Марганец и его соединения

МИНИСТЕРСТВО СЕЛЬСКОГО ХОЗЯЙСТВА И ПРОДОВОЛЬСТВИЯ РФ МИНИСТЕРСТВО СЕЛЬСКОГО ХОЗЯЙСТВА И ПРОДОВОЛЬСТВИЯ РФВГСХА КАФЕДРА ХИМИИ Реферат на тему Выполнил студент первого курса инженерного факультета 15 б группыКошманов В.В.Проверил Харченко Н.Т. Великие Луки 1998г. Содержание Историческая справка. 3Распространение в природе. 3Физические и химические свойства. 3Соединения двухвалентного марганца. 4Соединения четыр хвалентного марганца. 4Соединения шестивалентного марганца. 5Соединения семивалентного марганца. 5Получение. 6Применение марганца и его соединений. 6Литература. 7 Древнеримский натуралист Плиний упоминает о ч рном камне, который использовалидля обесцвечивания жидкой стеклянной массы речь шла о минерале пиролюзите MnO2. В Грузии пиролюзит с древнейших врем н служилприсадочным материалом при получении железа. Долгое время пиролюзит называлич рной магнезией и считали разновидностью магнитного железняка.

В 1774 годуК.Шелле доказал, что это соединение неизвестного металла, а другой шведскийуч ный Ю.Гаи, сильно нагревая смесь пиролюзита с угл м, получил Марганецзагрязн нный углеродом.

Название Марганец традиционно происходит от немецкого Marganerz-марганцевая руда. Распространениев природе. Среднее Содержание Марганца в земнойкоре 0.1 , в большинстве изверженных пород 0.06-0.2 по массе, где он находитсяв рассеянном состоянии в форме Mn2 аналог Fe2 . На земнойповерхности Mn2 легкоокисляется, здесь известны также минералы Mn3 и Mn4 . В биосфере Марганец энергично мигрирует в восстановительных условиях ималоподвижен в окислительных условиях.

Наиболее подвижен Марганец в кислыхводах тундры и лесных ландшафтах, где он находится в форме Mn2 . Содержание Марганца здесь часто повышенно икультурные растения местами страдают от избытка Марганца в почвах, оз рах, болотах образуются железно марганцовые конкуренции, оз рные и болотные руды. Всухих степях и пустынях в условиях щелочной окислительной среды Марганецмалоподвижен.

Организмы бедны Марганцем, культурные растения часто нуждаются вмарганцовых микро удобрениях. Речные воды бедны Марганцем 10-6-10-5г л. ,однако суммарный вынос этого элемента огромен, прич м основная его массаосаждается в прибрежной зоне. Физические ихимические свойства. В чистом виде марганец получают либоэлектролизом раствора сульфата марганца II , либо восстановлением из оксидов кремнием в электрических печках. Элементарный Марганецпредставляет собой серебристо-белый твердый, но хрупкий металл.

Его хрупкостьобъясняется тем, что при нормальных температурах в элементарную ячейку Mn входит 58 атомов в сложной ажурной структуре, неотносящейся к числу плотноупакованных. Плотность Марганца 7.44 г см3,температура плавления 1244оС, температура кипения 2150оС.В реакциях проявляет валентность от 2 до 7, наиболее устойчивые степениокисления 2, 4, 7. Соединениядвухвалентного марганца. Соли двухвалентного марганца можно получить прирастворении в разбавленных кислотах Mn 2HCl MnCl2 H2При растворении в воде образуется гидроксид Mn II Mn 2HOH Mn OH 2 H2Гидроксид марганца можно получить в виде белого осадкапри действии на растворы солей двухвалентного марганца щелочью MnSO2NaOH Mn OH 2 NaSO4СоединенияMn II на воздухе неустойчивы, и Mn OH 2 на воздухе быстро буреет, превращаясь воксид-гидроксид четыр хвалентного марганца.2Mn OH 2 O2 MnO OH 2Гидроксид марганца проявляет толькоосновные свойства и не реагирует со щелочами, а при взаимодействии с кислотамида т соответствующие соли. Mn OH 2 2HCl MnCl2 2H2OОксид марганца может быть получен при разложениикарбоната марганца MnCO3 MnO CO2Либо при восстановлении диоксидамарганца водородом MnO2 H2 MnO H2O Соединениячетыр хвалентного марганца. Из соединений четыр хвалентного марганца наиболееизвестен диоксид марганца MnO2 - пиролюзит.

Поскольку валентность IV является промежуточной, соединения Mn VI образуются как при окислении двухвалентного марганца. Mn NO3 2 MnO2 2NO2Так и при восстановлении соединениймарганца в щелочной среде 3K2MnO4 2H2O 2KMnO4 MnO4KOHПоследняя реакция является примером реакциисамоокисления - самовосстановления, для которых характерно то, что часть атомоводного и того же элемента окисляется, восстанавливая одновременно оставшиесяатомы того же элемента Mn6 2e Mn4 1Mn6 -e Mn2В свою очередь MnО2 может окислять галогениды и галоген водороды, например HCl MnO2 4HCl MnCl2 Cl2 2H2OДиоксид марганца - тв рдоепорошкообразное вещество. Он проявляет как основные, так и кислотные свойства.

Соединенияшестивалентного марганца. При сплавлении MnO2 сощелочами в присутствии кислорода, воздуха или окислителей получают соли шестивалентногоМарганца, называемые манганатами.

MnO2 2KOH KNO3 K2MnO2 KNO2 H2OСоединений марганца шестивалентногоизвестно немного, и из них наибольшее значение соли марганцевой кислоты -манганаты. Сама марганцевая кислота, как исоответствующей ей триоксид марганца MnO3, в свободном виде не существует вследствиинеустойчивости к процессам окисления - восстановления.

Замена протона в кислотена катион металла приводит к устойчивости манганатов, но их способность кпроцессам окисления - восствновления сохраняется.

Растворы манганатов окрашеныв зел ный цвет. При их подкислении образуется марганцеватая кислота, разлагаетсядо соединений марганцачетыр хвалентного и семивалентного.

Сильные окислители переводят марганецшестивалентный в семивалентный.2K2MnO4 Cl22 2KMnO4 2KCl Соединениясемивалентного марганца. В семивалентном состоянии марганецпроявляет только окислительные свойства. Среди применяемых в лабораторнойпрактике и в промышленности окислителей широко применяется перманганат калия KMnO2, в быту называемыймарганцовкой.

Перманганат калия представляет собой кристаллы ч рно-фиолетовогоцвета. Водные растворы окрашены в фиолетовый цвет, характерный для иона MnO4 Перманганаты являются солямимарганцевой кислоты, которая устойчива только в разбавленных растворах до20 . Эти растворы могут быть получены действием сильных окислителей насоединения марганца двухвалентного 2Mn NO3 2 PbO2 6HNO3 2HMnO4 5Pb NO3 2 2H2OПри концентрации HMnO4 выше 20 происходит разложение е по уравнению 4HMnO4 4MnO 3O2 2H2OСоответствующий марганцевой кислотемарганцевый ангидрид, или оксид марганца VII , Mn2O7 можетбыть получен путем воздействия концентрированной серной кислоты на перманганаткалия.

Этот оксид является ещ более сильным окислителем, чем HMnO4 и KMnO4. Органические соединения при с Mn2O2 самовоспламеняются. При растворении Mn2O2 в воде образуется марганцевая кислота. Из-занеустойчивости и крайне высокой реакционной способности Mn2O2 не применяют, а вместо него используют твердые перманганаты. В зависимости от среды перманганаткалия может восстанавливаться до различных соединений. При нагревании сухого перманганата калия дотемпературы выше 200 ОС он разлагается.2KMnO4 K2MnO4 MnO2 O2Этой реакцией в лаборатории иногдапользуются для получения кислорода.

Получение

Добыча марганцевойруды в СССР. Добавкимарганца к сталям повышают их устойчивость к износу и механичес... Процесс ведут с анодами из свинца и катодами изтитанового сплава АТ-3 ... При выраженном отравлении наблюдается поражениенервной системы с харак... Раствор KMnO4 применяют и внутрь при некоторых случаях отравления алка...

Список литературы 1. Большая советская энциклопедия.2. Ю.М.Шилов, Ю.И.Смушкевич, П.М.Чукуров, М.И.Тарасенко, Общая химия , М 1983г.