganez, kullanımı sadece metalurjide önemli olmayan kimyasal bir elementtir. ama aynı zamanda diğer alanlarda. Saf haliyle metalin yanı sıra bu atomun çeşitli bileşikleri de büyük önem taşımaktadır. Ana olanları özetleyelim.

1. Manganez sayesinde benzersiz özelliklere sahip çeşitli alaşım türleri vardır. Bu nedenle, örneğin, ekskavatörler, taş işleme makineleri, kırıcılar, bilyalı değirmenler, zırh parçaları için eritme parçaları için kullanıldığı kadar güçlü ve aşınmaya dayanıklıdır.
2. Manganez dioksit, elektrokaplamanın zorunlu bir oksitleyici elementidir, depolarizörlerin oluşturulmasında kullanılır.
3. Çeşitli maddelerin organik sentezleri için birçok manganez bileşiğine ihtiyaç vardır.
4. Potasyum permanganat (veya potasyum permanganat) tıpta güçlü bir dezenfektan olarak kullanılır.
5. Bu element bronzun bir parçasıdır, pirinç, uçak türbinleri, kanatlar ve diğer parçaların imalatında kullanılan bakır ile kendi alaşımını oluşturur.

biyolojik rol

Bir kişi için günlük manganez gereksinimi 3-5 mg'dır. Bu elementin eksikliği sinir sisteminin depresyonuna, uyku bozukluğuna ve kaygıya, baş dönmesine yol açar. Rolü henüz tam olarak araştırılmamıştır, ancak her şeyden önce şunları etkilediği açıktır:

• büyüme;
• seks bezlerinin aktivitesi;
• hormonların çalışması;
• kan oluşumu.

Bu element, önemli biyolojik rolünü kanıtlayan tüm bitkilerde, hayvanlarda, insanlarda bulunur.

Manganez, herhangi bir kişiyi etkileyebilecek ilginç gerçeklerin yanı sıra ne kadar önemli olduğunu anlamanızı sağlayan kimyasal bir elementtir. İşte bu metalin tarihine damgasını vuran en temelleri.

1. SSCB'deki iç savaşın zor zamanlarında, ilk ihraç ürünlerinden biri büyük miktarda manganez içeren cevherdi.
2. Manganez dioksit güherçile ile alaşımlanırsa ve ürün suda çözülürse, inanılmaz dönüşümler başlayacaktır. Önce çözelti yeşile dönecek, ardından renk maviye, sonra da mora dönecektir. Sonunda kıpkırmızı olacak ve kahverengi bir çökelti yavaş yavaş dökülecek. Karışım çalkalanırsa, yeşil renk tekrar eski haline gelir ve her şey tekrar olur. Bunun için potasyum permanganat, "mineral bukalemun" olarak tercüme edilen adını almıştır.
3. Mangan içeren gübreler toprağa verilirse bitkilerin verimi artar ve fotosentez hızı artar. Kış buğdayı taneleri daha iyi oluşturacaktır.
4. Manganez minerali rhodonite'nin en büyük bloğu 47 ton ağırlığındaydı ve Urallarda bulundu.
5. Manganin adı verilen üçlü bir alaşım var. Bakır, manganez ve nikel gibi elementlerden oluşur. Benzersizliği, sıcaklığa bağlı olmayan ancak basınçtan etkilenen yüksek bir elektrik direncine sahip olması gerçeğinde yatmaktadır.

Tabii ki bu metal hakkında söylenebilecek her şey bu kadar değil. Manganez, ilginç gerçekleri oldukça çeşitli olan kimyasal bir elementtir. Özellikle çeşitli alaşımlara verdiği özelliklerden bahsedersek.