Манган

Атомна маса мангану 54.9381 а.о.м. Це сріблясто-білий крихкий метал. Густина 7.470 (293 К), t_плав 1244°С, t_кип 2095°С. Манган парамагнітний при низьких температурах. Це поширений елемент, його кларк в земній корі 0,1 % (за масою), в ультраосновних породах — 0,15 %, основних — 0,2 %, середніх — 0,12 %, кислих — 0,06 %, осадових — 0,07 %, кам. метеоритах — 0,2 %. Вміст мангану в океанічній воді 2·10⁻⁷ %, в живій речовині Землі 1·10⁻³%, у ґрунті 8.5·10⁻²%.

Манган повільно реагує з водою, розчиняється в кислотах, реагує з усіма неметалами (при нагріванні), крім водню. Представлений в основному оксидами, карбонатами і в меншій мірі — силікатами мангану. Основні мінерали мангану: піролюзит, гаусманіт, псиломелан, манганіт, брауніт, родохрозит, родоніт. Крім того, манган містять мінерали: велініт. Внаслідок кристалохімічної близькості мангану до трьох найважливіших петрогенних елементів — Fe, Mg, Ca — широко представлений як ізоморфна домішка в породотвірних мінералах (олівінах, ґранатах, слюді, карбонатах). Значну кількість мангану містять залізо-манганові конкреції.

Перший зразок металевого мангану одержав Йоган Ґоттліб Ган у 1774 р. відновленням MnO₂ вугіллям.

Слово «манган» походить від нім. Mangan, і далі від італ. manganese. Щодо походження італійського слова є дві версії: згідно з першою, воно є викривленим сер.-лат. magnesia («магнезія», історична назва ряду сполук магнію і мангану), за другою — сходить до грец. μαυγάυμι («добре наводжу блиск»).[3] Очевидно, зв'язано з окиснювальними властивостями сполук мангану.

Інша назва, «марганець», походить від рос. марганец, де утворилося шляхом метатези німецького Manganerz («манганова руда»), складеного з Mangan та Erz («руда»).[3]

Металевий манган отримують у процесі термічного відновлення безводних галогенідів манґану(II), а також електролізом водних розчинів сульфату манґану(II) з сульфатом амонію. Отримання чистого мангану шляхом відновлення з оксидів є доволі складним через те, що з багатьма відновниками (Al, C, Mg) він утворює сплави.

У результаті відновлення коксом оксидів MnO₂, Mn₃O₄, Mn₂O₃, MnO, отримують металевий манган, забруднений вуглецем. Задля уникнення цього, беруть надлишок оксидів. Зазвичай відновлення відбувається у тиглях з оксиду магнію в електричних печах у присутності сульфату натрію.

Для отримання металевого мангану методом алюмінотермії беруть Mn₃O₄ (його отримують прокалюванням оксидів MnO₂, Mn₂O₃):

${\displaystyle \mathrm {3Mn_{3}O_{4}+8Al{\xrightarrow {1979^{o}C}}9Mn+4Al_{2}O_{3}} }$

При відновленні безводних галогенідів MnF₂, MnCl₂, MnBr₂, MnI₂ натрієм, магнієм або воднем (за нагрівання, без доступу кисню), утворюються кристали металевого мангану та відповідний галогенід:

${\displaystyle \mathrm {MnF_{2}+Mg{\xrightarrow {t}}Mn+MgF_{2}} }$

${\displaystyle \mathrm {MnBr_{2}+H_{2}{\xrightarrow {t}}Mn+2HBr} }$

Для отримання мангану електролізом використовується розчин, що містить сульфат манґану(II) (або його кристалогідрат) та сульфат амонію.

${\displaystyle \mathrm {2MnSO_{4}+2H_{2}O{\xrightarrow {electrolysis}}2Mn\downarrow (catode)+O_{2}\uparrow (anode)+2H_{2}SO_{4}} }$

Металевий манган взаємодіє з розігрітою водяною парою:

${\displaystyle \mathrm {Mn+2H_{2}O{\xrightarrow {150^{o}C}}Mn(OH)_{2}+H_{2}} }$

При нагріванні він взаємодіє з киснем, а також з деякими іншими неметалами:

${\displaystyle \mathrm {4Mn+3O_{2}{\xrightarrow {<450^{o}C}}2Mn_{2}O_{3}} }$

${\displaystyle \mathrm {Mn+O_{2}{\xrightarrow {<800^{o}C}}MnO_{2}} }$

${\displaystyle \mathrm {3Mn+2O_{2}{\xrightarrow {>800^{o}C}}MnO\cdot Mn_{2}O_{3}} }$

${\displaystyle \mathrm {3Mn+4F_{2}{\xrightarrow {>100^{o}C}}MnF_{2}+2MnF_{3}} }$

${\displaystyle \mathrm {Mn+2F_{2}{\xrightarrow {600^{o}C}}MnF_{4}} }$

${\displaystyle \mathrm {Mn+S{\xrightarrow {<1580^{o}C}}MnS} }$

Манган реагує з кислотами:

${\displaystyle \mathrm {Mn+2HCl{\xrightarrow {}}MnCl_{2}+H_{2}} }$

${\displaystyle \mathrm {Mn+H_{2}SO_{4}{\xrightarrow {}}MnSO_{4}+H_{2}} }$

${\displaystyle \mathrm {Mn+2H_{2}SO_{4}(conc.){\xrightarrow {70-80^{o}C}}MnSO_{4}+SO_{2}+2H_{2}O} }$

Манган

Манган використовується головним чином у чорній металургії (майже 95 % мангану йде на розкиснення і десульфуризацію сталі та чавуну, і на додатки в спеціальні сталі), при виплавці різних сплавів кольорових металів, для створення антикорозійних покриттів. Додавання мангану до заліза та сталі істотно підвищує їхню в'язкість, ковкість і твердість. У розплав манган вводять у вигляді феромангану (70-80 % Mn, 0,5-1 % С, інше Fe). У кольоровій металургії манган застосовується для отримання манганової бронзи, латуні та інших сплавів з кольоровими металами, що підвищує їхню міцність і додає антикорозійні властивості. У металургії використовуються руди із вмістом 30-36 % манґану і менше 0,2 % фосфору.

Сполуки манґану також широко використовують при виробництві скла, оліфи і в гальванічних елементах (піролюзит), у медицині (перманганат калію), у фарбувальній справі (хлорид і сульфат манґану). Є також складовою частиною мікродобрив. Діє на центральну нервову систему. Гранично допустима концентрація 0,2 мг/м³.

Манган впливає на ріст людини. Необхідний для утворювання кісток, збереження репродуктивної функції організму, метаболізму глюкози та ліпідів. Входить до складу ферментних систем, які виконують окисно-відновні реакції внутрішньоклітинного обміну. В організмі людини міститься 20 мг мангану, найбільше в кістках, решта — у тканинах і мозку. При дефіциті порушується фосфорно-кальцієвий обмін, що призводить до розвитку рахіту. Mn прискорює утворення антитіл, посилює синтез гормонів щитоподібної залози, позитивно впливає на засвоєння йоду. Його сполуки використовують при невритах. Найбільше мангану в крупах, борошні, малині, смородині, капусті та горосі.

• Мінерали мангану
• Марганцеві руди
• Ресурси і запаси марганцю

• Глосарій термінів з хімії // Й. Опейда, О. Швайка. Ін-т фізико-органічної хімії та вуглехімії ім. Л. М. Литвиненка НАН України, Донецький національний університет. — Донецьк: Вебер, 2008. — 758 с. — ISBN 978-966-335-206-0
• Мала гірнича енциклопедія : у 3 т. / за ред. В. С. Білецького. — Д. : Донбас, 2007. — Т. 2 : Л — Р. — 670 с. — ISBN 57740-0828-2.
• Рипан Р., Чертяну И. Неорганическая химия: Химия металлов: В 2 т. / Под ред. В. И. Спицына. — М. : Изд. «Мир», 1972. — Т. 2. — 871 с. (рос.)
• Химические свойства неорганических веществ: Учеб. пособие для вузов. 3-е изд., испр. / Лидин Р. А., Молочко В. А., Андреева Л. Л.; Под ред. Лидина Р. А. — М. : Химия, 2000. — 480 с. — ISBN 5-7245-1163-0. (рос.)

• МАНГАН //Фармацевтична енциклопедія