МАРГАНЕЦ — мечта сталелитейщиков

Самая распространенная марганцевая руда (пиролюзит, или браунштейн) применялась с давних времен. Она отлично удаляла зеленоватый оттенок из расплава стекла. Оттенок придавался примесями железа, обычно содержащимися в песке.

История открытия

История открытия тянется со времен Античности. Плиний упоминал о «черной магнезии» (пиролюзите), но считал ее разновидностью магнитного железняка. То, что черная магнезия не притягивается магнитом, ученый объяснял просто. Античные ученые наделяли женскими и мужскими свойствами не только людей.

Электролитический марганец
Электролитический марганец
При широте античных сексуальных предпочтений, Плиний объявил, что магнит «имеет мужскую природу, а женская природа черной магнезии его не вдохновляет».

Считается, что новый элемент обнаружил Шееле, работая с браунштейном (пиролюзитом). Новый металл называли браунштейном. Современное название металл марганец носит с XIX века.

Свойства

Марганец элементХимический элемент с №25 относится к металлам и называется марганец (Manganum, манганум). Его относят к чёрным металлам.

Химические свойства марганца:

  1. На воздухе поверхность покрывается слоем оксида, который ее пассивирует.
  2. Со щелочами практически не реагирует.
  3. При нагреве взаимодействует с кислотами-окислителями, образуя соли.
  4. В виде мелкого порошка проявляет пирофорность.
  5. Степени окисления: 0, +2, +3, +4, +6, +7; это сильный окислитель.
  6. Марганец образует многочисленные соли и бинарные соединения.
Свойства атома
Название, символ, номер Марганец / Manganum (Mn), 25
Атомная масса
(молярная масса)
54,938045 (5)[1] а. е. м. (г/моль)
Электронная конфигурация [Ar] 3d5 4s2
Радиус атома 127 пм
Химические свойства
Ковалентный радиус 117 пм
Радиус иона (+7e) 46 (+2e) 80 пм
Электроотрицательность 1,55 (шкала Полинга)
Электродный потенциал −1,180 В
Степени окисления 7, 6, 5, 4, 3, 2, 1, 0
Энергия ионизации
(первый электрон)
 716,8 (7,43) кДж/моль (эВ)
Термодинамические свойства простого вещества
Плотность (при н. у.) 7,21 г/см³
Температура плавления 1 517 K
Температура кипения 2 235 K
Уд. теплота плавления 13,4 кДж/моль
Уд. теплота испарения 221 кДж/моль
Молярная теплоёмкость 26,3[2] Дж/(K·моль)
Молярный объём 7,35 см³/моль
Кристаллическая решётка простого вещества
Структура решётки кубическая
Параметры решётки 8,890 Å
Температура Дебая 400 K
Прочие характеристики
Теплопроводность (300 K) 6,87[3] Вт/(м·К)
Номер CAS 7439-96-5
Рекомендуем:  ЖЕЛЕЗО - металл № 1 в мире

Месторождения

Основные марганцевые руды:

  • пиролюзит;
  • манганит;
  • браунит;
  • гаусманит;
  • псиломелан.

Крупнейший бассейн марганцевых руд в мире находится на юге Украины.

В его составе Никопольское и Большетокмакское месторождения.

Познавательно: океанское дно богато конкрециями. Это железомарганцевые, никелевые, кобальтовые образования. Конкреции считают важным сырьевым ресурсом.

Переработка марганцевых руд

Производство зависит от потребности разных сфер промышленности.

Способы получения металла:

  • восстановлением пиролюзита кремнием, углеродом (редко — алюминием);
  • электролизом раствора MnSO4; получаемый продукт осаждается на катоде;
  • чистый металлический марганец получают электролитическим способом;
  • в промышленных масштабах марганец часто получают в реакции восстановления углем из смеси марганцевых и железных руд.

Сплавы

Стальным сплавам добавка марганца придает вязкость, твердость, тягучесть.

Марганец металлический Мн95
Марганец металлический Мн95

Ценный сплав под названием сталь Гадфильда обладает превосходными свойствами:

  • большое сопротивление на износ;
  • твердость;
  • вязкость;
  • высокий срок службы.
Сплав Содержание марганца (в %%)
Ферро-марганец 50-82
Силико-марганец 55-75
Фосфор-марганец 65
Силико-шпигель 18-30
Купро-марганец 25-30
Зеркальный чугун (шпигель) 8-35

Марганцевистая бронза имеет большое сопротивление на разрыв.

Формула успеха металла в разнообразных свойствах сплавов и соединений манганума.

Плюсы и минусы

Рассмотрим характеристики сплавов марганца.

Достоинства Недостатки
Химическая активность металла дает возможность получать множество соединений с различными свойствами Высокая твердость в сочетании с хрупкостью ограничивает применение металла
Марганец образует сплавы практически со всеми металлами Низкая электропроводность не позволяет использовать элемент в электротехнике
В сталелитейной промышленности сплавы с углеродом и кремнием незаменимы Высокая температура кипения затрудняет работу с металлом
Соединения железа и марганца в любом соотношении образуют твердые растворы Недостатки металла — следствие особенностей его структуры

Трудно переоценить значение металла, как лигатуры.

Использование

Основная часть продукции, содержащей manganum, идет на нужды сталелитейной промышленности. Она потребляет ферромарганец для производства сталей и чугуна.

Рекомендуем:  ЛАТУНЬ - сплав из легендарной Атлантиды

Применение марганца обосновано в промышленностях:

  • стекольной;
  • фармацевтической;
  • стекольной;
  • электротехнической;
  • лакокрасочной.

Mn(OH₂) применяют в текстильной промышленности, как коричневую краску.

В производстве олифы соединения металла применяют, как сиккатив.

Большое количество марганца идет в электротехническую промышленность, для производства сухих батарей.

Перманганат калия (в просторечии марганцовка) — антисептик. Применяется для полоскания горла, обработки ожогов, промывания ран. Как рвотное применяют внутрь.

Стоимость

Цена килограмма металла 3700 рублей (на 02.09.2020).

Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector