Mangani (element kimik): vetitë, aplikimi, emërtimi, gjendja e oksidimit, fakte interesante

2024 Autor: Angel Austin | [email protected]. E modifikuara e fundit: 2023-12-17 05:41

Një nga metalet më të rëndësishme për metalurgjinë është mangani. Përveç kësaj, në përgjithësi është një element mjaft i pazakontë me të cilin lidhen fakte interesante. E rëndësishme për organizmat e gjallë, të nevojshme në prodhimin e shumë lidhjeve, kimikateve. Mangani është një element kimik, një foto e të cilit mund të shihet më poshtë. Janë vetitë dhe karakteristikat e tij që do të shqyrtojmë në këtë artikull.

Karakteristika e një elementi kimik

Nëse flasim për manganin si një element i sistemit periodik, atëherë para së gjithash duhet të karakterizojmë pozicionin e tij në të.

1. Ndodhet në periudhën e katërt madhore, grupi i shtatë, nëngrupi dytësor.
2. Numri rendor - 25. Mangani është një element kimik, ngarkesa e bërthamave të atomeve të të cilit është +25. Numri i elektroneve është i njëjtë, neutronet - 30.
3. Vlera e masës atomike është 54,938.
4. Përcaktimi i elementit kimik mangan - Mn.
5. Emri latin - mangan.

Ndodhet midis kromit dhe hekurit, gjë që shpjegon ngjashmërinë e tij me to në karakteristikat fizike dhe kimike.

Mangani - element kimik: metal kalimtar

Nëse marrim parasysh konfigurimin elektronik të një atomi të reduktuar, atëherë formula e tij do të duket si: 1s²2s²2p 6 ^3s2^3p6^4s2^3d 5. Bëhet e qartë se elementi që po shqyrtojmë është një metal kalimtar nga familja d. Pesë elektrone në nënnivelin 3d tregojnë qëndrueshmërinë e atomit, e cila manifestohet në vetitë e tij kimike.

Si metal, mangani është një agjent reduktues, por shumica e përbërjeve të tij janë në gjendje të shfaqin aftësi mjaft të forta oksiduese. Kjo është për shkak të gjendjeve të ndryshme të oksidimit dhe valencave që ka ky element. Kjo është e veçanta e të gjitha metaleve të kësaj familjeje.

Kështu, mangani është një element kimik që ndodhet midis atomeve të tjera dhe ka karakteristikat e veta të veçanta. Le të shqyrtojmë se cilat janë këto prona në më shumë detaje.

Mangani është një element kimik. Gjendja e oksidimit

Ne kemi dhënë tashmë formulën elektronike të atomit. Sipas saj, ky element është në gjendje të shfaqë disa gjendje pozitive oksidimi. Kjo është:

• 0;
• +2;
• +3;
• +4;
• +6;
• +7.

Valenca e një atomi është IV. Më të qëndrueshmet janë ato përbërje në të cilat mangani ka vlerat +2, +4, +6. Shkalla më e lartë e oksidimit lejon që komponimet të veprojnë si agjentët më të fortë oksidues. Për shembull: KMnO₄, Mn₂O₇.

Përbërjet me +2 janë agjentë reduktues, hidroksidi i manganit (II) ka veti amfoterike, me mbizotërim të atyre bazike. Gjendjet e ndërmjetme të oksidimit formojnë komponime amfoterike.

Historia e zbulimit

Mangani është një element kimik që nuk u zbulua menjëherë, por gradualisht dhe nga shkencëtarë të ndryshëm. Megjithatë, komponimet e tij janë përdorur nga njerëzit që nga kohërat e lashta. Oksidi i manganit (IV) u përdor për shkrirjen e qelqit. Një italian deklaroi faktin se shtimi i këtij përbërësi në prodhimin kimik të gotave e kthen ngjyrën e tyre vjollcë. Së bashku me këtë, e njëjta substancë ndihmon në eliminimin e mjegullës në syzet me ngjyra.

Më vonë në Austri, shkencëtari Kaim arriti të përftonte një copë mangani metalik duke ekspozuar pirolisit (oksid mangani (IV)), potas dhe qymyr në temperatura të larta. Megjithatë, ky mostër kishte shumë papastërti, të cilat ai nuk mundi t'i eliminonte, kështu që zbulimi nuk u bë.

Edhe më vonë, një tjetër shkencëtar sintetizoi gjithashtu një përzierje në të cilën një pjesë e konsiderueshme ishte metal i pastër. Ishte Bergman, i cili kishte zbuluar më parë elementin nikel. Megjithatë, ai nuk ishte i destinuar ta përfundonte punën.

Mangani është një element kimik, i cili u përftua dhe u izolua për herë të parë në formën e një substance të thjeshtë nga Karl Scheele në 1774. Megjithatë, ai e bëri këtë së bashku me I. Gan, i cili përfundoi procesin e shkrirjes së një copë metali. Por edhe ata nuk arritën ta çlironin plotësisht atë nga papastërtitë dhe të merrnin një rendiment produkti 100%.

Megjithatë, kjo herë është bërëzbulimi i këtij atomi. Të njëjtët shkencëtarë u përpoqën të jepnin një emër si zbuluesit. Ata zgjodhën termin mangan. Megjithatë, pas zbulimit të magnezit, filloi konfuzioni dhe emri i manganit u ndryshua në atë modern (H. David, 1908).

Meqenëse mangani është një element kimik, vetitë e të cilit janë shumë të vlefshme për shumë procese metalurgjike, me kalimin e kohës u bë e nevojshme të gjendej një mënyrë për ta përftuar atë në formën më të pastër. Ky problem u zgjidh nga shkencëtarët në mbarë botën, por arriti të zgjidhet vetëm në vitin 1919 falë punës së R. Agladze, një kimist sovjetik. Ishte ai që gjeti një metodë me të cilën është e mundur të merret metal i pastër me një përmbajtje prej 99.98% nga sulfatet dhe kloruret e manganit me elektrolizë. Tani kjo metodë aplikohet në të gjithë botën.

Të jesh në natyrë

Mangani është një element kimik, një foto e një substance të thjeshtë të së cilës mund të shihet më poshtë. Në natyrë, ka shumë izotope të këtij atomi, numri i neutroneve në të cilin ndryshon shumë. Kështu, numrat në masë variojnë nga 44 në 69. Megjithatë, i vetmi izotop i qëndrueshëm është elementi me vlerën ⁵⁵Mn, të gjithë pjesa tjetër kanë ose një gjysmë jetë të papërfillshme ose ekzistojnë në sasi shumë të vogla.

Meqenëse mangani është një element kimik, gjendja e oksidimit të të cilit është shumë e ndryshme, ai gjithashtu formon shumë komponime në natyrë. Në formën e tij të pastër, ky element nuk ndodh fare. Në minerale dhe xehe, fqinji i tij konstant është hekuri. Në total, mund të identifikohen disa nga shkëmbinjtë më të rëndësishëm, të cilët përfshijnë manganin.

1. Piroluzit. Formula e përbërjes: MnO₂nH₂O.

Molekula

2. Psilomelane, MnO2mMnOnH2O.
3. Manganit, formula MnOOH.
4. Browniti është më i rrallë se pjesa tjetër. Formula Mn₂O₃.
5. Gausmanite, formula MnMn₂O_4.
6. Rhodonite Mn₂(SiO₃)₂.
7. Xeherore karbonate të manganit.
8. Spar mjedër ose rodokrozit - MnCO₃.
9. Purpurite - Mn₃PO₄.

Përveç kësaj, mund të caktoni disa minerale të tjera, të cilat përfshijnë edhe elementin në fjalë. Kjo është:

• kalcit;
• siderite;
• mineralet e argjilës;
• kalcedoni;
• opal;
• përbërje rërë-silty.

Përveç shkëmbinjve dhe shkëmbinjve sedimentarë, mineraleve, mangani është një element kimik që bën pjesë në objektet e mëposhtme:

1. Organizmat bimorë. Akumuluesit më të mëdhenj të këtij elementi janë: gështenja e ujit, duckweed, diatomet.
2. Kërpudha ndryshku.
3. Disa lloje bakteresh.
4. Kafshët e mëposhtme: milingona të kuqe, krustace, molusqe.
5. Njerëzit - kërkesa ditore është afërsisht 3-5 mg.
6. Ujërat e oqeaneve përmbajnë 0.3% të këtij elementi.
7. Përmbajtja totale në koren e tokës 0,1% në masë.

Në përgjithësi, është elementi i 14-të më i bollshëm nga të gjithë në planetin tonë. Ndër metalet e rënda, është i dyti pashekur.

Vetitë fizike

Nga pikëpamja e vetive të manganit, si lëndë e thjeshtë, për të mund të dallohen disa karakteristika themelore fizike.

1. Në formën e një substance të thjeshtë, është një metal mjaft i fortë (në shkallën Mohs, treguesi është 4). Ngjyra - e bardhë argjendtë, e mbuluar me një shtresë mbrojtëse oksidi në ajër, me shkëlqim në prerje.
2. Pika e shkrirjes është 1246⁰C.
3. Vlim - 2061⁰C.
4. Vetitë e përcjellësit janë të mira, është paramagnetik.
5. Dendësia metalike është 7,44 g/cm³.
6. Ekziston në formën e katër modifikimeve polimorfike (α, β, γ, σ), të cilat ndryshojnë në strukturën dhe formën e rrjetës kristalore dhe densitetin e paketimit të atomeve. Pika e tyre e shkrirjes është gjithashtu e ndryshme.

Ka tre forma kryesore të manganit që përdoren në metalurgji: β, γ, σ. Alfa është më e rrallë, pasi është shumë e brishtë në vetitë e saj.

Vetitë kimike

Nga pikëpamja e kimisë, mangani është një element kimik ngarkesa jonike e të cilit ndryshon shumë nga +2 në +7. Kjo lë gjurmë në veprimtarinë e tij. Në formë të lirë në ajër, mangani reagon shumë dobët me ujin dhe tretet në acide të holluara. Megjithatë, sapo rritet temperatura, aktiviteti i metalit rritet në mënyrë dramatike.

Pra, ai është në gjendje të ndërveprojë me:

• azoti;
• karbon;
• halogjene;
• silicon;
• fosfor;
• squfur dhe jometale të tjera.

Kur nxehet pa ajër, metali kalon lehtësisht në gjendje avulli. Në varësi të gjendjes së oksidimit që shfaq mangani, përbërjet e tij mund të jenë si agjentë reduktues ashtu edhe agjentë oksidues. Disa shfaqin veti amfoterike. Pra, ato kryesore janë karakteristike për komponimet në të cilat është +2. Amfoterik - +4, dhe acid dhe oksidues i fortë në vlerën më të lartë +7.

Përkundër faktit se mangani është një metal kalimtar, komponimet komplekse për të janë të pakta. Kjo është për shkak të konfigurimit elektronik të qëndrueshëm të atomit, sepse nënniveli i tij 3d përmban 5 elektrone.

Metodat e marrjes

Ka tre mënyra kryesore në të cilat mangani (një element kimik) merret në industri. Ndërsa emri lexohet në latinisht, ne kemi caktuar tashmë - manganum. Nëse e përktheni në Rusisht, atëherë do të jetë "po, me të vërtetë sqaroj, zbardh ngjyrën". Mangani ia detyron emrin e tij veçorive të dukshme të njohura që nga lashtësia.

Megjithatë, megjithë famën, ata arritën ta merrnin atë në formën e tij të pastër për përdorim vetëm në vitin 1919. Kjo bëhet me metodat e mëposhtme.

1. Elektrolizë, rendimenti i produktit është 99,98%. Në këtë mënyrë, mangani fitohet në industrinë kimike.
2. Silikotermik, ose reduktim silikoni. Me këtë metodë, silici dhe oksidi i manganit (IV) shkrihen, duke rezultuar në formimin e një metali të pastër. Rendimenti është rreth 68%, pasi një efekt anësor është kombinimi i manganit me silikon për të formuar silicid. Tëmetoda përdoret në industrinë metalurgjike.
3. Metodë aluminotermike - restaurim me alumin. Gjithashtu nuk jep rendiment shumë të lartë të produktit, mangani formohet i kontaminuar me papastërti.

Prodhimi i këtij metali është i rëndësishëm për shumë procese që kryhen në metalurgji. Edhe një shtesë e vogël e manganit mund të ndikojë shumë në vetitë e lidhjeve. Është vërtetuar se shumë metale treten në të, duke mbushur rrjetën e saj kristalore.

Për nxjerrjen dhe prodhimin e këtij elementi, Rusia renditet e para në botë. Ky proces kryhet edhe në vende të tilla si:

• Kinë.
• Afrika e Jugut.
• Kazakhstan.
• Gjeorgji.
• Ukrainë.

Përdorim industrial

Mangani është një element kimik, përdorimi i të cilit është i rëndësishëm jo vetëm në metalurgji. por edhe në fusha të tjera. Përveç metalit në formën e tij të pastër, një rëndësi të madhe kanë edhe përbërje të ndryshme të këtij atomi. Le të përcaktojmë më kryesoret.

1. Ka disa lloje aliazhesh që falë manganit kanë veti unike. Kështu, për shembull, çeliku Hadfield është aq i fortë dhe rezistent ndaj konsumit, saqë përdoret për shkrirjen e pjesëve për ekskavatorë, makineritë e përpunimit të gurit, thërrmuesit, mullinjtë e topave dhe pjesët e blinduara.
2. Dioksidi i manganit është një element oksidues i detyrueshëm i elektrikimit, përdoret për të krijuar depolarizues.
3. Përbërjet e manganit janë të nevojshme për zbatimin e organikesinteza e substancave të ndryshme.
4. Permanganati i kaliumit (ose permanganati i kaliumit) përdoret në mjekësi si një dezinfektues i fortë.
5. Ky element është pjesë e bronzit, bronzit, formon aliazhin e tij me bakrin, i cili përdoret për të bërë turbinat e avionëve, tehët dhe pjesë të tjera.

Roli biologjik

Kërkesa ditore për mangan për një person është 3-5 mg. Mungesa e këtij elementi çon në depresion të sistemit nervor, shqetësim të gjumit dhe ankth, marramendje. Roli i tij ende nuk është studiuar plotësisht, por është e qartë se, para së gjithash, ka ndikim në:

• rritje;
• aktiviteti i gonadave;
• puna hormonale;
• formim gjaku.

Ky element është i pranishëm në të gjitha bimët, kafshët, njerëzit, gjë që dëshmon rolin e tij të rëndësishëm biologjik.

Detaje interesante të artikullit

Mangani është një element kimik, fakte interesante për të cilat mund t'i bëjnë përshtypje çdo personi, si dhe t'ju bëjnë të kuptoni se sa i rëndësishëm është. Këtu janë më elementët prej tyre, të cilët kanë gjetur gjurmë në historinë e këtij metali.

1. Gjatë kohërave të vështira të luftës civile në BRSS, një nga produktet e para të eksportit ishte xeherori që përmbante një sasi të madhe mangani.
2. Nëse dioksidi i manganit shkrihet me hidroksid kaliumi dhe kripur, dhe më pas produkti tretet në ujë, do të fillojnë transformimet e mahnitshme. Zgjidhja fillimisht do të bëhet e gjelbër, pastaj ngjyra do të ndryshojë në blu.pas - vjollcë. Më në fund, do të bëhet e kuqërremtë dhe gradualisht do të bjerë një precipitat kafe. Nëse përzierja tundet, atëherë ngjyra e gjelbër do të rikthehet përsëri dhe gjithçka do të ndodhë përsëri. Për këtë mori emrin e tij permanganati i kaliumit, i cili përkthehet si "kameleon mineral".
3. Nëse plehra që përmbajnë mangan aplikohen në tokë, atëherë produktiviteti i bimëve do të rritet dhe shkalla e fotosintezës do të rritet. Gruri dimëror do të formojë kokrra më mirë.
4. Blloku më i madh i mineralit të manganit rodonit peshonte 47 tonë dhe u gjet në Urale.
5. Ekziston një aliazh treshe i quajtur manganin. Ai përbëhet nga elementë të tillë si bakri, mangani dhe nikeli. E veçanta e tij është se ka një rezistencë të lartë elektrike, e cila është e pavarur nga temperatura, por ndikohet nga presioni.

Sigurisht, kjo nuk është gjithçka që mund të thuhet për këtë metal. Mangani është një element kimik, fakte interesante për të cilat janë mjaft të ndryshme. Sidomos nëse flasim për vetitë që ai u jep lidhjeve të ndryshme.