Что такое марганец? Свойства марганца. Применение марганца. Mn химический элемент название.

Содержание

Высокоуглеводная диета приводит к передозировке марганца в организме, что проявляется в следующих симптомах: Анемия, снижение прочности костей, замедление роста и атрофия яичников у женщин и яичек у мужчин.

Марганец, свойства атома, химические и физические свойства

Пиролюзит (минерал марганца) известен человечеству с древних времен и использовался нашими предками для подсветки стекла, изготовленного путем кипячения. До 1774 года пиролюзит считался разновидностью магнитного железняка. Но только в 1774 году швед К. Шееле заподозрил, что в пиролюзите содержится неизвестный тогда науке металл, и Ю. Шееле решил, что в пиролюзите содержится металл. Ханн извлек металл марганец путем нагревания пиролюзита в угольной печи. В начале 19 века его называли «марганцем» (от немецкого Manganerz).

Марганец — 14-й по распространенности химический элемент в земной коре. Большая часть марганца содержится в породах подстилающей породы. Самостоятельные месторождения марганца встречаются крайне редко; в большинстве случаев этот металл связан с железом во многих рудах. Большая часть марганца содержится в железных и марганцевых конкрециях, найденных на дне мирового океана.

Минералы, богатые марганцем:

пиролюзит — MnO2·nH2O
манганит — MnO(OH)
марганцевый шпат — MnCO3
браунит — 3Mn2O3·MnSiO3

Марганец значится под номером «25» в периодической таблице химических элементов Менделеева и является одним из переходных металлов (см. переходные атомы).

Что такое Марганец, manganum-manganesium, характеристики, свойства

Марганец — химический элемент Mn, элемент седьмой подгруппы седьмой группы четвертого периода периодической таблицы химических элементов Д.И. Менделеева с атомным номером 25. Обозначается символом Mn (латинское manganum, марганец, в русских формулах читается как марганец, например, KMnO4 — марганцовокислый калий четыре). Простое вещество марганец представляет собой серебристо-белый металл. Вместе с железом и его сплавами он относится к черным металлам. Известно пять аллотропных модификаций марганца — четыре с кубической и одна с квадратной кристаллической решеткой.

История марганца

Первооткрывателями марганца считаются шведские химики К. Шееле и Ханн, первый из которых в 1774 году обнаружил неизвестный металл в широко распространенной железной руде, называемой в древности черной магнезией; второй получил металлический марганец (печник) путем нагревания смеси пиролюзита (основного минерала марганца) с углеродом. Новый металл был назван в честь немецкого слова Manganerz, что означает марганцевая руда.

Общая характеристика марганца

Марганец — элемент побочной подгруппы VII группы IV периодической таблицы химических элементов с атомным номером 25 и атомным весом 54,9380 г. Обычное обозначение — Mn (от лат. Manganum).

Нахождение в природе

Марганец довольно распространен и входит в десятку самых распространенных элементов. В земной коре он встречается в основном в ассоциации с железными рудами, но есть и месторождения марганца, например, в Грузии и России.

Физические и химические свойства

Марганец — это тяжелый, серебристо-белый металл, называемый железом. При нагревании он склонен разлагаться на воду и вытеснять водород. В нормальном состоянии он поглощает водород.

Суточная потребность в марганце

Суточная потребность здорового взрослого человека составляет от 5 до 10 мг марганца.

Продукты питания богатые марганцем

Марганец поступает в организм человека с пищей, поэтому необходимо ежедневно употреблять один или несколько продуктов из следующего списка:

орехи (арахис, грецкий орех, миндаль, фисташки, фундук)
крупы и злаки (пшено, гречка, овсянка, рис, рожь, пшеница)
бобовые (горох, фасоль, чечевица)
овощи и зелень (салат, листья свёклы, укроп, шпинат, чеснок)
ягоды и фрукты (абрикосы, брусника, малина, черника, чёрная смородина)
грибы (белые, подосиновики, лисички)
говяжья печень.

Читайте также: Несколько пар серег или серьги, как правильно это сделать. Носите только одну серьгу или две разные серьги. Одна пара серег и одна пара серег или две и более.

Полезные свойства марганца и его влияние на организм

Функции марганца в организме человека:

регуляция уровня глюкозы в крови, стимуляция выработки аскорбиновой кислоты
профилактика сахара диабета путём снижения уровня сахара в крови
нормализация мозговой деятельности и процессов в нервной системе
участие в работе поджелудочной железы и синтезе холестерина
способствование росту соединительных тканей, хрящей и костей
влияние на липидный обмен и предотвращение избыточного отложения жира в печени
участие в делении клеток
снижение активности «плохого» холестерина и замедление роста холестериновых бляшек.

История открытия Марганец Manganum-Manganesium

Открытие элемента марганца — Один из важнейших минералов марганца, пиролюзит, в древности был известен как черная магнезия и использовался при варке стекла для его осветления. Считалось, что это разновидность магнитного железняка, а тот факт, что он не притягивается магнитом, Плиний Старший приписывал женскому полу черной магнезии, к которой магнит «равнодушен». В 1774 году шведский химик К. Шееле доказал, что в руде содержится неизвестный металл. Он отправил образцы руды своему другу-химику Дж. Хану, который получил металлический марганец, нагревая пиролюзит с углеродом в печи. В начале 19 века было принято название марганец (от немецкого Manganerz).

Металл является чрезвычайно универсальным элементом. Он может находиться в шести различных состояниях окисления, но никогда не встречается в природе в чистом виде. Обычно он встречается либо в восстановленном состоянии +2, которое легко растворяется в воде, либо в состоянии +4, которое образует множество других типов нерастворимых оксидов.

Обычный метод получения диоксида марганца (MnO 2) заключается в нагревании его с углеродом или алюминием. Когда он вступает в реакцию с этими элементами, кислород удаляется, и остается чистый металл.

Наиболее распространенными марганецсодержащими рудами являются: Пиролюзит, манганит, микромелан и родохрозит. Они считаются самыми крупными источниками руды в мире:

Китай.
Южная Африка.
Украина.
Бразилия.
Австралия.
Габон и Казахстан.

Этот элемент также присутствует в больших количествах на морском дне. По оценкам ученых, на дне Мирового океана и крупных озер можно обнаружить до 1,5 триллиона тонн марганцевых конкреций. Однако в настоящее время не существует эффективного метода добычи этих руд.

Интересные сведения об элементе

Марганец — это химический элемент, интересные факты о котором могут впечатлить любого и заставить осознать его важность. Вот самые важные из них, которые определили историю этого металла.

В тяжелые времена гражданской войны в СССР одним из первых экспортных продуктов была руда, содержащая большое количество марганца.
Если диоксид марганца сплавить с гидроксидом калия и селитрой, а затем продукт растворить в воде, то начнутся удивительные превращения. Сначала раствор окрасится в зеленый цвет, затем окраска сменится на синий, после — фиолетовый. Наконец, станет малиновой и постепенно выпадет бурый осадок. Если же смесь встряхнуть, то снова восстановится зеленый цвет и все произойдет заново. Именно за это марганцовка и получила свое название, которое переводится, как «минеральный хамелеон».
Если в землю вносить удобрения, содержащие марганец, то у растений повысится производительность и возрастет скорость фотосинтеза. Озимая пшеница будет лучше формировать зерна.
Самая большая глыба минерала марганца родонита весила 47 тонн и была найдена на Урале.
Существует тройной сплав, который называется манганин. Он состоит из таких элементов, как медь, марганец и никель. Его уникальность в том, что он обладает большим электрическим сопротивлением, которое не зависит от температуры, но находится под влиянием давления.

Конечно, это не все, что можно сказать об этом металле. Марганец — это химический элемент, о котором известно очень много интересных фактов. Особенно в отношении свойств, которые он придает различным сплавам.

История открытия марганца очень занимательна. Встречающиеся в природе оксиды марганца, такие как диоксид марганца, давно известны человеку и используются в качестве пигментов. Черные пигменты оксида марганца были обнаружены, например, в наскальных рисунках Экайна и Ласко. Картины датируются примерно 17 000 лет назад. Трехвалентный оксид марганца использовался для окрашивания стекла в Римской империи.

Первым, кто получил очищенный марганец, вероятно, был австрийский химик Игнатий Готфрид Кайм, но это открытие не получило широкой огласки. В 1774 году Карл Вильгельм Шееле предположил, что оксид марганца должен содержать новый элемент. В том же году шведскому ученому и химику Иоганну Готлибу Хану удалось получить чистый марганец. По предложению Шееле он восстановил диоксид марганца с помощью углерода.

Затем ученые переключили свое внимание на исследование новых областей применения марганца. В 1839 году было обнаружено, что примеси марганца улучшают пластичность железа. Еще через 17 лет, в 1856 году, было обнаружено, что марганцевые сплавы могут быть использованы для массового производства стали. Десять лет спустя был открыт новый метод получения хлора. С 1866 года хлор производился с использованием соляной кислоты и диоксида марганца.

Читайте: Хром как химический элемент в таблице Менделеева.

ПРОИСХОЖДЕНИЕ

Он окисляется растворенным кислородом с образованием нерастворимого в воде оксида марганца, который в гидратированной форме (MnO2-xH2O) опускается в нижние слои океана, где образует так называемые железо-марганцевые конкреции, которые могут содержать до 45% марганца (они также содержат примеси меди, никеля и кобальта). Эти конкреции могут стать в будущем источником марганца для промышленности.

В России марганец является редким товаром. Известны следующие месторождения: Усинское в Кемеровской области, Полуночное в Свердловской области, Порожинское в Красноярском крае, Южно-Хинганское в Еврейской автономной области, Рогачево-Тайнинское и Северо-Тайнинское на Новой Земле.

Марганец

Марганец является 14-м по распространенности элементом в составе железа — вторыми по распространенности являются медь, никель и кобальт). Эти конкреции могут стать источником марганца для промышленности в будущем.

В России марганец является редким ресурсом. Известными месторождениями являются Усинское в Кемеровской области, Полуночное в Свердловской области, Порожненское в Красноярском крае, Юшно-Хинганское в Еврейской автономной области, Рогачевско-Тайнинское и Северо-Тайнинское месторождение на Новой Земле.

см. Минералы марганца

O₂— x H₂O, самый распространённый минерал (содержит 63,2 % марганца);
манганит (бурая манганцевая руда) MnO(OH) (62,5 % марганца);
браунит 3Mn₂O₃-MnSiO₃(69,5 % марганца);
гаусманит (Mn II Mn₂III )O₄
родохрозит (марганцевый шпат, малиновый шпат) MnCO₃(47,8 % марганца);
псиломелан m MnO • MnO₂— n H₂O (45-60 % марганца)

Марганец в виде ферромарганца применяется для «раскисления» серу, что также улучшает свойства сталей. Введение до 12-13 % Mn в сталь(так называемая Cu, 13 % Mn и 4 % Ni (манганин) обладает высоким электросопротивлением, мало изменяющимся с изменением температуры. Поэтому его применяют для изготовления цинковых Определение методами химического анализа

Uub

Отрывок из

Uuq

Uup

Uuh

Новый

Uuo

Новый

Убн

Физические свойства

Некоторые свойства перечислены в таблице ниже. Другие свойства марганца:

Работа выхода электрона: 4,1 эВ
Коэффициент линейного температурного расширения: 0,000022 см/см/°C (при 0 °C)
Электропроводность: 0,00695·10 6 Ом −1 ·см −1
Теплопроводность: 0,0782 Вт/см·K
Энтальпия атомизации: 280,3 кДж/моль при 25 °C
Энтальпия плавления: 14,64 кДж/моль
Энтальпия испарения: 219,7 кДж/моль

Твёрдость

по шкале Бринелля: Мн/м²
по шкале Мооса: 6

Химические свойства

Стандартные окислительно-восстановительные потенциалы по отношению к водородному электроду

Окисленная форма	Сокращенная форма	Средний	E 0, B
Mn 2+	Mn	H +	-1,186
Mn 3+	Mn 2+	H +	+1,51
MnO₂	Mn 3+	H +	+0,95
MnO₂	Mn 2+	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−	Mn 2+	H +	+1,51

Типичные состояния окисления марганца: +2, +3, +4, +6, +7 (+1, +5 имеют второстепенное значение).

При окислении на воздухе он становится пассивированным. Марганец в виде порошка сгорает в кислороде (Mn + O₂→ MnO₂Марганец разлагается в воде, вытесняя водород при нагревании (Mn + 2H₂O → (t) Mn(OH)₂+ H₂↑), образующийся гидроксид марганца замедляет реакцию.

Марганец поглощает водород, и его растворимость в марганце увеличивается с повышением температуры. При температуре выше 1200 °C он реагирует с азотом, образуя различные нитридные композиции.

Углерод реагирует с расплавленным марганцем и образует карбиды Mn₃C и другие. Он также образует силициды, бориды и фосфиды.

Он реагирует с соляной и серной кислотой в соответствии с уравнением:

Mn + 2H + → Mn 2+ + H.₂↑

Реагирует с концентрированной серной кислотой в соответствии с уравнением:

С разбавленной азотной кислотой реакция протекает по уравнению:

Марганец стабилен в щелочном растворе.

Марганец образует следующие оксиды: MnO, MnO, Mn₂O₃, MnO₂, MnO₃(который не может быть выделен в свободном состоянии) и гидрид марганца Mn₂O₇.

Mn₂O₇представляет собой маслянистую, темно-зеленую, очень нестабильную при нормальных условиях жидкость; в сочетании с концентрированной серной кислотой воспламеняет органические материалы. При 90 °C Mn₂O₇он разлагается взрывом. Наиболее стабильные оксиды Mn₂O₃и MnO₂и комбинированный оксид Mn₃O₄(2MnO-MnO₂или соль Mn₂MnO₄).

Когда оксид марганца(IV) (пиролюзит) сплавляется со щелочами в присутствии кислорода, образуются соли марганца:

Раствор марганцовой кислоты имеет темно-зеленый цвет. При подкислении происходит реакция:

Раствор становится малиновым, потому что анион MnO₄— и из раствора выпадает коричневый осадок гидроксида марганца (IV).

Марганцевая кислота очень сильная, но нестабильная и не может быть сконцентрирована выше 20%. Сама кислота и ее соли (перманганаты) являются сильными окислителями. Например, перманганат калия окисляет различные вещества в зависимости от рН раствора и восстанавливает их до соединений марганца с различной степенью окисления. В кислой среде он восстанавливается до соединений марганца (II), в нейтральной среде — до соединений марганца (IV), а в сильнощелочной среде — до соединений марганца (VI).

Применение в промышленности

Марганец в форме ферромарганца используется для «раскисления» стали во время плавки, т.е. для удаления из нее кислорода. Он также связывает серу, что также улучшает свойства сталей. Введение до 12-13% Mn в сталь (известную как сталь Хадфилда), иногда в сочетании с другими легирующими металлами, значительно упрочняет сталь, делая ее твердой и устойчивой к износу и ударам (эта сталь сильно закаляется и становится тверже при ударе). Эта сталь используется для изготовления шаровых мельниц, землеройных и камнедробильных машин, элементов брони и т.д. В шпигелейзен добавляется до 20 % Mn.

Сплав из 83 % Cu, 13 % Mn и 4 % Ni (манганин) обладает высоким электрическим сопротивлением, которое почти не изменяется при колебаниях температуры. По этой причине он используется для производства трансформаторов тока и т.д.

Марганец добавляют в бронзу и латунь.

Значительное количество диоксида марганца расходуется при производстве гальванических марганцево-цинковых элементов, MnO₂используется в этих клетках в качестве окислительного деполяризующего агента.

Соединения марганца также часто используются в органическом тонком синтезе (MnO₂и KMnO₄в качестве окислителей) и в промышленном органическом синтезе (компоненты катализаторов для окисления углеводородов, например, в производстве терефталевой кислоты путем окисления п-ксилола, окисления парафинов до высших жирных кислот).

Цены на металлические слитки марганца чистотой 95% в среднем составляли 2,5 доллара США/кг в 2006 году.

Арсенид марганца обладает огромным магнитокардиоидным эффектом (который усиливается под давлением). Теллурид марганца является перспективным термоэлектрическим материалом (тепловая эффективность 500 мкВ/К).

Некоторые соединения марганца токсичны и влияют на центральную нервную систему и многочисленные органы. Хроническое отравление является типичным и возникает после двух-трех лет систематической работы с металлом. Источником отравления могут быть пыль и аэрозоли, содержащие эти соединения. Марганец в основном используется в производстве специальных и углеродистых сталей в качестве легирующего элемента, окислителя и десульфуризатора.

Кроме того, марганец используется при выплавке различных цветных сплавов (марганцевой бронзы, марганцевой латуни, магниевых и алюминиевых сплавов) и в производстве антикоррозийных покрытий на стали, алюминии, меди и цинке. Соединения марганца широко используются в промышленности. Пиролюзит используется в производстве стекла (в качестве осветителей), в производстве красок и в гальванических элементах.

Перманганат калия используется в качестве окислителя, отбеливателя и дезинфицирующего средства. Хлорид и сульфат марганца, а также некоторые другие соли используются в производстве красителей, в текстильной печати, в качестве препаратов для семян (стимуляторов роста) и в производстве болеутоляющих средств. Определенные соединения используются в производстве красок.

Дальнейшее изучение сплавов и соединений марганца открывает новые перспективы его использования, связанные с получением соединений М., характеризующихся ферромагнетизмом (MnP, MnAs, MnSb, MnBi и соединения с алюминием и германием) и полупроводников (высшие силициды, теллуриды и селениды).

Характеристика элемента

Расхождение между первым элементом подгруппы и двумя последующими, уже очевидное в группе V, настолько велико в подгруппе VIIB, что химия марганца резко отличается от химии технеция и рения, которые следуют за ним в подгруппе. Изменение радиуса при переходе к соответствующим периодам у элементов подгруппы VIIB также имеет другой характер.

Радиус марганца больше, чем у хрома, а радиус технеция и рения меньше, чем у молибдена и вольфрама, соответственно. Вторичное состояние окисления +2 является постоянным для марганца, в то время как высшее состояние окисления +7 встречается только в соединениях с кислородом MnO₄. MnO₂О₇и MnO₃F. В этом состоянии марганец является сильным окислителем и стремится восстановиться до Mn( II ) или Mn(IV). Известно еще одно состояние +6, но оно крайне нестабильно и может существовать только как промежуточное состояние.

Свойства простого вещества и соединений

Марганец — это хрупкий, серебристо-белый металл, который при контакте с воздухом покрывается защитным оксидным слоем. Физически и химически он похож на железо, но обладает большей твердостью и более низкой температурой плавления (1247 °C). Он выпускается в четырех разновидностях кристаллов с различными типами решетки, плотностью и толщиной. Марганец является активным металлом и легко растворяется в разбавленной соляной, азотной и серной кислоте. Концентрированная HNO₃и H₂SO₄медленно реагирует в холодном состоянии:

Он реагирует с неметаллами (галогеном, серой, фосфором, углеродом, бором, кремнием) при нагревании и с азотом при температуре 1200° C с образованием нитрида Mn3N.₂. Марганец не реагирует с водородом.

Марганец образует различные оксиды, характер которых постепенно меняется: По мере увеличения степени окисления они проявляют более кислотные свойства. Оксид MnO растворим в кислотах и образует розовые соли. Когда растворы щелочные, из них выпадает оксид Mn(OH).₂который быстро окисляется на воздухе и образует смесь MnO(OH), MpdO₃, H2MnO₃и раствор становится коричневым. Процесс окисления практически полностью регистрируется, что в некоторых случаях служит для количественного определения концентрации растворенного в воде кислорода.

Мн₂O₃соответствует нерастворимому в воде гидроксиду Mn(OH)₃который является слабым основанием. Диоксид марганца MnO₂является амфотерным. гидроксид Mn(OH)₄. растворяется как в кислотах, так и в щелочах, хотя и неохотно в обеих. В результате реакции MnO₂с концентрированной соляной кислотой, он используется в лаборатории для получения небольших количеств хлора:

Марганец (VI) известен только в одной форме, а именно как MnO₄ˉ² анион, который имеет темно-зеленый цвет. Были выделены две соли

Ион MnO.₄Ион ˉ²- стабилен только в щелочных растворах. Он легко разлагается при подкислении:

При высшей степени окисления + 7 обнаружен известный неион MnO.₄ˉ², который является компонентом перманганата KMPO₄ˉ² (марганец). В этом состоянии марганец активно развивает свои окислительные способности и медленно разлагается в нейтральных и слабощелочных растворах и гораздо быстрее в кислых:

Эта реакция используется для получения небольших количеств O₂. Превращение ионов марганца под действием восстановителей протекает в различных состояниях, в зависимости от среды:

Окислительная способность пермангановой кислоты особенно эффективна в смеси с концентрированной серной кислотой. Спирт, ацетон, эфир и другие органические вещества (воспламеняются при контакте с небольшим количеством этой смеси. В данном случае окислителем является высокосортный оксид марганца Mn.₂O₇.

Это соединение похоже на масло, крайне нестабильно и взрывообразно разлагается даже при низких температурах:

Это означает, что в данной окислительно-восстановительной реакции марганец в своей высшей степени окисления способен отбирать электроны даже у иона, стабильно содержащего Oˉ². Процесс завершается образованием атомарного кислорода:

При температуре 55 °C саморазогрев Mn₂О₇начинает нагреваться, что может самопроизвольно привести к взрыву. Нагревание твердого кристаллического перманганата KMpO₄Нагревание твердого кристаллического перманганата также приводит к разложению, но без взрыва:

Марганец

Марганец — один из самых распространенных химических элементов в литосфере. Он является компонентом (действующим веществом) сложных и микроудобрений и добавляется в неорганические удобрения. Его используют для обработки семян, покрытия листьев и внесения в почву в качестве удобрения перед посевом.

Марганец - фото

Марганец — химический элемент VII группы периодической таблицы Менделеева. Атомный номер 25, атомный вес 54,9381. Состоит из стабильного изотопа Mn 55.

Этот элемент не встречается в природе в чистом виде. Содержание марганца в земной коре составляет 0,09 %.

Твердый марганец представляет собой серебристо-белый металл, хрупкий, подверженный окислению и быстро покрывающийся тонкой оксидной пленкой при контакте с воздухом. Эта пленка также защищает его при воздействии тепла. В мелкораздробленном состоянии Mn довольно легко окисляется. Он может образовывать с кислородом различные оксиды (основные, амфотерные и кислотные).

Известно, что при высоких температурах выше 700 °C происходят четыре кристаллические модификации. Модификация марганца имеет температуру плавления 1244 °C и температуру кипения 2095 °C при комнатной температуре.

В химических соединениях элемент имеет положительную валентность от 2 до 7, причем 2- и 7-валентные производные Mn являются сильными. С увеличением валентности кислотные свойства элемента увеличиваются, а основные свойства уменьшаются.

Наиболее важным источником марганца для производства удобрений являются оксидные руды марганца осадочного происхождения. Они делятся на три категории в зависимости от содержания железа и материала основы:

марганцевые – 40 % марганца и менее 10 % железа;
железомарганцевые – 5–40 % марганца и 10–35 % железа;
марганцовистые железные – менее 5 % марганца.

В оксидных рудах соединения марганца плохо растворимы в кислотах. Поэтому более эффективным считается использование карбонатных руд марганца и промышленных отходов для производства удобрений.

Последние должны подвергаться восстановительному обжигу и содержат марганец в форме MnO. Обычно это отходы добычи марганцевой руды с содержанием марганца 10-18 %.

Сульфат марганца и оксид марганца обычно используются в производстве различных удобрений. Эти же формы можно использовать и самостоятельно.

Содержание марганца в удобрениях, согласно данным:
Удобрения	содержание, %.
Суперфосфат марганца	1,0-2,0
Закись азота Марганизированный	0,9
Марганцевосодержащие осадки и шламы	1 0-17
Сульфат марганца (сульфат марганца)	20
Хлорид марганца	17

Способы применения марганцевых удобрений

Марганизированный суперфосфат

Сернокислый марганец (сульфат марганца)

Хлористый марганец

Используется как сульфат марганца для внекорневой обработки, обработки семян и внесения в почву.

Марганцевые шлаки и шламы

Марганизированная нитрофоска

Данные в таблице приведены:

Атомная и молекулярная масса марганца

Относительная молекулярная масса вещества (M_r) — это число, показывающее, во сколько раз масса данной молекулы больше, чем 1/12 массы атома углерода, а относительная атомная масса элемента (A_r) — во сколько раз средняя атомная масса химического элемента больше, чем 1/12 массы атома углерода.

Поскольку марганец в свободном состоянии находится в виде одноатомных молекул Mn, значения его атомной и молекулярной массы совпадают. Он составляет 54,9380.

Аллотропия и аллотропные модификации марганца

Известны четыре кристаллические модификации марганца, каждая из которых термодинамически стабильна в определенном диапазоне температур. Ниже 707 o C стабилен α-марганец, который имеет сложную структуру — его элементарная ячейка содержит 58 атомов. Сложная структура марганца делает его хрупким при температурах ниже 707 oC.

Известно, что марганец встречается в природе в виде единственного стабильного изотопа 55 Mn. Массовое число 55, а ядро содержит двадцать пять протонов и тридцать нейтронов.

Существуют искусственные изотопы марганца с массовыми числами от 44 до 69 и семью изомерными состояниями ядер. Самым долгоживущим из перечисленных изотопов является 53 Mn с периодом полураспада 3,74 миллиона лет.

Марганец в основном используется для производства легированных сталей. Марганцевая сталь с содержанием Mn до 15 % обладает высокой твердостью и прочностью. Он используется для производства рабочих частей дробилок, шаровых мельниц и железнодорожных рельсов. Кроме того, марганец является компонентом магниевых сплавов; он повышает их коррозионную стойкость. Сплав меди с марганцем и никелем, марганец имеет низкий температурный коэффициент электрического сопротивления. Марганец присутствует в небольших количествах во многих алюминиевых сплавах.

Распределение	Марганец получают путем восстановления оксида марганца (III) из кремния. Масса технического оксида — 20 г (массовая доля примесей — 5,2 %). Рассчитайте массу полученного марганца.
Решение	Запишем уравнение реакции восстановления оксида марганца (III) кремнием до марганца:

Рассчитайте массу оксида марганца (III) без примесей:

Определите количество оксида марганца (III) (молярная масса 158 г/моль):

Согласно уравнению реакции n(Mn₂O₃) :n(Si) = 2:3, таким образом,

Тогда масса кремния равна (молекулярная масса равна 28 г/моль):

m(Si) = n(Si) × M(Si),

м (Si) = 0,2 × 28 = 5,6 г.

Распределение	Рассчитайте массу перманганата калия, которая потребуется для окисления сульфата калия массой 7,9 г в нейтральной среде.
Решение	Запишем уравнение реакции окисления сульфита калия перманганатом калия в нейтральной среде:

Рассчитайте количество молекул сульфата калия (молярная масса 158 г/моль):

Согласно уравнению реакции n(K₂SO₃) :n(KMnO₄) = 3:2, таким образом,

Масса перманганата калия, необходимая для окисления сульфата калия в нейтральной среде, равна (молярная масса 158 г/моль):

m (KMnO₄) = 0,03 × 158 = 4,74 г.