Info Pomoć  

 Početna za: MANGAN, Mn  

 Početna Tabele ovosti Download Zumbar Linkovi

Atomski (redni) broj 25
Relativna atomska masa 54,93805
Naziv na hrvatskom Mangan
Internacionalni naziv Manganum
Oksidacijska stanja -3, -2, -1, 0, 1, [2], 3, 4, 5, 6, 7
Talište / Vrelište (K) 1517 / 2235
Elektronegativnost 1,55 / 3,72 eV
Konfiguracija zadnje ljuske 3d54s2
Element je Prijelazni element
Spada u grupu 7 / VIIb
Spada u skupinu Manganova sk.

MANGAN, Mn
  Općenito
Općenito o elementu

Kemijski podaci
Opis, radijus, elektronegativnost... 
Spojevi, dobivanje i uporaba
O dobivanju, spojevima i uporabi...
Fizikalni podaci
Termodinamika, vodljivost, gustoća...
Biološki podaci
Toksičnost, količina u čovjeku, uloga...
Izotopi
Broj izotopa, ključni izotopi...
Minerali i proizvodnja
Minerali, rude...

Download
Download podataka o elementima

Ostali resursi
Linkovi na element na drugim stranicama
Susjedi:

SPOJEVI, DOBIVANJE I UPORABA

Dobivanje mangana:

Elementarni mangan dobiva se vrlo rijetko, a najveće količine njegovih ruda prerađuju se u legure mangana sa željezom (feromangan i zrcalno željezo).

Mangan se može dobiti redukcijom manganovih ruda pomoću koksa u visokim pećima kada nastaje zrcalno željezo s oko 25% Mn ili u elektrolučnim pećima kada nastaje feromangan koji sadrži oko 80% Mn. Slijedi redukcija pomoću silicija ili aluminija. U prvom slučaju nastaje tehnički mangan čistoće do 95%. Redukcija aluminijem odvija se pri temperaturi 2000-2200°C, a nastaje mangan čistoće 92-98% s primjesama koje sadrže do 4% željeza, do 3% silicija i 0,3% fosfora te još nekih primjesa u znatno manjim koncentracijama.

Mangan visoke čistoće (99,95%) dobiva se naknadnom elektrolizom vodene otopine manganovog sulfata. Na olovnoj anodi (s dodatkom 1% srebra) izlučuje se kisik, a na titanijevoj ili čeličnoj katodi izlučuje se mangan. Anodni prostor odvojen je od katodnog polupropusnom membranom, a elektroliza se odvija pri temperaturi 35-40°C.


Svojstva i uporaba mangana:

Mangan je srebrnosiv, tvrd i krt metal. Javlja se u četiri alotropske modifikacije: alfa-Mn (T < 700°C), beta-Mn (T < 1079°C), gama-Mn (T < 1140°C) i delta-Mn (T > 1140°C). Pri sobnoj temperaturi najstabilnija je kubična alfa-modifikacija. Na zraku se površinski oksidira stvarajući smeđu prevlaku, a zagrijavanjem na zraku sagorijeva u Mn3O4. Lako se otapa i razrijeđenim kiselinama uz razvijanje vodika, a u vodi se otapa sporo. Pri sobnoj temperaturi s nemetalima praktički ne reagira, a pri višoj temperaturi snažno reagira s raznim elementima: halogenidima, kisikom, sumporom, dušikom i ugljikom.

Poznato je dvadeset izotopa mangana, a samo je jedan stabilan (55Mn) i javlja se u prirodi. Izotop 53Mn, (s vremenom poluraspada t1/2 = 2xl06 g) nastaje u zvijezdama nuklearnom reakcijom s izotopom željeza 56Fe pa se iz njegove količine u meteoritima, u odnosu na sadržaj željeza, može odrediti njihova starost. Izotopi 54Mn i 56Mn koriste se kao radioaktivni obilježivači za proučavanje bioloških funkcija mangana u organizmu čovjeka.

Mangan je u malim količinama važan za ljudski organizam i dnevno ga se ishranom mora unositi u količini 10-20 mg, a njegovo pomanjkanje usporuje rast i skraćuje životni vijek jer sudjeluje u reprodukcijskim procesima. Mangana ima u žitaricama i različitim sjemenkama, osobito u kavi i čaju. U većim količinama je otrovan. Trovanja nastaju udisanjem para mangana, prašine oksida (MnO2) ili nekog drugog spoja. Prvi vanjski znaci trovanja su umor, iscrpljenost, klonulost mišića, zatim napadaji smijeha i plača, a oboljela osoba sklona je samoubojstvu. U kasnoj fazi javljaja se drhtavica, opći simptomi Parkinsonove bolesti i skleroza nakon čega za oboljelog više nema lijeka. Dozvoljena koncentracija mangana u radnim prostorijama je do 5 mg u m3 zraka, a u vodi za piće 0,05 mg/l.

Najveće količine mangana (i do 90%) upotrebljavaju se u metalurgiji za proizvodnju legura, posebno u proizvodnji željeza i feromagnetskih čelika (feromagneta) koji se dobivaju legiranjem feromangana čelikom. Standardni feromangani sadrže 74-78% mangana i oko 7% ugljika, a ostatak je željezo. Koriste se kao dezoksidansi u preradi željeza te u priređivanju manganom legiranih čelika. Ćeliku se dodaju i silikomangani koji sprečavaju reakciju ugljika s kisikom u leguri. Posebno tvrdi čelici otporni na velika izmjenična naprezanja sadrže 13% mangana (poznati kao Hadfieldovi čelici). U velikom broju nehrđajućih čelika (serije s oznakom 200) nikal se zamjenjuje magnezijem kako bi se dobila što ekonomičnija austenitna smjesa.

Mangan se legira i s drugim metalima kojima povećava čvrstoću, kovnost i ljevačka svojstva. Legura s bakrom i niklom (sa 72% Mn) koristi se za izradu bimetalne trake termoelektričnih prekidača zbog dobre električne vodljivosti, temperaturne postojanosti te velikog koeficijenta termičkog rastezanja mangana. Mangan legiran s bakrom (20 - 40% Cu) koristi se za izradu prigušnih opruga jer legura dobro apsorbira vibracije. Ćisti, elementarni mangan manje se koristi i to uglavnom kao dezoksidans u proizvodnji nekih metala.


Spojevi mangana:

Mangan stvara spojeve u kojima ima oksidacijski broj od 0 do +7, ali su spojevi oksidacijskog broja +2 vrlo rijetki. Većina njegovih spojeva je obojena i paramagnetična. Spojevi s nižim oksidacijskim brojevima imaju više izražen alkalan i ionski karakter, a spojevi s visokim oksidacijskim brojevima imaju izražen kiseo i kovalentan karakter. Mangan teži stvaranju nestehiometrijskih spojeva s dušikom i ugljikom.

Važniji spojevi:

-Manganov(II)-klorid (MnCl2) najstabilniji je halogenid mangana. Dolazi u obliku ružičastih kristala, u vodi jako topljivih. Iz vodene otopine kristalizira s dvije, četiri ili šest molekula vode, ovisno o temperaturi. Upotrebljava se: u proizvodnji opeka, u proizvodnji baterija (kao dodatak elektrolitu za povećanje vodljivosti), u metalurgiji kao sredstvo koje pospješuje legiranje mangana s metalima i drugim legurama te za za izradu antidetonatora.

-Manganov(II)-oksid (MnO) sivo-zelen je do tamno-zelen spoj netopljiv u vodi, ali topljiv u kiselinama. Upotrebljava se kao polazni spoj za sintezu ostalih spojeva dvovalentnog mangana (kao npr. umjetnog gnojiva) i reagens u analitičkoj kemiji, a MnO visoke čistoće upotrebljava se u elektrotehnici za izradu posebnih keramičkih elemenata.

-Manganov(II)-sulfat (MnSO4) najstabilniji je manganov spoj iako topljiv u vodi. Bezvodan je kristal bijele boje, a hidroliziran s jednom, dvije, četiri, pet ili sedam molekula vode postaje ružičast. Upotrebljava se: za dobivanje mangana elektrolitičkim postupkom, kao umjetno gnojivo, u staklarskoj industriji za proizvodnju staklenih boca te za uklanjanje sumporovodika iz otpadnih voda u kožarskoj industriji.

-Manganov(IV)-oksid (MnO2, piroluzit, suhi kamen) jedan je od najvažnijih spojeva mangana. Amfoteran je, a otapanjem u lužinama ili taljenjem s baznim oksidima daje manganite ([MnO3]-), soli manganaste kiseline. Otapanjem u kiselinama trebale bi nastati manganove(IV)-soli, međutim redoks reakcijama obično dolazi do redukcije u stabilniji ion Mn2+. Upotrebljava se za dobivanje feromangana i mangana, obezbojenje stakla te u industriji uljanih boja jer katalizira sušenje lanenog ulja. Kao depolarizator koristi se u suhim galvanskim člancima.

-Manganati ([MnO4]-) spojevi su zelene boje stabilni samo u alkalnom mediju, a u kiselom disproporcioniraju na spojeve u kojima mangan ima oksidacijski broj +7 i +4. Tehnički je značajan kalijev manganat (K2MnO4). Upotrebljava se pri površinskoj obradi magnezija i kao oksidacijsko sredstvo u organskim reakcijama.

-Permanganati ([MnO4]-) stabilni su u širokom području pH vrijednosti otopina i jaka su oksidacijska sredstva. U kiselim se otopinama Mn7+ reducira do Mn2+, u neutralnim i slabo lužnatim otopinama reducira se do MnO2, a u jako lužnatim otopinama do manganata [MnO4]2-. Svjetlost djeluje kao katalizator raspada pa se otopine ovih spojeva moraju čuvati u tamnim bocama, a pH otopine treba biti nešto iznad 7. Najvažniji je kalijev permanganat (KMnO4). To su tamnocrveni kristali koji često prelaze u ljubičastu boju zbog površinske redukcije. Kalijev permanganat dobro se otapa u vodi i organskim otapalima kao što su piridin, octena kiselina, metanol i aceton. Jako je oksidacijsko sredstvo pa se primjenjuje za čišćenje etanola i octene kiseline, za pročišćavanje voda i onečišćenog zraka te za uklanjanje raznih primjesa iz organskih otapala.

 

 Početna za: MANGAN, Mn

Početna Veliki PSE Tabele Zumbar Linkovi
Prijavi grešku